Анализ и синтез микроволновых объемных узкополосных ступенчатых эллиптических фильтров с реализацией на симметричной полосковой линии

• Автор: Кольцова, Татьяна Сергеевна
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 204 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. МОДЕРНИЗИРОВАННЫЙ МЕТОД СИНТЕЗА МИКРОВОЛНОВЫХ
ОБЪЕМНЫХ УЗКОПОЛОСНЫХ СТУПЕНЧАТЫХ ЭФ НА РЕШЕТКЕ СВЯЗАННЫХ

СТЕРЖНЕЙ
1 1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СТУПЕНЧАТОГО ЭФ ИЗ ДВУХ ПАРАЛЛЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫХ

РЕШЕТОК СВЯЗАННЫХ СТЕРЖНЕЙ РАЗЛИЧНОЙ ДЛИНЫ
1.1.1 Вывод расчетных формул для синтеза ступенчатых ЭФ
1 12 Инженерный метод расчета узкополосного ступенчатого ЭФ

1.1.3. Пример расчета ступенчатого
1.2. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ СТУПЕНЧАТОГО ЭФ ИЗ ДВУХ ПАРАЛЛЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫХ
РЕШЕТОК СВЯЗАННЫХ СТЕРЖНЕЙ РАЗЛИЧНОЙ ДЛИНЫ
1.2.1. Модернизированный метод конструктивного расчета ЭФ
1.2.2. Пример конструктивного расчета ступенчатого ЭФ
ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МИКРОВОЛОНОВЫХ ОБЪЕМНЫХ УЗКОПОЛОСНЫХ СТУПЕНЧАТЫХ ЭЛЛИПТИЧЕСКИХ ФИЛЬТРОВ

2.1. ЭФ НА РЕШЕТКЕ СВЯЗАННЫХ СТЕРЖНЕЙ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ
2.2. ЭФ НА РЕШЕТКЕ СВЯЗАННЫХ СТЕРЖНЕЙ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ С ВХОДНЫМ И ВЫХОДНЫМ

РЕЗОНАТОРАМИ ТИПА КЗ-ХХ
2.3. ЭФ НА РЕШЕТКЕ СВЯЗАННЫХ СТЕРЖНЕЙ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ С ВХОДНЫМ СТЕРЖНЕМ ТИПА

КЗ-ХХ
2.4. ЭФ НА РЕШЕТКЕ СВЯЗАННЫХ СТЕРЖНЕЙ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ С РЕЗОНАТОРОМ ТИПА КЗ-КЗ

2.5. Выводы
ГЛАВА III. АНАЛИЗ, МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ МИКРОВОЛНОВЫХ ОБЪЕМНЫХ УЗКОПОЛОСНЫХ СТУПЕНЧАТЫХ ЭФ НА РЕШЕТКЕ СВЯЗАННЫХ
СТЕРЖНЕЙ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ
3.1. Микроволновый объемный узкополосный ступенчатый ЭФ на решетке связанных
СТЕРЖНЕЙ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ БЕЗ УЧЕТА ДИССИПАТИВНЫХ ПОТЕРЬ

3.2. МИКРОВОЛНОВЫЙ ОБЪЕМНЫЙ УЗКОПОЛОСНЫЙ СТУПЕНЧАТЫЙ ЭФ НА РЕШЕТКЕ КОРОТКОЗАМКНУТЫХ СТЕРЖНЕЙ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ С УЧЕТОМ ДИССИПАТИВНЫХ

3.3. Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ I. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЖЕСТКОСТИ КОНСТРУКЦИИ НА
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МИКРОВОЛОНОВОГО ОБЪЕМНОГО
УЗКОПОЛОСНОГО СТУПЕНЧАТОГО ЭЛЛИПТИЧЕСКОГО ФИЛЬТРА
ПРИЛОЖЕНИЕ II. АЛГОРИТМ АНАЛИЗА СТУПЕНЧАТОГО ЭЛИИПТИЧЕСКОГО

ФИЛЬТРА

ВВЕДЕНИЕ
Фильтры являются важной частью многих микроволновых устройств, применяемых в радиолокации, радионавигации, космической связи и аппаратуре для научных исследовании. Они используются для частотной селекции микроволновых сигналов [1-21]. Развитие современной радиоэлектроники предъявляет к фильтрам все более жесткие и противоречивые требования: стабильность параметров, высокое качество исполнения, малые габариты и вес, низкая себестоимость. Разработчикам приходится совершенствовать методы синтеза, используемые материалы и технологии изготовления фильтров [22-37].
На протяжении многих лет наиболее часто применялись полиномиальные фильтры, аппроксимируемые полиномами Баттерворта и Чебышёва[1-3, 7-9, 21, 24 и др.], но в последние годы стало актуально использование фильтров, имеющих полюса затухания на конечных частотах [14, 38-49]. Эти фильтры имеют существенные преимущества перед полиномиальными, так как позволяют реализовать требуемые характеристики гораздо более компактными структурами. Они называются фильтрами Золотарева - Кауэра или эллиптическими фильтрами (ЭФ), так как их характеристики аппроксимируются с помощью эллиптических функций Якоби. При использовании ЭФ удается при одной и той же крутизне характеристики в переходной области (ПО) уменьшить потери в полосе эффективного пропускания примерно на 40% по сравнению с полиномиальными фильтрами. При одинаковых потерях в полосе пропускания (ПП) ЭФ при заданной переходной области обеспечивает почти на 50% более высокое затухание в полосе заграждения (эти обобщения сделаны для узкополосных фильтров). Вышеназванные преимущества обеспечиваются тем, что крутизну характеристики затухания переходной области у ЭФ можно увеличивать смещением полюсов, т. е. изменением параметров соответствующих резонаторов, тогда как у полиномиальных это достигается лишь увеличением числа резонаторов. Указанные преимущества особенно проявляются в фильтрах с узкими ПО.
Однако реализация ЭФ в диапазоне СВЧ с использованием полосковой техники представляет значительные трудности, так как получаемые структуры сложнее структур полиномиальных фильтров. Кроме этого, расположение полюсов затухания на конечных частотах предъявляет более жесткие требования к технологии изготовления и усложняет
Каквидно, формулы (1.31) и (1.35) аналогичны.
7.6. Рассчитываем нормированную проводимость узлов г-1 в схеме рисунок формуле:

(1.36)
Общий вид нормированной матрицы следующим образом
Vе У V
%=-ЦЬ+-+с;_1 V V п
проводимостей для «цепи Л-9йУ> ВЫГЛЯДИТ
г 0 0 0 0 0 0 о
0 Vе -'о .А 0
0 уВ _ -'21 А
0 0 -А А АА

0 0 0 0 0 V2
0 V 0 0 0 0 0 0 У
8. Определяем нормированные элементы ёмкостных матриц обеих цепей, для чего все элементы матриц проводимостей умножаются на коэффициент К, рассчитанный по формуле:
м= 120 Ж-> (1-37)

Где 6г _ относительная диэлектрическая проницаемость;
Я - сопротивление нагрузки.
9. Рассчитываем элементы ёмкостной матрицы «цепи 0О». Для этого Умножаем формулы (1.30), (1.31), (1.32) на К: