Эллиптические фильтры с заданными частотами режекции в полосе заграждения

• Автор: Абросимов, Артём Александрович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПОЛИНОМИАЛЬНЫХ ФИЛЬТРОВ

1 Л. Электрические фильтры

1.2. Оценка селективных свойств полиномиальных фильтров

1.3. Физическая реализуемость элементов полиномиальных фильтров..

1.4. Выводы

ГЛАВА 2. ПОЛОСОВЫЕ ФИЛЬТРЫ В СОСРЕДОТОЧЕННОМ И РАСПРЕДЕЛЁННОМ ЭЛЕМЕНТНЫХ БАЗИСАХ

2.1. Эллиптические фильтры на связанных контурах

2.2. Эллиптические фильтры на основе параллельных и последовательных ЬС - контуров

2.3. Эллиптические фильтры с четвертьволновыми связями

2.4. Построение эллиптических фильтров на спиральных резонаторах.
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. ЭЛЛИПТИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ НА МИКРОПОЛОСКОВЫХ ЛИНИЯХ ПЕРЕДАЧИ
3.1. Свойства фильтров на микрополосковых линиях передачи
3.2. Метод сосредоточенного эквивалента
3.3. Фильтры на МПЛ с резонансными связями
3.4. Эллиптические фильтры с четвертьволновыми связями
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЛИПТИЧЕСКИХ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ СИСТЕМ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВЕЩАНИЯ
4.1. Канальные фильтры малого уровня мощности
4.2. Канальные фильтры большой мощности на спиральных резонаторах
4.3. Канальные фильтры на коаксиальных четвертьволновых резонаторах,
4.4. Применение канальных фильтров в конструкции лабораторного стенда для исследования сигналов ВУВ-Т
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Частотно - селективные устройства и, в частности, фильтры являются важнейшими компонентами в радиотехнике, системах связи, системах и устройствах телевидения. Часто ими определяются габариты, масса и цена устройства в целом. В этой связи к таким устройствам как фильтры с постоянным развитием, например, систем телевидения, выдвигаются соответственно возрастающие требования по снижению массы и габаритов, максимально возможному увеличению селективных свойств, уменьшению потерь в полосе пропускания, снижению уровней внеполосного излучения, повышению надёжности устройств. Для решения подобного рода задач предлагается для дальнейших разработок за основу взять модели фильтра с эллиптической АЧХ (эллиптические фильтры). Фильтры с эллиптической АЧХ решают большинство основных задач за счёт: наличия нулей передачи в полосе заграждения, что существенно увеличивает крутизну скатов АЧХ, использования различных типов связей в объёме одного отдельного резонатора, что приводит к уменьшению вносимых потерь, снижению массы и габаритов; простоты конструкции, обеспечивающей технологичность и высокую надёжность. Таким образом, эллиптические фильтры отличаются самыми лучшими селективными свойствами по сравнению с другими классами фильтров (Чебышева, Баттерворта), имеют хорошую физическую реализацию во всем телевизионном диапазоне для полосы пропускания Д/ = 8 МГц как в сосредоточенном так и в распределённом элементных базисах, а следовательно, выгодны экономически в производстве. Кроме того, модели эллиптических фильтры несложно и с высокой точностью моделируются с помощью известных программных средств таких как Microwave Studio и Microwave Office.
Прогресс в области частотно - селективной техники, а это в первую очередь улучшение электрических характеристик фильтров и их миниатюризация, долгие годы осуществлялся благодаря интуитивному

Рис. 1.9. АЧХ эллиптического низкочастотного фильтра-прототипа
Отметим, что соотношение (1.21) получено из рассмотрения и анализа графика рис. 1.9, где изображена типовая АЧХ эллиптического ФНЧ фильтра-прототипа.
Сравнительный анализ численных значений средней крутизны ската АЧХ различного типа фильтров показывает, что с ростом порядка фильтра огромное преимущество по фильтрующим свойствам имеют эллиптические фильтры. Кроме того, чебышевские фильтры, имея точно такую же реализацию, как и баттервортовские фильтры, обеспечивают увеличение средней крутизны ската АЧХ на 18,6 дБ при /7=6. На основе данных таблицы
1.1 была составлена таблица 1.2, показывающая выигрыш по средней крутизне АЧХ (дБ) чебышевских и эллиптических фильтров различного порядка п.
Таблица 1.2. Выигрыш по средней крутизне ската АЧХ чебышевских и эллиптических фильтров-прототипов различного порядка (п) по отношению к баттервортовскому фильтру прототипу.
п 2 3 4 5 6 7 8
5С-5Й, дБ 0,9 2,9 6,3 11,4 18,6 28,4 41,8 59,
5е-5А,дБ 5,3 7,3 18,1 54,8 112,6 278,9 445,6 962,
Для полосового фильтра средняя крутизна ската АЧХ определяется коэффициентом преобразования полосы частот:
$ППФ = 2^ФНЧ 1(2> (1.22)