Синтез планарных фильтров для ГИС СВЧ

• Автор: Косякин, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил.

Содержание
Введение
ГЛАВА
Анализ состояния и перспектив разработки планарных СВЧ фильтров и методов их проектирования
1.1. Краткий обзор публикаций по электрическим фильтрам
1.2. Особенности физической реализации электрических фильтров в зависимости от частотного диапазона
1.3. Проблема миниатюризации и улучшения частотных характеристик электрических фильтров
1.4. Обзор основных типов фильтров, применяющихся в диапазоне СВЧ
1.5.Типы связей между резонаторами фильтров
1.6. Методы проектирования фильтров
1.7. Состояние разработок планарных фильтров
ГЛАВА
Микрополосковые фильтры на равных отрезках связанных линий
2.1. Постановка задачи
2.2. Методика синтеза МПФ на равных отрезках связанных линий
2.3. Расчетные соотношения для фильтров, представленных на рис. 2.
2.4. Вывод расчетных соотношений
2.4.1. Вывод расчетных соотношений для фильтра с заземленной емкостью (рис.
2.1,е )
2.4.2. Вывод расчетных формул для фильтра с дополнительной емкостью
(рис.2.1,е')
2.4.3 Обоснование последовательного соединения емкостей С'к в фильтре с дополнительной емкостью
2.4.4. Фильтр с дополнительными шлейфами как модификация фильтра с дополнительной емкостью (п.2.4.2, рис.2.1, е')
2.4.5. Вторая модификация фильтра с дополнительной емкостью путем
использования полусосредоточенных элементов (рис. 2.1,з')

Выводы
ГЛАВА
Микрополосковые фильтры на неравных отрезках связанных
линий
3.1 Постановка задачи
3.2 Вывод расчетных соотношений
3.2.1 Первая группа фильтров
3.2.2 Вторая группа фильтров
3.2.3 Микрополосковый СВЧ-фильтр “лестничного” типа с дополнительными разомкнутыми шлейфами, имеющими разные электрические длины
3.2.4 Микрополосковый фильтр “шпилечного типа“ с дополнительными гребенчатыми секциями
3.2.5 Микрополосковый фильтр нижних частот с характеристикой затухания
Золотарева-Кауэра
ГЛАВА
Гибридные микрополосковые фильтры с диэлектрическими резонаторами (ДР) и коммутируемые фильтры (КФ)
4.1. Синтез гибридных МП-ДР фильтров
4.2. Предварительная оценка характеристик фильтров
4.3. Оптимальный выбор ширины полуволновых микрополосковых резонаторов
4.4. Коммутируемый СВЧ - фильтр
Заключение
Литература
Введение
В настоящее время наиболее широкое распространение в СВЧ диапазоне получили миниатюрные фильтры следующих трех основных типов: на
диэлектрических резонаторах (ДР), на поверхностных акустических волнах (ПАВ) и микрополосковые фильтры (МПФ).
Фильтры на ДР характеризуются малыми габаритными размерами (особенно в диапазоне 4^5 ГГц), высокой добротностью резонаторов (—3000). Однако одним из основных недостатков этих фильтров, является большое количество паразитных полос пропускания, причем они расположены вблизи основной полосы пропускания.
Фильтры на ПАВ имеют малые габариты, низкую цену, но их применение ограничивается частотами 2,5 3 ГГц. Кроме того, им свойственны сравнительно
высокие вносимые потери, а полоса заграждения не более чем 4 ГГц.
Микрополосковым СВЧ фильтрам присущи малые габариты, высокая технологичность при изготовлении (отсюда и низкая стоимость, особенно при серийном производстве), но их основной недостаток - невысокая добротность резонаторов (-200).
Анализ характеристик фильтров различного типа показывает, что необходимо создание серийно-пригодных СВЧ фильтров с улучшенными электрическими характеристиками: более крутыми амплитудно-частотными характеристиками, более широкими полосами заграждения, минимальными потерями в полосе пропускания, а так же минимальными массо-габаритными характеристиками.
Цель работы и задачи исследования
Целью диссертационной работы является создание МПФ, обладающих улучшенными электрическими и массо-габаритными характеристиками на основе разработки общей инженерной методики синтеза МПФ и исследования полученных микрополосковых структур аналитическими и экспериментальными методами.
использованием емкостных связей между резонаторами, который за счет скачкообразного изменения волнового сопротивления в диапазоне (500 -1000)МГц имеет весьма небольшие геометрические размеры. Его электрическая схема приведена на рис. 1.21.

*?|° -о- 1.0 >

24^ Сі,

Сп,п+

о 1о.№
С °ы

го.2 К

Zo.л'

Рис. 1.21 -Электрическая схема гребенчатого фильтра В сообщении [75] рассматривается гибридный режекторный фильтр на основе диэлектрических резонаторов, связанных с микрополосковой линией с переменным волновым сопротивлением, изменяющимся от относительно низких величин до сравнительно высоких, а затем обратно к низким величинам сопротивлений. Средние резонаторы связаны с четвертьволновыми секциями передающей линии с относительно высоким импедансом. Другие резонаторы могут быть связаны с четвертьволновыми секциями с относительно низким волновым сопротивлением. Схема фильтра приведена на рис. 1.22.

го г гл

-И оЦ—
Рис. 1.22- Схема гибридного режекторного фильтра на основе диэлектрических резонаторов
В работе [76] предложена конструкция перестраиваемого
микрополоскового полосно-пропускающего фильтра с дополнительными связями между несмежными резонаторами рис.1.23,а.б, что позволяет, как это было отмечено выше, получать очень крутые АЧХ за счет образования полюсов затухания вблизи полосы пропускания, рис. 1.23,в.