Синтез фильтров и трансформаторов на отрезках передающих линий на основе фазоконтурных моделей

• Автор: Лапшин, Борис Алексеевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 252 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Перечень условных обозначений и сокращений
ВВЕДЕНИЕ
1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЛЬТРОВ И ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ОТРЕЗКАХ
ПЕРЕДАЮЩИХ ЛИНИЙ
1.1. Типы фильтров и трансформаторов на отрезках передающих линий
1.2. Моделирование отрезков пепелящих линии
1.2.1.Электрическая двухпроводная линия
1.2.2. Моделирование отрезка линии без потерь
1.2.3.Моделирование отрезка линии с потерями
1.3. Исследование симметричных цепочечных звеньев ФОПЛ
1.3.1.Свойства звена ФОПЛ-Ц с четвертьволновой связкой
1.3.2. Свойства звена ФОПЛ-Ц с полуволновой связкой
1.4. Моделирование симметричных цепочечных звеньев ФОПЛ
1.5. Исследование симметричных шлейфных звеньев ФОПЛ
1.5.1.Свойства звеньев ФОПЛ-Ш с четвертьволновыми связками
1.5.2. Свойства звеньев ФОПЛ-Ш с полуволновыми связками
1.6. Моделирование симметричных шлейфных звеньев ФОПЛ
1.6.1.Моделирование звеньев ФОПЛ-Ш с четвертьволновыми связками
1.6.2.Моделирование звеньев ФОПЛ-Ш с полуволновыми связками
1.7. Трансформаторы сопротивлений
1.7.1.Трансформаторы сопротивлений на шлейфных полузвеньях Ф0ПЛ-2-Ш
1.7.2.Трансформаторы сопротивлений на цепочечных полузвеньях Ф0ПЛ-2-Ц
Выводы по разделу
2. РАЗВИТИЕ ОБЩО! ТЕОРИИ И МЕТОДОВ СИНТЕЗА ЬС-ФИЛЬТРОВ
2.1. Постановка задачи
2.2. О внутренних связях между элементами в схемах фильтров
2.2.1. О величине характеристического сопротивления лестничного фильтра
2.2.2. О внутреннем согласовании в фильтрах
2.2.3. О внутренней равнополосности в фильтрах
2.2.4. О произведении нормированных элементов схемы НЧ-прототипа
2.3. Эллиптические функции Якоби
2.4. Применение функций Якоби в задачах синтеза
фильтров
2.5. Преобразования частоты
2.5.1. Преобразования частоты фазового контура
2.5.2.Взаимные преобразования частоты
2.5.3.Образование фильтров с помощью преобразования
фазового контура типа ц
2.6. Синтез фильтров нижних частот с И-кратным всплеском рабочего затухания
2.6.1. Свойства инверторов
2.6.2.Образование схемы симметричного полузвена ФНЧ
2.6.3.Представление дроби Чебышева
2.6.4.Синтез полиномиальных фильтров
2.6.5.Синтез ФНЧ с И-кратным всплеском затухания
2.6.6. Синтез ПФ-прототипа
2.6.7.Синтез полосовых фильтров типа ц с И-кратным всплеском затухания на оси вещественных частот
2.7. Реализация некаскадных структур фильтров на фазовых контурах
2.7.1.Постановка задачи
2.7.2.Реализация параллельной схемы полиномиального фильтра
2.7.3.Реализация параллельной схемы полосового шлейфного фильтра на фазовых контурах
2.8. Решение общей задачи синтеза фильтров

на фазовых контурах
Выводы по разделу
3. СИНТЕЗ ФИЛЬТРОВ НА ОТРЕЗКАХ ПЕРЕДАЮЩИХ ЛИШНИЙ
3.1. Постановка задачи
3.2. Требования к электрическим характеристикам
фильтров
3.3. Расчетные параметры фильтров на фазовых контурах
3.4.Синтез шлейфных ФОПЛ на основе ПФ-прототипа
3.4.1.Синтез ФФК-11! с ФК1П-связками
3.4.2.Пример расчета шлейфного ПФ0ПЛ-1 с характеристикой Чебышева
3.4.3.Пример расчета шлейфного ПФ0ЕЕ-1 с характеристикой Баттерворта
3.5. Синтез шлейфных ПФОПЛ типа ц
3.5.1. Синтез ПФЖ-111 типа р
3.5.2.Пример расчета ПФОПЛ-Ш типа ц
3.6. Синтез шлейфных полосовых фильтров с X/2-связками
3.6.1.Синтез ПФФК-Ш с ФК2П-связками
3.6.2.Пример расчета ПФОПЛ-Ш с X/2-связками
3.7. Синтез цепочечных фильтров с Х/4-связками
3.7.1. Анализ цепочечных ФФК с ФК1П-связками
3.7.2.Синтез полосовых цепочечных ФФК с ФК1П-связками,
3.7.3.Пример расчета ПФОПЛ-Ц с X/4-связками
3.7.4.Синтез цепочечных ФФК нижних частот
с ФК1П-связками
3.7.5.Пример расчета НЧФОПЛ-Ц с Х/4-связка?,ш
3.8. Синтез цепочечных ПФОПЛ с X/2-связками
3.8.1.Анализ ФФК-Ц с ФК2П-связками
3.8.2. Синтез полосовых ФФК-Ц с ФК2П-с-вязками
3.8.3.Пример расчета ПФОПЛ-Ц с X/2-связками
3.9. Синтез шлейфных полосовых фильтров с характеристикой Золотарева-Кауэра
3.9.1. Анализ схем полузвеньев ПФФК-Ш типа ш
3.9.2.Синтез ПФФК-Ш с характеристикой
Золотарева-Кау эра
Там же приведены значения волновых длин 0i, соответствующие границам собственных полос пропускания и задерживания, а также значения Wc(8) при волновых длинах 0=0; л/2; Л, которые в дальнейшем будем называть "нулевыми длинами".
Собственное затухание ас(в) (рис.1.4,в) и собственный фазовый сдвиг Ьс(8) (рис.1.4,г) выражаются известными в теории электрических цепей [9, 15] формулами:
Из (1.41) и рис.1.4,а видно, что на оси 0 существует арифметическая симметрия ВОЛНОВЫХ ДЛИН, Т.е. 01+04=02+03=Л.
Далее из рис.1.4,в видно, что трехэлементное звено ФОПЛ, изображенное на рис.1.1а, имеет в промежутке 0 < О < л три собственных полосы пропускания (Ш), в пределах которых Wc (0) имеет резистивный характер, а ц(0) - мнимый. Между тремя полосами пропускания имеются две полосы задерживания (ГО), в пределах которых №с(9) имеет мнимый характер, а ц(0) - ве-
щественный.
Для собственных ПП справедливо соотношение
Анализ выражений (1.42), (1.43) и (1.44) показывает, что чем меньше величина коэффициента V , тем уже полосы пропускания, шире полосы задерживания и больше максимальное затухание в них, и тем в большее число раз отличаются друг от друга значения характеристических сопротивлений на нулевых длинах (частотах)
Мс(л/2)=рр/У и №с(0)=Мс(л)=рр[у(2+у)/(1+2у)]1/2 . (1.48)
В силу симметричности рассматриваемого звена, его каскадную (цепочечную) структуру можно эквивалентно преобразовать в мостовую с сопротивлениями плеч Ма и Иь. Для этого необходимо [29] разделить исходное звено (рис.1.1,и) на два по-
1 + q (0)
а(0) = 20і£
1 - q(0)
(1.45)
Wc(0) = Wc(Л-0) . а для собственных ГО - соотношение Wc(0) = - Wc(Л-0)
(1.46)
(1.47)