МИКРОПОЛОСКОВЫЙ ФИЛЬТР НА МНОГОМОДОВЫХ РЕЗОНАТОРАХ

April 27, 2012 by admin Комментировать »

Александровский А. А., Беляев Б. А., Лексиков А. А. Институт Физики им. Л. В. Киренского СО РАН Академгородок, Красноярск – 660036, Россия Тел.:3912-494591, e-mail: belyaev@iph.krasn.ru Хахалкин В. Н., Шапотковский Ю. В.

НПП "Радий", ул. Часовая, 28, Москва – 125057, Россия

Рис. 2. (Fig 2.)

тральная частота полосы пропускания фильтра fo=1.344 GHz, ее ширина, измеренная по уровню – 0.5 dB от уровня минимальных потерь в полосе про-

MICROSTRIP FILTER BASED ON MULTI-MODE RESONATORS

пускания Lo^-4 dB, Afo.s=15 MHz, по уровню -3dB Л£з=32 MHz и, наконец, по уровню -60 dB Afeo=84 MHz. Благодаря тому, что фильтр помещен в экранирующем корпусе с внешними размерами 36x11x7 mm, уровень затухания в полосах заграждения устройства достигает величины более -80 dB.

В отличие от фильтра, исследованного в [1], в представленной конструкции используется распределенная индуктивно-емкостная связь крайних резонаторов с внешними линиями передачи, которую обеспечивают отрезки микрополосковых линии, изготовленные на единой с фильтром подложке. Такая связь предпочтительнее кондуктивной, так как последняя для "узкополосных" фильтров требует подключения линий передачи к полосковому проводнику резонатора вблизи узла электрического поля. В этом случае характеристики фильтра слишком "чувствительны" к технологическим допускам, что, очевидно, усложняет настройку устройств и их тиражирование. В случае распределенной связи проблем с согласованием не возникает, так как микрополосковый элемент, обеспечивающий необходимое взаимодействие резонатора с трактом, легко рассчитывается под требуемое волновое сопротивление внешних линий. При этом величина диэлектрической проницаемости подложки фильтра не имеет принципиального значения, а подключение внешнего СВЧ тракта к элементу связи осуществляется простой перемычкой.

I.    Заключение

Таким образом, конструкция трехзвенного микро- полоскового фильтра на шпильковых резонаторах с нерегулярными шлейфами является перспективной. По массогабаритным показателям, уровню заграждения и потерям в полосе пропускания она имеет большие преимущества по сравнению с фильтрами, которые строятся каскадным соединением более простых двухзвенных конструкций, а также с многозвенными фильтрами традиционных конструкций. Тем не менее, важно отметить, что рассмотренная микрополосковая структура имеет специфические особенности. В частности, в многомодовых резонаторах любой конструктивный параметр одновременно влияет как на резонансные частоты всех его мод колебаний, так и на величину связей между ними. Поэтому "степеней свободы" при настройке фильтров на таких резонаторах значительно больше.

II.   Список литературы

[1 ] Александровский А. А., Беляев Б. А., Лексиков А. А. II РЭ. 2003. Т. 48. № 4. С. 398-405.

Aleksandrovsky A. A., Belyaev В. A., Leksikov А. А.

Kirensky Institute of Physics Akademgorodok, Krasnoyarsk – 660036, Russia e-mail: belyaev@iph.krasn.ru Khakhalkin V. N., Shapotkovsky Yu. V.

SPE “Radiy”, 28, Chasovaya St., Moscow -125057, Russia

Abstract – Microstrip filter based on three hairpin resonators having irregular stubs was developed. Multi-mode resonators used in them give an opportunity of obtaining high selective properties in a device with fractional pass-band to be less than 5%.

I.  Introduction

Microstrip filters (MSF) are very widespread in MW equipment due to their smallness, reliability, simplicity and easiness in manufacturing. However MSF have such imperfections as relatively low slope steepness of frequency response and low level of rejection in stop-band. Increasing the number of resonators one can reduce these imperfections, but at the same time rapid growth of pass-band loss is observed due to comparatively low Q-factor of microstrip resonators. Therefore searching untraditional approaches to the problem is important and urgent task. Promising way to improve filter performance is use multi-mode resonators. In the present work high selective filter based on three hairpin resonators having irregular stubs is developed.

II.  Main part

The microstrip structure consisting of two hairpin-shaped resonators having irregular stubs was investigated earlier [1]. It was shown in such resonator three modes with close frequencies could be exited, with passband of two-resonator filter to be formed by four resonances and two residuary ones to form damping poles on the left and on the right of the passband. By a proper choice of stub sizes it is easy to locate both poles either on the left or on the right increasing thus the steepness of the corresponding slope (see Fig. 1). Though two-resonator constructions have very high steepness of passband slopes, their level of damping in stop-bands is rather small. Cascade connection of two or more filters of such type does not solve the problem if the fractional bandwidth is less than 5 % and the level of damping in stop-band is more than 60 dB required, because of parasitic resonances in stop-band and inadmissible transmission loss. Above mentioned shortcomings do not arise in the construction consisting of three multi-mode resonators (Fig.2). Now In such filter nine resonances participate in the forming the frequency response, as earlier, three in each resonator. Fig.2 demonstrates frequency response of the filter made on the substrate having s=80 and sizes 39x9x1 mm. The filter has center frequency 1.344 GHz, bandwidth at -3 dB level 32 MHz and at -60 dB level 84 MHz. In narrow-band filters, when conductive coupling to transmission lines is used, the latter are connected to the points being close to the electric nodes, that is very critical to accuracy of the point location. In the present work a distributed inductive-capacitive coupling is used through additional lines formed also with the filter substrate that makes matching the filter to the transmission lines easier.

III.  Conclusion

Thus, the construction of three-resonator microstrip filter based on hairpin resonators having irregular stubs is promising. In regard to parameters such as mass, size, loss in pass-band and damping in stop-bands, it has advantage over conventional multi-resonators filters and filters made by cascading simple two-resonator filters. Nevertheless the proposed microstrip structure has specific feature. In particular any design parameter of multi-mode resonator influences both on resonance frequencies of all oscillation modes and on coupling between these modes. Therefore tuning the filter based on these resonators still has more degrees of freedom.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты