ОСОБЕННОСТИ КОЭФФИЦИЕНТОВ СВЯЗИ МИКРОПОЛОСКОВЫХ ЧЕТВЕРТЬВОЛНОВЫХ ШПИЛЬКОВЫХ РЕЗОНАТОРОВ

July 5, 2012 by admin Комментировать »

Беляев Б. А., Сержантов А. М. Институт Физики им. Л.В. Киренского СО РАН, Академгородок, Красноярск, 660036, Россия тел.: 3912-494591, e-mail: belyaev@iph.krasn.ru


Аннотация Исследованы коэффициенты связи пары четвертьволновых микрополосковых шпильковых резонаторов. Теоретически и экспериментально показано, что заданная полоса пропускания в такой микрополосковой структуре может быть реализована при трех существенно различающихся зазорах между резонаторами.

I.  Введение

Микрополосковые частотно-селективные устройства и, в частности, фильтры получили широкое распространение в СВЧ технике благодаря своей миниатюрности, надежности и технологичности в производстве. Такие устройства, как правило, представляют собой систему из взаимодействующих резонаторов, коэффициенты связи которых зависят от множества конструктивных параметров. Принимая во внимание тот факт, что селективные свойства устройств во многом определяются частотными зависимостями коэффициентов связи [1], изучение этих коэффициентов для различных конструкций резонаторов является важной и актуальной задачей. В настоящей работе исследуются селективные свойства и частотные зависимости коэффициентов связи двухзвенных фильтров на микрополосковых четвертьволновых шпильковых резонаторах, кондуктивно подключенных к линиям передачи.

II.  Основная часть

Топология проводников исследуемых двухзвенных фильтров на сонаправленных четвертьволновых шпильковых резонаторах показана на рис.1. Длина шпильковых резонаторов /г, и они кондуктивно подключены к внешним линиям передачи с волновым сопротивлением 50 Ом смежно на расстоянии 1С от заземленных концов проводников. Величина зазора между проводниками внутри каждого резонатора S, а между резонаторами Se, при этом ширина полосковых проводников на всех участках одинакова w.

Следует отметить, что в случае минимального зазора Se между проводниками МПР секции на измеренной и рассчитанной АЧХ наблюдается по два полюса затухания слева и справа от полосы пропускания, однако правый полюс в эксперименте сильно сдвинут в область высоких частот. При среднем зазоре на рассчитанной амплитудно-частотной характеристике полюса затухания отсутствуют, а в эксперименте справа от полосы пропускания наблюдается два полюса. При максимальном зазоре Se полюса затухания отсутствуют как на рассчитанной, так и на измеренной АЧХ. Заметим, что полюса затухания являются точками компенсации индуктивного и емкостного взаимодействия резонаторов. Поэтому в случае изготовления секции с зазором Se, при котором коэффициент полной связи резонаторов обращается в нуль (см. рис. 2), полюс затухания располагается точно в центре полосы пропускания, тем самым, уничтожает ее.

Таким образом, в настоящей работе исследованы коэффициенты связи и амплитудно-частотные характеристики сонаправленных четвертьволновых шпильковых резонаторов в двухзвенных микрополосковых секциях. Показано, что в таких фильтрах на частоте первой моды колебаний величина полного коэффициента связи, а, следовательно, и величина относительной полосы пропускания, определяется разностью коэффициентов емкостной и индуктивной связи, т.к. они действуют в противофазе. Теоретически и экспериментально доказано, что в исследованных конструкциях наблюдается такое же аномальное поведение коэффициента связи от величины зазора между проводниками МПР, как и в фильтрах на нерегулярных резонаторах типа гантели [3]. Благодаря этому заданная ширина полосы пропускания устройства может быть реализована при трех существенно различающихся зазорах между полосковыми проводниками резонаторов при неизменных остальных конструктивных параметрах микрополосковой структуры. Установлено, что минимальный зазор между МПР обеспечивает существенно более высокую крутизну низкочастотного склона АЧХ, а средний зазор высокочастотного склона. При максимальном зазоре между резонаторами крутизна обоих склонов приблизительно одинаковая. Этот факт очень важен для конструирования фильтров с заданной формой амплитудно-частотной характеристики.

I.     Заключение

Теоретически и экспериментально показано, что в фильтрах на нерегулярных четвертьволновых резонаторах наблюдается такое же аномальное поведение коэффициента связи от величины зазора между проводниками МПР, как и в фильтрах на нерегулярных полуволновых резонаторах типа гантели [3]. В результате заданная ширина полосы пропускания может быть реализована при трех существенно различающихся зазорах между полосковыми проводниками резонаторов при неизменных остальных конструктивных параметрах фильтров.

II.    Список литературы

[1]     Беляев Б. А., Лалетин Н. В., Лексиков А. А. II РЭ, Т.

47, № 1, 2002, с. 14-23.

[2]    Беляев Б. А., Лалетин Н. В., Лексиков А. А., Сержантов А. М. II РЭ, Т.48, № 1, 2003, с.39-46.

[3]    Беляев Б. А., Титов М. М., Тюрнев В. В. // Изв. ВУЗов, Радиофизика. 2000. № 8. С. 722.

PECULIARITIES OF COUPLING FACTORS OF MICROSTRIP QUARTER-WAVE HAIRPIN RESONATORS

B. A. Belyaev, A. M. Serzhantov Institute of Physics,

Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russia E-mail: belyaev@iph.krasn.ru

Abstract We have investigated the coupling factors of a pair of microstrip quarter-wave hairpin resonators. It is theoretically and experimentally shown that the given bandpass in such microstrip structure can be realized at three greatly different spaces between resonators.


Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

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