26. Конструкции свч ппф

ППФ СВЧ реализуются как структуры из резонаторов в виде отрезков ЛП, замещающих параллельные и последовательные контуры в прототипном ППФ. При расчете последнего определяются значения индуктивностей и емкостей, входящих в ППФ. Замещающие резонаторы должны иметь параметры, обеспечивающие эти значения. Частотные зависимости реактивных сопротивлений резонаторов и контуров должны совпадать, по крайней мере, в области полосы пропускания ППФ и около нее. Для сосредоточенных элементов эти зависимости пропорциональны частоте, для резонаторов они нелинейно зависят от частоты. В качестве критерия совпадения характеристик примем равенство углов их наклона вблизи резонансных частот контура и резонатора (см. раздел 6. 4). Реактивности связи (емкости) могут быть выполнены в виде чиповых элементов или в виде встречно-штыревых структур (рис 1). Здесь TL1, TL2, TL3 ‒ четвертьволновые резонаторы, MICAP ‒ емкости связи в виде встречно-штыревых структур. Часто такие ППФ используют не сосредоточенные элементы связи и отдельные резонаторы, а отрезки связанных ЛП. Ниже приведены конструкции подобных фильтров.

На рис. 2 изображен ППФ на связанных МПЛ. Здесь использованы полуволновые резонаторы, разомкнутые на концах, так что связь между ними осуществляется за счет электрического поля.

На рисунке 3 изображен похожий ППФ, но со связью за счет емкостей между концами МПЛ. Так как добротность МПЛ невелика, ППФ часто делают в виде закрытой металлической коробки, внутри которой располагаются четвертьволновые резонаторы (рис. 4). Эти резонаторы связаны друг с другом за счет пространственного поля, конструкция этого ППФ носит название «встречно-штыревая». Добротность резонаторов (штырей) значительно выше, чем у МПЛ, потерь меньше и появляется возможность создания более узкополосных фильтров.

На рис. 5 показана структура волноводного ППФ. Здесь в качестве резонаторов используются отрезки волновода, ограниченные соседними диафрагмами, а сами индуктивные диафрагмы являются элементами связи между резонаторами. Схема прототипного фильтра приведена на рис. 6

26. СВЧ ППФ

Основой для создания ППФ на сосредоточенных элементах является ФНЧ, АЧХ и ФЧХ которого смещаются из точки в точки , где ‒ центральная частота полосы пропускания ППФ. Для ФНЧ с идеальными (без потерь) компонентами на частоте для получения единичного коэффициента передачи сопротивления параллельных элементов должны быть равными бесконечности, а для последовательных – нулю. На частоте среза модули сопротивлений параллельных элементов должны быть равными , а для последовательных ‒ . Для обеспечения идентичности вида АЧХ и ФЧХ ППФ характеристикам «прототипного» ФНЧ необходимо, чтобы на частоте для элементов ППФ выполнялись те же требования, что для элементов ФНЧ на частоте , а на частотах ‒ те же требования, что для элементов ФНЧ на частоте . Из первого условия следует, что параллельные элементы ППФ есть параллельные резонансные контуры с частотой резонанса , а последовательные элементы – последовательные резонансные контуры с такой же резонансной частотой. Второе условие позволяет определить значения индуктивностей и емкостей контуров. Обозначим эквивалентные параметры параллельных резонаторов индексами p, а последовательных – индексами s, и на основании обоих условий получим выражения для определения всех реактивностей ППФ:

Имея в виду, что , где В – полоса пропускания ППФ, последние 2 выражения примут вид:,

На рис. 1 приведена схема прототипного ППФ фильтра третьего порядка (порядок определяется числом резонаторов). Часто последовательные контуры практически нереализуемы ввиду чрезмерно малых или чрезмерно больших . В этом случае переходят к ППФ на основе параллельных резонаторов, связанных сосредоточенными реактивностями, чаще всего емкостями. .Так как характеристики ППФ определяются его порядком – числом резонаторов, то при замене n последовательных резонаторов реактивностями необходимо добавить такое же число параллельных резонаторов