Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Семенов Н.А. Техническая электродинамика учеб. пособие для электротехн. ин-тов связи

.pdf
Скачиваний:
302
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
23.29 Mб
Скачать

для фильтра Чебышева

Arch 3п)

<14-69 >

П = АДЬЕ,

 

 

Б

Полученное значение п округляют до большего целого числа. Для чебышевского фильтра п должно быть нечетным, так как его реализация на свч при четном числе звеньев затруднительна. За­ пас, который получается при округлении числа п, проектировщик волен употребить на уменьшение ап, увеличение а3, либо расши­ рение полосы П.

Задача определения добротностей Qm в схеме рис. 14.28 реша­ ется в курсе линейных электрических цепей. Приведем без вывода

(см. [2]) формулы для нагруженных добротностей:

 

 

для

фильтра

Баттерворса

 

 

 

 

 

 

для

фильтра

Qm=QoSmVa^'

 

 

 

(14.70а)

Чебышева

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qm = Qo —

 

 

(14.706)

о

о

(2m— 1) л

 

Ят

 

 

 

 

і

о

 

 

 

 

Здесь

Sm

= sin - і — ^ — ;

т =

1, 2,..., п;

 

 

 

 

 

In

 

 

 

 

 

 

 

Цх = sh Г— A r s h ( - M l ;

qm

= ——

 

2 (m — 1) л

,m>\

\ q\ + sin!

 

 

 

In

\ а п IJ

 

 

°m-l

I

 

симметрич­

Можно заметить, что распределение добротностей

но, т. е. Qi = Q„; Q 2 = Q n - i .

Хотя

схема

низкочастотного аналога

изображена с помощью символов

L

и

С, определять

параметры

Этих элементов не требуется, так как они не имеют смысла для объемного резонатора.

На резонансной частоте /о нормированное входное сопротивле­ ние г0 каждого резонатора должно быть равно характеристическо­

му сопротивлению

соединительных

линий 2 = 1 . При этом

отраже­

ние от резонатора

полностью отсутствует: \Г\ = j 5 ц | =0 .

 

Итак, для каждого резонатора

известны три основных

парамет­

ра: i/o, Qm и г 0 = 1 , т. е. схема рис. 14.28 полностью определена.

ПОЛОСОВЫЕ ФИЛЬТРЫ С ЧЕТВЕРТЬВОЛНОВЫМИ СВЯЗЯМИ

С о о т н о ш е н и я э к в и в а л е н т н о с т и . Объемные резонаторы, используемые в фильтрах, имеют обычно электрическую связь с трактом и эквивалентны параллельному колебательному контуру. Поэтому реализация на свч нечетных (шунтирующих) звеньев фильтра-аналога не встречает затруднений.

Однако и четное звено (последовательный колебательный кон­ тур) можно заменить параллельным контуром, включенным через четвертьволновые отрезки линий с нормированным волновым со­ противлением zT= 1 (рис. 14.296).

Докажем следующее положение:

смещение

плоскости

отсчета

в любом

плече волноводного узла

на

четверть

длины

волны

пре­

образует

нормированные

проводимости

в нормированные

сопро­

тивления

и наоборот. Пусть в сечении k

комплексный

коэффициент

отражения в линии Гк.

Согласно

ф-лам

(8.53)

и

(8.58) в

этом

се­

чении

определяются

zk=(l+rk)/(l~rk);

yh=

(1 — Гк)/(

1 +Th).

Предположим, далее, что сечение m расположено

с любой

стороны

6)

Ф,. Л»'* ,<?> Aall

Г=1

Г=1

Рис. 14.29

от сечения k на расстоянии в четверть длины волны: / = >±Л0 /4. Сог­ ласно ф-ле (14.22), при рУ = '±(2я/Ло)(Ло/4) = ± п / 2 , Гт = ГкеЩ1 = = —Гк. Нормированные сопротивления и проводимости во втором сечении ( т = 1,2)

 

 

1 к

1

(14.71)

Ук2*=

Уп

- _

 

 

Ук

 

Отсюда следует эквивалентность схем рис. 14.29а, б. В самом деле, по схеме рис. 14.29а нормированное сопротивление после­

довательного

контура

(в сечении 1),

согласно

ф-лам

(11.46)

и

(11.5), z\(і/) =

\\у\(f) = 1 -fig,

так как

г 0 = г = 1 .

В

схеме

рис. 14.296

сопротивление

нагрузки

г = 1

можно

считать

присоединенным

не­

посредственно

к параллельному контуру, так

как zT=l.

Согласно

(11.4а) 2K (if) = 1/(1 -Н£). Входное сопротивление линии на расстоя­

нии Ло/4 от сечения k, согласно ф-ла_м

(14.71), zt(f)

= l/zK(f) = 1 -fig,

что совпадает с выражением для z\(f)

в схеме

рис. 14.29а. Оче­

видно, результат будет тот же, если определять в обеих схемах со­ противление в сечении 2, поместив нагрузки г= \ в сечении 1. Та­ ким образом, эквивалентность обеих схем установлена. «Парал­

лельный» резонатор с четвертьволновыми отрезками линий на

вхо­

де и выходе эквивалентен последовательному

колебательному

кон­

туру-

Следовательно, фильтр свч (рис. 14.27) эквивалентен много­ звенному фильтру, изображенному на рис. 14.28, если /12 = ^23 =

=?34= . . . =Ло/4. Пунктирные плоскости отсчета соответствуют се­

чению непосредственно на входе резонатора, где он эквивалентен параллельному контуру. Заметим, что эквивалентность схем рис 14.29а, б, а также схем рис. 14.27 и 14.28 установлена только для

частоты /о. На любой другой

частоте

длина

вставки

отличается

от четверти

длины

волны и трансформация сопротивлений не со­

ответствует

ф-лам

 

(14.71). В

 

полосе 10н-15% искажения частот­

 

 

 

 

 

 

 

ной характеристики по этой причине

 

Aj7

4

 

 

 

 

невелики

и их можно не учитывать.

 

4

 

 

 

 

К о а к с и а л ь н ы е и п о л о с к о ­

 

 

 

 

 

 

 

в ы е ф и л ь т р ы с ш у н т и р у ю ­

 

 

 

 

 

 

 

щ и м и р е з о н а т о р а м и .

Коакси­

 

 

 

 

 

 

 

альный

фильтр

с четвертьволновы­

 

 

 

Z

 

 

 

ми

связями

и

короткозамкнутыми

 

 

 

 

 

 

концами показан на рис. 14.30. Здесь

 

 

-ср

і

 

 

 

использованы проходные

коаксиаль­

 

 

 

 

 

ные

резонаторы,

рассмотренные

в

Рис. 14.30

 

 

 

 

 

11.9. Длина

каждого

резонатора

 

 

 

 

 

 

должна

быть

кратна

полуволне

/ = я(Ло/2). Его связь

с основным

трактом

регулируется

 

смещени­

ем резонатора в поперечном (к тракту)

направлении.

 

 

 

Нагруженная добротность резонатора в таком фильтре опре­

деляется из ф-л (11.49) и (11.56):

zcP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

sin2 ft za.

 

(14.72)

 

 

 

 

QH

QO

+

nq

ZC

 

 

 

 

 

 

 

Так как Qo3>QH, первое слагаемое в правой части этого выра­

жения не очень существенно. Поэтому

Q H

зависит в основном

от

места

включения

резонатора

го,

отношения

характеристических

сопротивлений (ZJZcp)

и числа

полуволн

q. На

рис. 14.30 z2<Z\

=

= 23 , Следовательно,

Q H 2 > Q H 1 =

 

QH3-

 

 

включении

коаксиаль­

Следует иметь в виду, что при указанном

ных резонаторов на тех частотах

fA, для

которых любое

из плеч

шунта

кратно полуволне, т. е. Z 0 = ^ I ( A A / 2 )

либо

(/—г0 ) =

#2(ЛА/2),

возникают «антирезонансы» — весьма большая проводимость в точке их присоединения. На этих частотах резонатор эквивален­

тен

последовательному контуру.

Ослабление фильтра

на часто­

тах

/ А очень велико. Совместив

частоты антирезонанса

с /З н и / з в ,

можно получить большие значения А3 и высокую крутизну частот­ ной характеристики ослабления в области перехода от полосы про­ зрачности к полосе заграждения. Однако, если fA близко к гра­ ницам полосы пропускания, частотные характеристики резонаторов резко меняются по сравнению с характеристикой одиночного ко­ лебательного контура и нарушается эквивалентность схем рис. 14.30 и 14.28. Расчет такого фильтра требует более сложных ме­ тодов.

В качестве резонаторов с равным успехом используются полу­

волновые

отрезки,

разомкнутые на концах [тогда в

ф-ле (14.72)

sin2 рг0 заменяется

на cos2 pz], или четвертьволновые,

разомкнутые

на одном

и замкнутые на другом концах (см. параграф 11.3).

Теория и конструкция фильтра в полосковом исполнении со­ вершенно аналогичны рассмотренным. Наиболее технологичен в этом случае фильтр с разомкнутыми на концах резонаторами.

ФИЛЬТРЫ С ЧЕТВЕРТЬВОЛНОВЫМИ СВЯЗЯМИ И с о о с н ы м и РЕЗОНАТОРАМИ

В о л н о в о д н ы е ф и л ь т р ы . Фильтры с цепочкой резонаторов, соосных с основным трактом (расположенных друг за другом), вы­ полняются на прямоугольном волноводе и полосковой линии. Пря­ моугольному волноводу с основной волной типа #10 соответствует

проходной волноводный

резонатор с

основным

колебанием

Нш,

либо колебанием Нт

(см. параграф

11.4). Собственная доброт­

ность резонатора Q0 очень велика; нагруженные добротности

ре­

зонаторов широкополосных фильтров QH должны быть сравнитель­

но малы. Это обеспечивается высокой

связью между резонатором

и трактом.

 

 

 

 

Если резонатор со слабой связью

образуется

из волновода

по­

перечными проводящими стенками с небольшими отверстиями свя­ зи, то резонатор с сильной связью создается при ограничении уча­ стка волновода двумя реактивными диафрагмами со сравнительно

небольшой нормированной проводимостью. Наилучшие

результа­

ты дают стержневые диафрагмы (см. параграф 13.5), у

которых

реактивное поле имеет малую протяженность, что исключает па­ разитные связи между диафрагмами.

Расчет величины связи резонатора с

 

А -

трактом через диафрагму

требует

особого

 

рассмотрения, так как в гл. 11 такой

случай

 

• Плечо Z

не изучался. Проводимость или шунтирую­

 

 

щее сопротивление

диафрагмы определя­

 

 

лись для случая, когда она помещена в со­

Плеча I

гласованный

на конце волноводный

тракт.

 

 

В резонаторе положение существенно иное:

 

 

волны многократно отражаются от его кон­

 

7\

цов и суммарное отражение падающей на

Z

резонатор волны

определяется

полем его

стоячей волны, суммой бегущих в обоих на­

Рис.

14.31

правлениях волн. Начнем

с рассмотрения

 

 

одиночной диафрагмы в волноводном тракте.

 

 

М а т р и ц а

р а с с е я н и я

и н д.у к т и в н о й . д и а ф р а г м ы .

Реактивное сопротивление диафрагмы 2д = і % = і/(—Ьд ). Согласно (14.16), ее матрица в плоскости D (рис. 14.31):

is] =

U - Г - і .

[ 2 * й

(14.73)

 

1 + І 2 * д

І2х„

— 1

 

Коэффициенты отражения г>ц=52 2 в этом сечении комплексны, что неудобно для дальнейших выкладок. Сместив плоскости отсче­ та в первом и втором плечах на одинаковое расстояние d, легко получить чисто вещественные коэффициенты отражения; в этих сечениях эквивалентная нагрузка чисто активна. На рис. 14.31 показаны направления положительного смещения на расстояние d;

391

плоскости отсчета оказываются позади плоскости диафрагмы D. Согласно ф-ле (14.22), новая матрица

IS']

=

— 1

І2хд

1 + і 2 ХД І2х д

—1

 

 

имеет вещественные коэффициенты отражения в том случае, если коэффициент перед ней вещественен. Фазу знаменателя arctg2xa приравняем фазе числителя 2 p<af и получим необходимый сдвиг

arctg(2xf l ). (14.74)

Смещение тем меньше, чем меньше шунтирующее сопротивле­ ние х д диафрагмы. После сокращения равных фазовых множите­ лей матрица рассеяния диафрагмы в плоскостях 1 и 2 приобретает вид:

 

IS]'

 

 

1

\2хл

; Мл

1 +4хд

2 .

(14.75)

 

 

і

 

 

 

 

 

2хп

 

 

 

 

 

Модуль

знаменателя

Мл

остался

неизменным. При хд <СІ

коэффи­

циенты

отражения в

плоскостях

отсчета близки к

1 , т. е. эти

плоскости эквивалентны короткому замыканию.

 

 

Р е з о н а т о р

с

о д н о й

д и а ф р а г м о й

(рис. 14.32). Преж^

де всего, уточним

длину этого

резонатора. Резонансу

соответствует

расстояние между плоскостями короткого замыкания, кратное по­ луволне. В данном случае указанное условие должно учитывать

смещение плоскости

отсчета:

 

 

1Э = / +

d = q&0/2 = qn/fo =

qvelx/2f0V~K.

(14.76)

Энергетический режим резонатора определяется из рассмотре­ ния одного цикла движения волны. Пусть на диафрагму со сторо-

 

Г=-1

Г "

 

-1

 

 

'

L _

 

 

 

 

1

хдг\

!

Выход

 

 

 

 

 

і •

 

 

 

 

 

%

 

 

 

Р вс 14.32

Рис.

14.33

 

 

 

ны резонатора падае-; волна мощностью

Ліад. Мощность

уходящей

В ВОЛНОВОД ВОЛНЫ Рт

— Рпад 5 1 2 2 . Мощность бегущей волны,

отра-

женной в резонатор,

Роетпад Sn]2. Мощность потерь

в

резона-

392

торе Ро с помощью ф-лы (11.29) можно выразить через мощность бегущей, а затем через мощность падающей волны:

р

_

шсоо

0Ц = 2я/о 2/эРбег

_ 2 я Д ,

%

Р б е г

~

 

 

 

 

 

 

 

1

Р п а Д .

 

 

 

 

(Кк)а

 

 

 

 

</,.'/7742

 

После отражения волны от задней стенки резонатора цикл пов­ торяется. Нормированное входное сопротивление такого резона­ тора, согласно ф-ле (11.42) с учетом (14.75), выражается соотно­

шением:

7 ° =

Ро

= £ -

= іТТГ Т- ^

= —

^ К

Т •

(Н.77)

 

QBH

| S U I 2

2ЛЦ

Л q

 

 

 

П р о х о д н о й в о л н о в о д н ы й

р е з о н а т о р

(рис.

14.33),

образованный двумя шунтирующими диафрагмами с сопротивле­ ниями Хді И Х Д 2 , ИМЄЄТ ЗКВИВаЛЄНТНуЮ ДЛИНу /3=1/1 + ^ 1 + d 2 , ГДЄ 0*1,2

определяются по ф-ле (14.74). Нормированные сопротивления ре­

зонатора

со стороны

входа

и выхода r 0 i и г02

рассчитываются по.

ф-ле (14.77). Нагруженная

добротность

в соответствии

с

ф-лой

(11.49)

 

 

2

2

 

 

( 1

4 J 8 )

 

_ L

= _ L +

 

(4і + *д)

(y^f

_

 

 

 

QH

Qo

 

л q

 

 

 

 

Если

Qo>'QH и диафрагмы

одинаковы, то

Qn = nqf{^xl

(V~R)2].

Нагруженная добротность резонатора зависит от величины шунти­ рующего сопротивления диафрагм и числа полуволн на длине ре­ зонатора; обычно выбирают <7=1.

Собственная добротность резонатора, ограниченного диафраг­ мами, значительно меньше, чем добротность аналогичного резона­ тора со сплошными замыкающими стенками. Поэтому часто при­ ходится учитывать Qo в ф-ле (14.78). Существенные потери возни­ кают в стержнях диафрагм, так как плотность тока в них велика.

При неизменном сопротивлении

л:д потери

в диафрагме

возрастают

с увеличением числа стержней,

так как

их диаметр

приходится

уменьшать. Обычно число стержней в диафрагме не превышает трех.

Итак, с помощью ф-лы (14.78) по заданной внешней доброт­ ности определяется проводимость диафрагм волноводного резона­ тора, а затем по графикам вида рис. 13.14 — их конструктивные

размеры.

 

 

 

В о л н о в о д н ы й

ф и л ь т р

с

ч е т в е р т ь в о л н о в ы м и

с в я з я м и (рис. 14.34)

представляет

собой отрезок волновода, в

котором с помощью индуктивных диафрагм выделены полуволно­ вые резонаторы. Диафрагмы на концах каждого резонатора выб­ раны одинаковыми. Между резонаторами оставлены четвертьвол­ новые промежутки. За счет смещения плоскостей отсчета все вы-

 

All

 

 

All

 

 

A/2*

Вход

 

X1

о 2

0,

Z lo|

|ol 3

Q7 J o |

*" l o

n

 

 

!

 

I ? i

\J

Ф! Выход

 

 

 

 

J I T

Л/4

Рис. 14.34

шеуказанные расстояния несколько сокращены. Такой фильтр со­ ответствует схеме, изображенной на рис. 14.28 и эквивалентен ко­ аксиальному фильтру рис. 14.30. Основное преимущество фильтра с четвертьволновыми связями заключается в том, что резонаторы легко испытать и настроить отдельно друг от друга, предусмотрев разъемы в середине Л/4 отрезков.

ПОЛОСОВЫЕ ФИЛЬТРЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМИ СВЯЗЯМИ

Существует метод, позволяющий устранить четвертьволновые вставки между резонаторами, не меняя свойств фильтра, что при­ водит к уменьшению общей длины фильтра и упрощает его кон­ струкцию. Рассмотрим свойства участка тракта между двумя со­

седними

резонаторами.

 

 

 

 

 

 

Ч е т в е р т ь в о л н о в ы й

о т р е з о к

с д в у м я

д и а ф р а г ­

м а м и

н а

к о н ц а х ,

разделяющий, например,

первый и второй

резонаторы

(рис. 14.35а),

представляет

собой

последовательное

 

В

A

DC

 

 

 

 

 

All

І—і-

-і—ґ

Л/2

 

 

 

 

 

• Ы -

 

 

 

 

 

 

X, о I

++•

- rf

а.

 

S)

-,—-t— и:

и: -и;

Рис. 14.35

соединение трех двухплечих волноводных узлов: индуктивной диа­ фрагмы х\ между сечениями А и В; линии_длиной Л/4 между се­ чениями В и С; индуктивной диафрагмы х2 между сечениями С

394

а)

 

 

 

5)

 

Диафрагма„ 1"

Л/4 -линия

Дааіррагма„2"

 

 

5г1

 

 

 

—1»

 

 

 

 

t

- L

 

\у. LZXZ/MZ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

/

 

 

 

 

/ • — X

 

 

 

;

 

і

 

$11

S22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5п

 

 

 

 

 

12х,/М,

 

 

 

 

 

12Щ/М,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

61

аг

 

 

 

Г""-"

 

 

 

1

 

т

( і—-=*-=—і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 14.36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и D. Покажем,

что зго соединение

эквивалентно

 

одной

 

индуктив­

ной диафрагме

с сопротивлением

 

хэ

между сечениями А и D (рис.

14.35е),

т. е. четвертьволновую

линию

можно

исключить.

 

Последовательное

соединение

узлов

рассматривается

методом

ориентированных

 

графов

(см. параграф

6.7).

Граф

5-матрицы

двухплечего узла

 

(рис. 14.36а)

совершенно аналогичен

графу для

двух сред (рис. 6.12) с заменой

обозначений

Г и Г на Shm- Пост­

роим теперь на основании ф-лы

(14.75) графы двух диафрагм, сое­

динив их ветвями с передачей

е - і

р л /

4 = e _ i

I t / 2 = — і ,

соответствующих

четвертьволновому

отрезку линии

без потерь.

 

 

 

 

 

 

Определим

по соотношению

(6.35),

одинаково

пригодному для

ненормированных и нормированных значений элементов матрицы,

коэффициент передачи

S21

из плеча

1 в плечо 2. Д л я прямой

вол­

ны существует всего один путь афійфі

с передачей Рі = і (2ЛГІ/МІ) X

X (—і) (і Іхг/Мч);

 

он касается

единственного

контура

 

Ьгафзафг

с передачей L [ ( 1 ) = ( — і ) (—1/М2 )(—і) (—\/М{).

 

Поэтому

недиаго­

нальный

элемент

матрицы

соединения в целом

имеет вид:

 

 

о

_

 

<-.

_

i 4 x 1 x 2 / ( M 1 M 2 )

_

 

і 4xt

х2

 

 

 

І\Л 7Q\

 

 

_

Л

и

_

_

_

_

_

_ _

1 +

M j A

j 2 .

 

 

Коэффициент отражения в плече / определяется путем афі с

передачей Р\ = — 1 /Мі,

не

касающемся

контура

L } 1 * ,

и

путем

а1Ь2аф3аф1

с передачей Р 2 =

( і 2 x J M i ) 2 ( — і ) 2 ( — 1 / М 2 ) .

 

 

 

Следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МУ+MXMJ

М2

- ^ - О + ^ І ) - ^

М І +

1 1

1

1+МхМ2

1 + Л І х М г

 

1 + M i A i 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(14.80)

Поскольку

коэффициент

передачи

5 ц вещественен

и

выражен

через Mi и Мг симметрично, то справедливо равенство

(14.25)

и

522=iSii. Кроме того, легко

показать,

что | 5 ц — _ 121 = 1;

следова­

тельно, удовлетворяются ф-лы (14.17)

и полученный

узел можно

представить

сопротивлением,

шунтирующим

тракт.

Сопоставим

ф-лы (14.79)

и (14.75),

определив

5 ц = — 1/Ма

и S2i

= i2xa/MB,

где

і хэ — сопротивление эквивалентной

диафрагмы. Тогда

 

 

 

 

- _

2 ^ х 2

, м

_ 1 + Мх Мг

 

(14.81)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

причем

удовлетворяется

равенство

МЭ

1+4x1.

 

 

 

Это

доказывает эквивалентность схем

рис. 14.35а, в

при

выбо­

ре хэ по ф-ле (14.81). Если шунтирующее

сопротивление

диафрагм

мало: Xi,2<Cl, М{хM2~l,

то

х9жх\Х%.

 

 

 

 

 

Эквивалентная диафрагма

имеет меньшее

сопротивление,

т. е.

большую проводимость, чем исходные. Это облегчает ее конструк­ тивное выполнение: можно увеличить число стержней или их тол­

щину. Расстояние d3 рассчитывается

для хэ по ф-ле (14.74).

В о л н о в о д н ы й

ф и л ь т р

с

н е п о с р е д с т в е н н ы м и

с в я з я м и

(рис. 14.37)

получается

из фильтра рис. 14.34 после ис­

ключения

четвертьволновых

отрезков. Он имеет меньшую длину

Л/2

\^-^-

 

А/2

^

Вход

Or

!°|

5,

в.

'I Выход

|0 —

•32

3

19'

 

 

33

1

 

 

 

 

 

 

 

ЧЭ2

І32

"33

 

 

 

Рис. 14.37

 

 

 

 

 

 

и минимальное число диафрагм. Собственные добротности резо­ наторов в таком фильтре выше, чем в первоначальной схеме, так как меньше потери в диафрагмах, разделяющих резонаторы. Кро­ ме того, устранена причина, искажающая частотные характери­ стики фильтра в полосе пропускания. Теперь можно считать, что

введен

и

затем исключен

отрезок,

равный четверти длины

волны

на любой

частоте. Поэтому схемы

рис. 14.37 и рис. 14.28

эквива­

лентны без сделанных ранее оговорок.

 

 

Для настройки частоты волноводного резонатора и проводи­

мости

диафрагм предусматриваются

настроечные емкостные вин­

ты в плоскостях диафрагм

и в центре

резонатора.

 

Эквивалентная схема волноводного фильтра с непосредственны­

ми связями чрезвычайно проста: это линия, шунтированная

индук­

тивными сопротивлениями, расположенными

с интервалом

в Л/2.

П о л о с к о в ы й ф и л ь т р . Такими

же

свойствами

обладает

цепь из полуволновых отрезков линий,

разделенных

последова­

тельно включенными конденсаторами. Подобная схема легко реа­ лизуется на полосковой линии; последовательной емкостной реак­ тивностью служит зазор шириной іб в ленточном проводнике линии. Малые зазоры (б<0,25 мм) практически неосуществимы. Поэтому.

если требуются сравнительно большие емкости, прямой зазор за­ меняют зигзагообразным, на концах лент делают соответствующие друг другу выступы и впадины.

Характеристики фильтров с шунтирующими индуктивностями и последовательными емкостями совпадают в том случае, если нор­ мированная проводимость каждой диафрагмы равна нормирован­

ному

сопротивлению

соответствующего зазора: Ья = х3

(либо хл=

— Ь3).

С учетом такой замены полосковый

фильтр

рассчитывают

по полученным выше

ф-лам (14.72), (14.81).

 

 

 

Для определения

емкостной проводимости

зазора

в

симметрич­

ной полосковой линии имеется приближенная формула [22], спра­

ведливая

при . тонкой ленте достаточно большой

ширины (£->-0,

w/b>0,6

на рис. 10.14) b3= (p6/jt)lncth(jti6/2b).

Следует учесть,

что в окрестностях зазора из-за разрыва ленты

распределенная

емкость самой полосковой линии уменьшается, что приводит к не­ обходимости увеличить длину резонатора с каждой стороны на величину d' = n62/(4b). Длина каждого резонатора определяется между средними линиями; кроме указанного удлинения, учитыва­

ется

более существенное укорочение по

ф-ле (14.74) с

заменой

х д на

Ъ3.

 

 

 

РЕЖЕКТОРНЫЕ ФИЛЬТРЫ

 

 

Режекторные или полосно-заграждающие

фильтры имеют

харак­

теристику ослабления (рис. 14.38), противоположную характери­ стике полосно-пропускающих. Это позволяет описывать их частот­

ные характеристики теми же соотношениями

вида

(14.67) и (14.68),

заменив нормированную час­

А дб

 

 

 

 

 

 

тоту i | на

обратную |<р ) , но-

 

 

 

 

 

 

иному связанную с истинны­

 

 

Ч

1

и

 

ми частотами. Тогда вместо

А.

 

 

 

 

 

 

(14.65) запишем

 

 

 

 

 

 

 

6 ( Р ) =

_

1

7/7 (р)

 

 

:

 

!\

 

 

 

 

f2

 

 

 

 

 

 

 

1-0

 

/ !

л"!

 

|

 

 

Я ( Р )

(14.82)

А,

/~ •! I —

!г —

 

\—"1

 

 

2 Д /

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где П№>=/„—/».

 

 

 

І?

±~

 

-8-і

 

Шкала

инвертированных

Рис. 14.38

 

 

 

 

 

 

частот

£(Р>

показана на рис.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.38. Последовательное соединение элементов LC без потерь имеет

нормированное

сопротивление

z='\x = [\,

а

параллельньш

иде­

альный

контур — такую же проводимость

у='\Ь=>\%,

т. е. z=\ly —

— —i/g. Инверсии частот соответствует

замена ш схеме рис.

14.28

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ