Проектирование СВЧ-устройств (РТФ 6 семестр Анисимов) / КР / Курсовая работа / Порядок расчета фильтра СВЧ в микрополосковом исполнении

Расчет фильтра СВЧ в микрополосковом исполнении

Порядок расчета фильтра нижних частот (ФНЧ) с непосредственными связями между элементами

Эскиз токонесущей части 7-элементного микрополоскового ФНЧ.

Частотная характеристика ФНЧ с потерями.

Исходные данные:

частота среза ; волновое сопротивления линии передачи ; отношение толщины полоски к толщине подложки ; диэлектрическая проницаемость подложки ; потери в подложке ; максимальное

затухание в полосе пропускания ; вид характеристики; затухание на частоте ; заданное затухание . Электрический расчет.

1.Находим отношение — нормированную частоту: .

2.Находим число элементов фильтра .

Для чебышевской характеристики: по графику (рис. 3.9) для и при .

Тот же результат можно получить по формуле (3.10)

Рис. 3.9. К расчету числа резонаторов фильтра с чебышевской характеристикой затухания.

Для максимально плоской характеристики: .

3. По табл. 3.1 находим для ; нормированные проводимости элементов . Для чебышевской характеристики можно воспользоваться таблицей 3.1.

Таблица 3.1

Или по формулам:

- для чебышевской характеристики

, , ;

; ;

, (3.4) i= 1, 2, 3,..., п;

где , , i = l, 2, 3,..., п —1;

- для максимально плоской характеристики при =3 дБ:

4. Определяем характеристические сопротивления разомкнутых отрезков длиной =0,1·, аппроксимирующих емкости фильтра-прототипа, учитывая, что , и используя формулу

(3.7):

5. Определяем характеристические сопротивления короткозамкнутых отрезков длиной =0,1·, аппроксимирующих индуктивности фильтра-прототипа

(3.6):

По данным электрического расчета определяем конструктивные размеры элементов фильтра, используя формулу (3.8) и графики рис. 3.6; 3.10.

Рис. 3.6. Зависимость характеристического сопротивления несимметричного колоскового волновода от его геометрии.

Рис. 3.10. Эквивалентная диэлектрическая проницаемость несимметричного полоскового волновода.

6. Определяем активные потери в фильтре на частоте среза для ; . Потери в металле (по графику рис. 3.8)

, где (для меди). - поверхностное сопротивление материала полосок (Ом);

Рис. 3.8. Относительное затухание в несимметричном полосковом волноводе с твердым диэлектриком.

Затухание в диэлектрике .

Потери в фильтре (3.9)

4. Определяем величину переходных затуханий (дБ) связанных звеньев: .

По данным электрического расчета определяем конструктивные размеры элементов фильтра, используя таблицу (3.5), графики рис. 3.6, 3.10 и формулы (3.12), (3.13).

Таблица 3.5

Рис. 3.6. Зависимость характеристического сопротивления несимметричного колоскового волновода от его геометрии.

Рис. 3.10. Эквивалентная диэлектрическая проницаемость несимметричного полоскового волновода.

Длина резонатора , (3.13)

где (3.12) - концевая емкость каждого резонатора (Ф).

5. Ширина оконечных -омных полосок находится по графику рис. 3.6.

Длины -омных отрезков выбираются произвольно. Теперь все размеры фильтра определены.