Este prezentată o scurtă trecere în revistă a filtrelor de bandă-trecere (FFT) ale cuptorului cu microunde, dezvoltate și produse în ZAO NPF Mikran (Tomsk). La nivel calitativ, principalele avantaje și dezavantaje sunt luate în considerare în ceea ce privește caracteristicile electrice și parametrii masivi dimensionali. Sunt date exemple de realizare topologică și constructivă a filtrelor cu microunde.
Aparatele selective de frecvență fac parte integrantă din orice sistem de comunicații. Astfel, odată cu creșterea complexității sistemelor de comunicații și cerințele electrice pentru parametrii dimensionale-masă a dispozitivelor de selecție de frecvență sunt în mod constant strânse. Acest articol prezintă rezultatele dezvoltării PPF, care reprezintă unul dintre elementele de bază ale unui sistem de selecție a frecvențelor în echipamentele radio.
În Fig. 1 prezintă schema care caracterizează sistemul de desemnări a filtrelor produse de ZAO NPF Mikran.
Fig. 1. Sistemul de desemnare a filtrelor produse de ZAO NPF Mikran
Qualifier caracterizează numai variantă de realizare și frecvența de delimitare a passband filtrului. Cerințele de bază pentru caracteristicile electrice (VSWR și nivelul de pierdere în atenuarea benzii de trecere la decalaje predeterminate la cerințele benzi parazite) și parametrii dimensionali (dimensiunile limitare, tipul și poziția conectorilor și alții.) Într-un clasificator care nu sunt incluse și discutate separat în în fiecare caz.
Versiuni de execuție topologică și constructivă a PPF
Microstrip Filtre
Principalele avantaje ale performanței semnificative sunt dimensiuni extrem de mici și posibilitatea de a plasa astfel de filtre în interiorul carcasei de unități funcționale mai complexe (de exemplu convertoare), care sunt produse de tehnologia GIS. Principalul dezavantaj - elemente relativ scăzute rezonator Q-factorului (Q ≈ 200-250), prin filtrele de bandă îngustă au suficient microstrip pierderi mari în passband. În Fig. 2 prezintă topologiile principalelor tipuri de microstrip PPF. Deoarece se utilizează materialul substraturilor polycor VK-100 (# 949; = 9,8).
Fig. 2. Topologii ale principalelor tipuri de microstrip PPF:
a) PPF pe liniile opuse MFPM1047050101;
b) PPF pe "știfturile" MFPM1047050102;
c) PPF pe rezonatoare cu jumătate de undă cu cuplaj lateral MFPM10812101;
d) PPF pe rezonatoare cu jumătate de undă cu conexiune la capăt MFPM1362400100
Principalele caracteristici electrice ale acestor filtre (lățime de bandă de frecvență centrală f0.width # F16. atenuarea la frecvența centrală L0 și coeficientul de pătrat în nivelul NdB KP (NdB), precum și dimensiunile substraturilor sunt prezentate în tabelul 1.
Tabelul 1. Principalele caracteristici electrice ale filtrelor microstrip
3,0 (-20 dB)
Sistemele de comunicații moderne, în special sisteme de comunicații prin satelit și sistem de comunicații cu obiecte mobile, necesită prezența în compoziția sa de filtre de bandă îngustă în miniatură, care sunt numite cerințe destul de stricte pentru liniaritatea fazei caracteristice (neuniformitatea timpului de întârziere de grup). In noi filtre topologie stripline dezvoltate în prezent, că în timp ce îndeplinesc cerințele de mai sus au dimensiuni mai mici, în comparație cu tipurile convenționale de [1, 2]. Ca un exemplu, Fig. 3 prezintă PPF dezvoltat pe rezonatoare cu jumătate de undă cu cuplare încrucișată (FLAN-10 este utilizat ca material substrat). Nonuniformitatea timpului de întârziere a grupului pentru un filtru dat este mult mai mică decât pentru un filtru clasic pe rezonatoare cuplate la jumătate de undă.
Fig. 3. PPF pe rezonatoare cu jumătate de undă cu cuplare transversală MFPM101170123101 (f0 = 1200 MHz, F = 60 MHz, L0 ≈ 2,5 dB, KP (-20 dB) ≈ 2,5, dimensiunea substratului este de 34 × 28 mm)
Filtre pe rezonatoare dielectrice
Prin combinarea parametrilor generali și a caracteristicilor electrice, aceste PFT ocupă o poziție intermediară între dispozitivele pe ghiduri de undă metalice goale și dispozitivele pe liniile microstrip. În acest caz, filtrele cu rezonatoare dielectrice (DR) au cel mai bun indice de calitate (cel mai mic indice de pierderi) [3]. Exemple de modele de filtre pe DR sunt prezentate în Fig. 4.
Fig. 4. Structurile PPF pe rezonatoare dielectrice:
a) FFT directional al ordinii a cincea MFPD109450949102;
b) FFT a patra comandă MFPD112521258101
Cel prezentat în Fig. 4a un design clasic cu un DR de formă cilindrică planar în canalul dreptunghiular este completat de diafragme care limitează cuplajul dintre rezonatoare. O astfel de soluție permite reducerea distanței dintre rezonatori și, în consecință, reducerea parametrilor masivi dimensionali ai produsului.
Principalele caracteristici electrice ale acestor filtre sunt prezentate în tabelul 2.
Tabelul 2. Principalele caracteristici electrice ale filtrelor pe rezonectoare dielectrice
Principalul dezavantaj al filtrelor pe DR și RDC este capacitatea de a implementa numai filtre cu bandă îngustă (lățimea de bandă relativă nu este mai mare de 5-7%).
Filtre pentru filtre de filtre
Dacă comparăm filtrele cu microunde cunoscute, în care formarea caracteristicilor de frecvență este efectuată pe baza proceselor de undă clasică, minimizând pierderile, atunci cei mai buni indicatori sunt filtrele cu ghid de undă.
Aceste filtre s-au dovedit a fi în echipamente staționare, în cazul în care cerința de pierderi minime este mai importantă decât parametrii globali și de greutate. În Fig. 6 prezintă modelul tridimensional și proiectarea ghidului de undă PPF.
Fig. 6. Ghid de undă PPF MFPW108100834101 (f0 = 8,22 GHz, # 916; f = 240 MHz, L0 ≈ 1 dB, KP (-50 dB) ≈ 1,7):
a) modelul tridimensional al filtrului;
b) designul filtrului
În acest design, rolul elementelor de cuplare între rezonatoare este jucat de diafragme situate paralel cu liniile câmpului electric într-un ghid de undă dreptunghiular. Principalele avantaje ale acestui design sunt manufacturabilitatea și ușurința de ajustare.
Dezvoltarea tehnologiei cu valuri milimetrice a condus la trecerea de la tehnologia tradițională a ghidului de undă la fabricarea dispozitivelor integrate. Dispozitivele de frecvență în prezent elementele sunt selectate se bazează pe următoarele linii de transmisie: waveguide dreptunghiular regulate cu un longitudinal orientat în neomogenitățile E-plane de diferite forme, ecranat linii microstrip, waveguides dielectrice. Ca un exemplu, Fig. 7 prezintă un model tridimensional și proiectarea filtrelor cu ghiduri de undă cu diafragme în planul E.
Fig. 7. Construcția filtrelor cu ghiduri de undă cu diafragme în planul E1:
a) modelul tridimensional al filtrului;
b) designul filtrului
Proiecte asemănătoare sunt folosite pentru a construi filtre și diplexoare în gama EHF. Avantajul acestor filtre este lipsa elementelor de reglare, deoarece utilizarea lor la frecvențe mai mari de 40 GHz este extrem de dificilă. Cu toate acestea, această caracteristică impune cerințe destul de ridicate asupra preciziei de fabricație atât a diafragmelor, cât și a canalului de ghidare a undelor (este permis să se abată de la dimensiuni nominale nu mai mari de 15-20 microni).
Filtre pe rezonatoare solide
Aceste filtre au o stabilitate ridicată a temperaturii de caracteristici electrice și pierderi scăzute în bandă. Printre această clasă, în special, filtre pieptene evidențiați, unul dintre principalele avantaje fiind posibilitatea de realizare a benzilor largi de blocare (superioare benzi limită de blocare se află în 4f0 ... 7f0 în care f0 -. Frecvența medie a baseband). În acest design, un PPF cu o lățime de bandă relativă de 2-75% poate fi realizat [5].
Ca un exemplu, Fig. 8 prezintă un model tridimensional și proiectarea unui PPF în formă de pieptene pe rezonatoare coaxiale. Împingerea designului permite cuplarea încrucișată pentru a reduce neuniformitatea timpului de întârziere a grupului.
Fig. 8. PPF pieptene pe rezonatoare coaxiale cu MFPV105530563100 cuplare încrucișată (f0 = 5,58 GHz, # 916; f = 1040 MHz, L0 ≈ 1,3 dB, KP (-50 dB) ≈ 2,3):
a) modelul tridimensional al filtrului;
b) designul filtrului
Revizuirea prezentată în articol reflectă numai principalele direcții în producerea filtrelor de bandă cu bandă de trecere.
literatură
Alte articole pe această temă:
Dacă observați orice inexactități în articol (desene lipsă, tabele, informații nesigure, etc.), vă rugăm să ne anunțați. Furnizați un link către pagină și o descriere a problemei.
Trimiteți-le prietenilor: