P5 (560774), страница 9
Текст из файла (страница 9)
~~аысА. л. ) /х) > 1 Частотные характеристика Фильтров, опасывеемые твкима поливомама, в первом случае ввзываются мвксимвльво плосками, во втором случае - чебышевсквми. Их ввд првведев вв рио. 1,1,в-г для резличвых видов Фильтров. Фильтры с максимально плоской чвотстэой хвректераотакой рабочего звтухввия используют в тел случаях, когда ве требуется высокой избирательности, в к качеству соглвсовенвя вв средней частоте предьявляются лестние требования. Ввквым преимуществом максимально плоской чвстотзсй характеристики является хорошея ливейвость Фвзовой характеристика коэффициенте передача.
При увеличении степени полиномв ~ чвототввя характеристика такого Фильтра прибликвется. к идевльзой. Но в то ке время ~т рвв- но числу звеньев в схеме фальтра и ясно, что оно не мокет быть слиншом большим. Ценным свойством поланомов Чебышева, обусловившим их широкое првмененае дня синтеза фильтров, является то, что при аргументе~к~ > у (- ~ м < ~ ) значенае /Т„ Г:с) / больше, чем значение любого другого полннома той ие степени, величина которого пра азменении аргумента в интервале -1,1 ее превышает едвнипы. йругима словами, лримененае поланомов Чебышева дает возмокность получать более высокае величавы рабочего затухания фильтра в полосе заграидения при одинаковой неравномерности рабочего затуханая в полосе пропускания, чем при использовании любых другах полиномов. Сравнение фильтров с Чебышевской а максимально плоской характеристиками показывает, что пра одинаковых параметрах /,„ и фильтр первого типа имеет меньшее число звеньев м чем фильтр с максимально плоской характеристикой.
Недостатками фильтра с чебышевской характеристикой являются нелинейность феновой характеристики и сушеотвенная зависимость параметров фильтра от точности изготовления. Последнее объясняется тем, что у чебышевского фильтра / = /„,„, не только на краях полосы согласования, но и на некоторых частотах внутри рабочей полосы ( à — коэффипнент отражения). Таким образом, рабочее затухание фильтров с максимально плоской и чебышевской характеристиками описываются выражениями (Н) соответственно. Штрих пра сс означает, что частота отличается от частоты фильтра прототипа, / - амплитудный множитель, определивший значение рабочего затухания на гранаде полосы пропусквния. Как правило, фильтры СВЧ не могут быть спроектированы на основе злементов с сосредоточенными парсметрами, а представляются либо системой связанных резонаторов, либо системой связанных отрезков линии передачи.
52 Получали рэсгрос ранение пва способе вкнючения резонат~ ров в цепочку: непосредственное (Фильтры с непосредствеэной связью) и с пополню четвертьволыовых отрезков линии передачи (Фильтры с четвертьволыовыми связями). Обэ вида связей позволяют получить аквивеленгные характеристики при определенных условиях, налагнемых на связь резонаторов. Эти вилы снязей имеют своа преищуществэ и свои недостатки. Фильтры с четвертьволновыми связнми весьма упобны в настройке (кэжпый резонатор можно отрегулиронать а привести в соответствие с расчетными пэнныма независимо от других элементов), хорошо соответствуют рнсчетным соотношениям в полосе 1С-15ь, е также весьма наглядно реализуются в вике цепочки волноэолных резонаторов).В фильтрвх с непосредственными связями компенсация отражений в полосе пропускания цроисходит не входе системы зэ счет взаимодействия волн, стриженных от неоднородностей всей системы, поэтому здесь нельзя явыкелпуь отпельных резонаторов, кек в случае с четвертнволновыми связями.
Фильтры с непосредственными связями имеют меньшие габариты эа счет устранения соединительных отрезков. В кэчестве звена фильтра принимается неоднородность с прилегающими к ней с двух сторон отрезками линии. В данной работе будут исследоваться фильтры о четвертьволыовыми связями. На практике чаще всего акстреполаруют характеристики СВЧФильтров из хэрэктеристак соответствуюлих Фильтров с сосредоточенными пареметрами - Фильтров - прототипов.В качестве фильтра-прототипа для расчета полосно-пропускэю.него фильтра СВЯ удобнее избрать непосредственно полосно-пропускающий фильтр (рис.2).
Всегиа следует помэшть,что за прототип принимается некоторая схеме из ). , С элементов, которой затею ставится в соответствие Фильтр СИ. Палачей рвсчете прототипе является определение нагруженных добротностей Й контуров по заданной частотной характеристике рабочего затухэния. Рис.2,Схеме Фильтра-прототипа Рас.З. Модафицарсввззая схема фильтра-прототипа 1Л, -длина волам в ливии ва средвей частоте) После расчета схемы прототипа проводят ее модификацаю ырамевательнс к фильтру СВЧ.
С учетом трвнсфсрмациовных свойств четвертьволновых отрезков линий в СВЧ-схеме сстзютсн лишь парвллельаые ветви. Например, еа рас.З показаза СВЧ-схема,зкваввлевтввя первым трем контурам схемы, изобракеввсй ва рис.2. Идезльзые четвертьвслвсвые отрезки, введенные в протстап, обеспечивают преобразовавае поперечзых ветвей в продольные, либо изобсрот. Такам образом, прототип, модифицировззвый с помощью вязальных четвертьволнсвых отрезков, по своему рабочему затуханию токдествез асходному прототипу. Ввиду того, что четвертьволвсвые отрезка линий обладают частотной чувствительиостью, ползая эквивалентность вгползяетоя лишь ва средзей длаее волвы ,Л, . Для фильтров с четвертьволеовиеи связями приемлемая точность расчете сохраняетоя в по- ассе частот зе более 10-15ь.
Другие особенности расчете фильтров СВЧ зависят от ковкретеогс тапа резонаторов. В зависимости от типа передающей линии еезонатор мовет быть выполнен самым различимы образом. Выбор того или иного тица резонаторов и их реализация зави.ят ст мвокества факторов и требований, вытекающих кз техначессгс задавия; частота, габариты, вес, злектрическая прочность, ап фадерной ливии и т.д.В кеидом конкретвом случае решение выборе того или иного типа резонаторов принимает конструктор.
Расчет пслоснс-пропускэюлего СйЧ~)мльтра Зля расчета ППФ, так же, как и любого другого Фильтра, прежде всетб необходим . знать следуюние параметры, характеризуюиие трабуеыые влектрические свойства Фильтров (рис.4)н Рис.4.Параметры частотной характеристика полоснс-прспускаюдегс фильтра граничные частоты полосы прспусканая ~, и 4; ; граничные частоты полосы заграждения у и у" ; максимальное рабочее затуханае н полосе пропусканая Ь, ; ыинвмальное рабочее затухание н полосе заграждения 1. Прежде всего необходимо задаться йснкретной Формой Функции рабочего звтухвнияг чебышенской ), = 1О )г~ ', ) К" 7'(ф, (7) либо максимально плоской здесь Т„ — поливом Чебышева 1-го рода т -гс порядка; ~ - число зненьен н Фильтре (число резонаторов); Л вЂ” частотная перемекная; у ~Г/ „, — аыплитудный множитель (Г„„„, - У- ° - $$~- -Р * полосе пропусканая;) = -и-- †' - масштабный множитель.
~о Ул 55 2. В атил соотношениях один неизвестный элемент м -кисло звеньев Фильтра (число резонаторов). Для его определения имеются следующие соотношения: для Фильтров с чебымевской частотной характеристикой анси -2з ~н где = -' Л, У. У. чн — )- И Л ~~ р" ~, у лля фильтров с максиыально плоской частотной характерист:; кой ~о /с..б;Р~~Ъ анхо.' ' ) у Я~ (10) 'У 7. ь - округляется до ближайшего большего целого числа; желательно, чтобы м было нечетным. При четном числе звеньев реализапдя на СВЧ чебышеэокого Фильтра с четвертьволноэпми связями встречает ряд трупностей, преодоление которых требует дополнительных расчетов и алементоэ фильтра 0подробнез ато описано в ГЭ) ) ° 3. Ло найденному ~т определяются нореированные добротности каждого звана (резонатора) Фильтра. для фильтра с максимально плоской частотной характеристикой распределение добротностей подчиняется соотношению лт — х цн=0 ме~, пс, где 1 = 1,2,п — порядковый номер звенаэ Я =- — — заданная добротность всего Фильтра.
т,ч Для Фальтроэ с чабышеэской характеристикой Се я протабулнроэаны для ~ от 3 до 13 и приведены ~ 110,стр.405). В табл.? приводятся значения Ян8 лля ~ от 3 ло 5 Полученные значения Яе полностью определяют зквивалентную схему фильтра- прототипа (см.рис.З).
Таблица 1 Восле определения зквивалентной схемы необходимо задаться конкретным видом ее реализации на СВЧ. В данной работе резонансные контуры нквивалентной схемы реализуются в виде участка прямоугольного волновода, заключенного макну индуктивными штырями, как показано на рис.5. Рис.5.Вские волноводного резонатора, перестраиваемого емкостью, и его зквивалентная схеме аа а ~~л',.г е (12) и для щмйних контуров цепочка резонаторов где Л вЂ” длина волны в волноводе на средней частоте. Б.
По (( с помощью граФика на рис.Б определяется )с,:)- индуктивная проводимость стержней, необходимая для создания требуемой добротности резонаторов. Более подробные граФики проводимости стержней приведены в (10, стр,4123 6 (13) с я м нн Рис.Б, Зависимость проводамости стержней от начальной добротности резонатора Б. Задаются количеством стержней, их расположением отнооительно щирокой стенки волноводз, размерами волновода, после чего опрелелнют диаметры стержней„ Лля двух стержней, расположенных на расстоянии ~ друг от друга и от стенок ьолно- 5 вода, нх относительный диаметр — (а следовательно и гр абсолютный) можно определить по табл.2, зная проводимость стержней ,'В,' и отнощение '/ .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
