Методы подавления кратной паразитной полосы пропускания в СВЧ-фильтрах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методы подавления кратной паразитной полосы пропускания в СВЧ-фильтрах

Федченко В.Г.

доцент, институт радиотехники и инфокоммуникационных технологий.

Государственный университет аэрокосмического приборостроения (г. Санкт-Петербург, Россия)

Кленингер Ю.Д.

студентка магистратуры, институт радиотехники и инфокоммуникационных технологий. Государственный университет аэрокосмического приборостроения (г. Санкт-Петербург, Россия)

Аннотация

в статье рассматриваются различные методы подавления кратной паразитной полосы пропускания в электронике. Описываются такие методы, как полосно-заграждающий фильтр, использование дополнительного диэлектрического покрытия, фильтры на связанных микрополосковых линиях передачи и метод емкостной компенсации. Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки, однако наиболее эффективным признан метод емкостной компенсации, который обеспечивает высокую степень подавления паразитных частот при относительной простоте реализации.

Ключевые слова: микрополосковый СВЧ-фильтр, паразитная полоса пропускания, методы подавления, емкостная компенсация, фильтры на связанных микрополосковых линиях передачи, диэлектрическое покрытие, полосно-заграждающий фильтр.

Abstract

Fedchenko V.G.

State University of Aerospace Instrumentation (Saint Petersburg, Russia)

Kleninger Y.D.

State University of Aerospace Instrumentation (Saint Petersburg, Russia)

METHODS OF SUPPRESSION OF MULTIPLE PARASITIC BANDWIDTH IN MICROWAVE FILTERS

the article discusses various methods of suppression of multiple parasitic bandwidth in electronics. Methods such as a band-blocking filter, the use of an additional dielectric coating, filters on connected microstrip transmission lines and a method of capacitive compensation are described. Each of the methods has its advantages and disadvantages, however, the method of capacitive compensation is recognized as the most effective, which provides a high degree of suppression of spurious frequencies with relative ease of implementation.

Микрополосковый СВЧ-фильтр - это устройство, используемое для разделения или фильтрации сигналов в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне. Он состоит из микрополосковойф линии передачи, которая имеет периодическую структуру. Эта структура создает резонансные частоты, на которых фильтр может пропускать или блокировать сигналы.

Микрополосковые СВЧ-фильтры имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами фильтров. Они имеют высокую степень интеграции, что позволяет создавать компактные и легкие устройства. Кроме того, они обладают высокой надежностью и стабильностью работы.

Микрополосковые фильтры представляют собой устройства, которые используются для разделения сигналов разных частот с помощью микрополосковой линии передачи. Они представляют собой полоски металла, расположенные на диэлектрической подложке, и используются для передачи радиочастотных сигналов.

Однако у микрополосковых СВЧ-фильтров есть и недостатки. Один из них - это сложность проектирования и изготовления. Кроме того, они могут иметь низкую избирательность и пропускать нежелательные сигналы.

Одной из проблем, с которой сталкиваются разработчики микрополосковых фильтров, является наличие паразитной полосы пропускания. Паразитная полоса пропускания - это диапазон частот, в котором фильтр пропускает сигналы, хотя должен их блокировать. Эта проблема может привести к снижению эффективности фильтра и ухудшению его характеристик.

Проблема паразитной полосы пропускания связана с тем, что фильтры микрополоскового типа имеют ограниченные возможности по управлению сигналом. Из-за того, что они используют только один слой металла для передачи сигнала, они не могут обеспечить достаточную степень изоляции между различными частотами. Это приводит к тому, что некоторые частоты могут проходить через фильтр, даже если он должен был их блокировать.

Наличие паразитной полосы пропускания может быть проблемой для многих приложений, особенно для тех, где требуется высокая степень разделения частот. Это может привести к ухудшению качества сигнала и снижению производительности системы.

Для решения этой проблемы разработчики фильтров микрополоскового типа используют различные методы, такие как использование дополнительных диэлектрических покрытий или применение фильтров на связанных линиях передачи.

В современной электронике одной из актуальных проблем является подавление кратной паразитной полосы пропускания. В данной статье мы рассмотрим четыре основных метода подавления таких полос и выясним, какой из них наиболее эффективен.

Первый метод - полосно-заграждающий фильтр (Bandstop Filter). Это устройство, которое пропускает сигналы в определенной полосе частот, но блокирует их на других частотах. Основным недостатком этого метода является то, что он может снижать общую эффективность системы и требует дополнительных компонентов для реализации.

Второй метод - использование дополнительного диэлектрического покрытия (Extra Dielectric Coating). Этот метод заключается в добавлении дополнительного слоя диэлектрика между проводниками. Он позволяет уменьшить паразитную полосу пропускания, но также увеличивает общую толщину печатной платы и может привести к увеличению стоимости производства.

Третий метод - фильтры на связанных микрополосковых линиях передачи с периодически изменяющимся импедансом (Coupled Microstrip Lines with Periodically Varying Impedance). Эти фильтры используют периодическое изменение импеданса линий передачи для подавления паразитных полос. Этот метод имеет высокую эффективность, но требует сложной настройки и проектирования.

Четвертый метод - метод емкостной компенсации (Capacitive Compensation). Этот метод использует дополнительные конденсаторы для компенсации паразитной емкости между проводниками, что позволяет подавить паразитные полосы. Этот метод прост в реализации, не требует сложных расчетов и позволяет достичь высокой эффективности подавления паразитных частот.

Таким образом, наиболее подходящим методом подавления кратных паразитных полос пропускания является метод емкостной компенсации. Этот метод обеспечивает высокую эффективность, простоту реализации и не требует сложных вычислений. Однако, выбор конкретного метода должен осуществляться исходя из требований конкретной системы и условий ее эксплуатации.

В целом, микрополосковые СВЧ-фильтры являются важным компонентом многих радиоэлектронных устройств и систем. Они обеспечивают фильтрацию сигналов в СВЧ-диапазоне и играют ключевую роль в обеспечении качества работы этих устройств.

Список литературы

1. Колмакова И. В. Моделирование и экспериментальное исследование микрополосковых резонаторов и фильтра на основе высокотемпературного сверхпроводника [Текст] / М. Ф. Ситникова, И. Б. Вендик, О. Г. Вендик, Д. В. Холодняк, П. А. Туральчук, И. В. Колмакова, П. Ю. Белявский, А. А. Семенов // Письма в Журнал технической физики. - 2010. - т. 36. - вып.;

2. Колмакова, И. В. СВЧ-фильтры на высокотемпературных сверхпроводниках [Текст] / И. В. Колмакова, П. А. Туральчук, К. Н. Земляков, С. А. Павлов, Д. В. Мастеров и А. Е. Парафин // Письма в журнал технической физики. - 2011. - т. 37. - вып. - 9. - с. 64-69;

3. Колмакова, И. В. Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр без паразитной полосы пропускания / И. В. Колмакова, Я. А. Колмаков [Текст] // Известия вузов России, Радиоэлектроника. - 2005. -- N° 1. - с. 71-74;

4. Колмакова, И. В. Разработка планарных фильтров с подавлением паразитных полос пропускания / И. В. Колмакова, Я. А. Колмаков // 58 научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава университета, Санкт-Петербург, Россия. - 2005.

Размещено на Allbest.ru