Оптимiзацiя мiкросмужкових фiльтрiв нижнiх частот з тривимiрними шлейфами

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorНелiн, Є. А.
dc.contributor.authorЗiнгер, Я. Л.
dc.contributor.authorПопсуй, В. I.
dc.contributor.authorНепочатих, Ю. В.
dc.date.accessioned2022-02-16T13:54:17Z
dc.date.available2022-02-16T13:54:17Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenIntroduction. Lowpass filters (LPFs) are used to suppress unwanted harmonics and spurious signals. Microstrip LPFs are widely used in various electronic systems. New, more stringent system requirements demand increased LPF selectivity. In the previous work, we considered the calculation of the fifth-order microstrip LPF with three-dimensional (3D) stubs. According to the results of 3D modeling, the LPF frequency response (FR) has a steepness close (but slightly worse) to the steepness of the FR LPF based on lumped elements. In the presented paper the optimization of the LPF with 3D stubs is performed, the experiment results for 3D stub and LPF are given. Optimized LPF has a steeper FR than LPF based on lumped elements. 1 Features of the fifth-order LPF with 3D stubs. The quasi-lumped inductance is made by a through hole in the dielectric with an overhead conductor above it, and the quasi-lumped capacitance is made by a blind metallized hole on the signal conductor side. In addition to the use of 3D reactive elements, the LPF has the following differences from traditional solutions: 1) the stub is connected to the signal conductor by a small contact pad; 2) the stubs are placed on different sides of signal conductor. 2 Optimization of the LPF. Value of the stub’s rejection frequency is affected by the stub-line T-junction parasitic inductance connected in series with the stub. Parasitic inductance value depends on the depth of the stub hole and the contact pad sizes. If the LPF stubs contact pads are different in sizes, their rejection frequencies will be different. This will widen the LPF suppression band. Thus, by choosing stub holes depth and contact pads sizes, you can optimize steepness and suppression band width the LPF FR. As a result of optimization, the LPF FR steepness increased from 20.0 to 22.9 dB/GHz and the suppression band widen from 1.9 to 3.8 GHz at the level of –60 dB. The optimized FR has a steepness higher than the FR LPF based on lumped elements equal to 21.5 dB/GHz. 3 Experimental results. Photos and experimental FRs of the 3D stub and LPF with 3D stubs are given. 3D stub experimental and calculated values of the rejection frequency, the rejection level and the relative error of the calculated values are 6.41 and 5.72 GHz, −51.5 and −49.4 dB, 11% and 4%, respectively. The experimental LPF FR is in a good agreement with calculated one. 4 Results discussion. The presence of the third size in the microstrip elements provides not only a significant increase in their efficiency, but also additional design possibilities. Since the value of the parasitic inductance, which determines the rejection frequency, depends on the 3D stub hole depth, this parameter, as well as the contact pads sizes are optimization parameters to the FR steepness and suppression bandwidth. Conclusion. The use of 3D stubs as quasi-lumped capacitances allows to optimize the LPF FR by choosing the stubs hole depth and the stub contact pad sizes. As a result of LPF optimization, the FR steepness increased and the suppression band widen. The steepness of the optimized FR is higher than the FR LPF based on lumped elements.uk
dc.description.abstractruФильтры нижних частот (ФНЧ) применяют для подавления нежелательных гармоник и паразитных сигналов. В различных радиоэлектронных системах широко используют микрополосковые ФНЧ. Новые, более высокие требования к системам предполагают повышение избирательности ФНЧ. В статье рассмотрены особенности конструкции микрополоскового ФНЧ пятого порядка на основе трехмерных (3D) шлейфов: соединение шлейфа с сигнальным проводником маленькой контактной площадкой и размещение шлейфов по разные стороны сигнального проводника. Показано, что выбор глубины отверстий 3D шлейфов и размеров контактных площадок позволяет оптимизировать крутизну и ширину полосы подавления амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) фильтра. Выполнена оптимизация ФНЧ на основе 3D шлейфов, приведены результаты экспериментальных исследований 3D шлейфа и ФНЧ. Экспериментальные АЧХ хорошо согласуются с расчетными. Оптимизированный ФНЧ имеет более крутую АЧХ по сравнению с ФНЧ на основе сосредоточенных элементов. Рассмотрено объяснение такого соотношения. Расчеты выполнены в программном пакете 3D моделирования CST Microwave Studio. Материал подложки ФНЧ — Rogers RO3010.uk
dc.description.abstractukФiльтри нижнiх частот (ФНЧ) застосовують для подавлення небажаних гармонiк та паразитних сигналiв. У рiзноманiтних радiоелектронних системах широке використання знайшли мiкросмужковi ФНЧ. Новi, бiльш жорсткi вимоги до систем вимагають пiдвищення вибiрковостi ФНЧ. У статтi розглянуто особливостi конструкцiї мiкросмужкового ФНЧ п’ятого порядку з тривимiрними (3D) шлейфами: з’єднання шлейфа з сигнальним провiдником малим контактним майданчиком та розмiщення шлейфiв по рiзнi боки сигнального провiдника. Вибiр глибини отворiв 3D шлейфiв та розмiрiв контактних майданчикiв дозволяє оптимiзувати крутiсть та ширину смуги подавлення амплiтудно-частотної характеристики (АЧХ) фiльтра. Виконано оптимiзацiю ФНЧ з 3D шлейфами, наведено результати експериментальних дослiджень 3D шлейфа та ФНЧ. Експериментальнi АЧХ добре узгоджуються з розрахунковими. Оптимiзований ФНЧ має бiльш круту АЧХ, нiж ФНЧ на основi зосереджених елементiв. Розглянуто пояснення такого спiввiдношення. Розрахунки виконано в програмному пакетi 3D моделювання CST Microwave Studio. Матерiал основи ФНЧ — Rogers RO3010.uk
dc.format.pagerangeС. 61-66uk
dc.identifier.citationОптимiзацiя мiкросмужкових фiльтрiв нижнiх частот з тривимiрними шлейфами / Нелiн Є. А., Зiнгер Я. Л., Попсуй В. I., Непочатих Ю. В. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2020. – Вип. 82. – С. 61-66. – Бібліогр.: 6 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2020.82.61-66
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/46551
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування: збірник наукових праць, Вип. 82uk
dc.subjectфiльтр нижнiх частотuk
dc.subjectємнiсний шлейфuk
dc.subjectтривимiрнi мiкросмужковi неоднорiдностiuk
dc.subjectшлейфне Т-з’єднанняuk
dc.subjectlow-pass filteruk
dc.subjectcapacitive stubuk
dc.subjectthree-dimensional modeluk
dc.subjectthree-dimensional microstrip inhomogeneityuk
dc.subjectstub’s T-junctionuk
dc.subjectфильтр нижних частотuk
dc.subjectёмкостный шлейфuk
dc.subjectтрехмерные микрополосковые неоднородностиuk
dc.subjectшлейфное Т-соединениеuk
dc.subject.udc621.372.542.2uk
dc.titleОптимiзацiя мiкросмужкових фiльтрiв нижнiх частот з тривимiрними шлейфамиuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPIRR-2020_82_61-66.pdf
Розмір:
1.6 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 82