Моделювання та реалізація твердотільних фільтрів з електричним керуванням їх частоти
| dc.contributor.advisor | Ільченко, М. Ю. | uk |
| dc.contributor.advisor | Ilchenko, M. Y. | en |
| dc.contributor.advisor | Ильченко, М. Е. | ru |
| dc.contributor.department | Науково-дослідний інститут телекомунікацій | uk |
| dc.contributor.faculty | Інститут телекомунікацій | uk |
| dc.contributor.researchgrantor | Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» | uk |
| dc.date.accessioned | 2018-04-04T08:44:03Z | |
| dc.date.available | 2018-04-04T08:44:03Z | |
| dc.date.issued | 2010 | |
| dc.description.abstracten | The solid-state electrically tuning filters are main elements of different multifrequency communication systems with high reliability. New approach to designing electrically tuned band-pass filters that is based on use U-shaped microstrip resonators with several varactors connected to each resonator is proposed. This approach allows to creating prototypes which exceeds world level of varactor-tuned filters. New formula for quality-factor of microwave resonators with transmission line segment and lossy capacitor was established. The formula allows us to decrease a insertion losses variation of tunable filters with varactors. The question of increasing the tuning range of microstrip resonators with ferroelectric capacitors is considered which allows using them in upper part of the centimeter band (X-band, Ku-band). It is determined that step-irregular resonators with ferroelectric capacitors can provide 28% tuning range in X-band and 22% tuning range in Ku-band. On the basis of the new approach, experimental tunable filters have been developed whose characteristics surpass those of commercial varactor-based filters: the center-frequency insertion loss ILo is reduced by more than a factor of 1.5; the third-order intermodulation – distortion factor IP3 is increased by 14 dBm, from 10 dBm to 24 dBm; power handling is increased from 1 mW to 25 mW; bandwidth BW(3 dB) is reduced from 4% to 1.6%. For the first time, in filters based on silicon varactors, a dissipation-loss that corresponds to that of filters based on p-i-n diodes has been obtained. | uk |
| dc.description.abstractru | Твердотельные фильтры с электрической настройкой частоты являются ключевыми элементами различных многочастотных систем связи, обладающих повышенной помехоустойчивостью и надежностью. Считается, что значительная часть перспективных систем святи, в том числе и сотовой телефонии, будет использовать в основном эти фильтры. Данная разработка представляет собой электрически перестраиваемые фильтры с улучшенными характеристиками для перспективной связной аппаратуры, она направлена на развитие новой элементной базы Украины в области радиоэлектроники. Предложен новый подход к построению электрически перестраиваемых полосно-пропускающих фильтров, основанный на использовании П-образных микрополосковых резонаторов и нескольких варикапов, подключенных к каждому из них. Этот подход позволил создать опытные образцы фильтров, которые по своим характеристикам превосходят мировые аналоги. Впервые получена формула, определяющая добротность резонаторов, содержащих отрезок линии передачи и конденсатор. Формула включает добротность линии передачи, добротность конденсатора и чувствительность резонансной частоты резонатора к изменению емкости. Она позволяет контролировать добротность резонаторов и вносимые потери полосно-пропускающих фильтров, на их основе, в процессе перестройки. На основе этой формулы установлен эффект, позволяющий уменьшить изменение вносимых потерь в перестраиваемых полосно-пропускающих фильтрах с постоянной относительной шириной полосы пропускания. Получены уравнения, определяющие резонансные частоты П-образного петлевого резонатора с емкостью и установлены основные его особенности. Такой резонатор является основным элементом новых фильтров. Показано, что его резонансные частоты, в зависимости от их четности, определяются одним из двух уравнений резонанса. Решена задача увеличения диапазона перестройки микрополосковых резонаторов, перестраиваемых конденсаторами с ограниченным изменением емкости в области увеличенных электрических длин, что позволяет использовать их в верхней части сантиметрового диапазона (X-band, Ku-band). Это достигается за счет использования ступенчато-нерегулярных резонаторов. При их использовании полоса перестройки расширяется в 1.5 и более раз по сравнению с регулярными резонаторами. Если конденсатор имеет перекрытие по емкости Сmax Cmin = 2,2 , то на частотах 10 ГГц у ступенчатых резонаторов достижима полоса перестройки около 28%, а на частотах 20 ГГц – около 22%. Электрически перестраиваемые фильтры с этими резонаторами характеризуются такими же полосами перестройки. Экспериментально исследованы особенности новых фильтров с П-образными резонаторами. Установлено, что левый скат АЧХ этих фильтров круче правого, а их относительная ширина полосы пропускания уменьшается по мере увеличения частоты. Предложена методика инженерного расчета таких фильтров. | uk |
| dc.description.abstractuk | Твердотільні фільтри з електричною настройкою частоти є ключовими елементами різних багаточастотних систем зв'язку, що мають підвищену завадостійкість і надійність. Вважається, що значна частина перспективних систем зв'язку, в тому числі і стільникової телефонії, буде використовувати в основному ці фільтри. Дана розробка становить собою електрично перестроюванні фільтри з поліпшеними характеристиками для перспективної зв'язної апаратури, вона направлена на розвиток нової елементної бази України в області радіоелектроніки. Запропоновано новий підхід до побудови електрично перестроюваних смуго-пропускаючих фільтрів, побудований на використанні П-подібних мікросмужечних резонаторів і декількох варикапів, підключених до кожного з них. Цей підхід дозволив створити дослідні зразки фільтрів, які по своїм характеристикам перевершують світові аналоги. Вперше отримана формула, що визначає добротність резонаторів, які містять відрізок лінії передачі і конденсатор. Формула включає добротність лінії передачі, добротність конденсатора і чутливість резонансної частоти резонатора до зміни ємності. Вона дозволяє контролювати добротність резонаторів і внесені втрати смуго-пропускаючих фільтрів на їх основі, в процесі перестройки. На основі цієї формули встановлено ефект, що дозволяє зменшити зміну внесених втрат в перестроюваних смуго-пропускаючих фільтрах з постійною відносною шириною смуги пропускання. Отримано рівняння, що визначають резонансні частоти П-подібного петльового резонатора з ємністю і встановлено основні його особливості. Такий резонатор основним елементом нових фільтрів. Показано, що його резонансні частоти, в залежності від їх парності, визначаються одним з двох рівнянь резонансу. Вирішена задача збільшення діапазону перестройки мікросмужечних резонаторів, перестроюваних конденсаторами з обмеженою зміною ємності в області збільшених електричних довжин, що дозволяє використовувати їх в верхній частині сантиметрового діапазону (X-band, Ku-band). Це досягається за рахунок використання східчасто-нерегулярних резонаторів. При їх використанні смуга перестройки розширюється в 1,5 і більш разів порівняно з регулярними резонаторами. Якщо конденсатор має перекрыття по ємності Сmax  Cmin = 2,2 , то на частотах 10 ГГц у східчастих резонаторів досяжна смуга перестройки близько 28%, а на частотах 20 ГГц – близько 22%. Електрично-перестроюванні фільтрі з цими резонаторами характеризуються такими ж смугами перестройки. Експериментально досліджено особливості нових фільтрів з П- подібними резонаторами. Встановлено, що лівий схил АЧХ цих фільтрів крутіше правого, а їх відносна ширина смуги пропускання зменшується по мірі збільшення частоти. Запропоновано методику інженерного розрахунку таких фільтрів. | uk |
| dc.format.page | 4 с. | uk |
| dc.identifier.govdoc | 0109U002224 | |
| dc.identifier.other | 2241_1 | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/22660 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | НТУУ «КПІ» | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.subject | твердотільні фільтри | uk |
| dc.subject | резонатори | uk |
| dc.title | Моделювання та реалізація твердотільних фільтрів з електричним керуванням їх частоти | uk |
| dc.title.alternative | Simulation and realization of solid-state electrically tuning filters | uk |
| dc.title.alternative | Моделирование и реализация твердотельных фильтров с электрической перестройкой их частоты | uk |
| dc.type | Technical Report | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 7.74 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: