Волноводно-планарные полосно-пропускающие фильтры с широкой полосой заграждения

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorОмельяненко, М. Ю.
dc.contributor.authorРоманенко, Т. В.
dc.date.accessioned2022-02-15T13:18:46Z
dc.date.available2022-02-15T13:18:46Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenIntroduction. The results of the development of Eplane waveguide bandpass filters with improved selectivity in the stopband are presented. The significant expansion of the stopband and the increase of the attenuation in it was achieved by using of the stepped-impedance resonators (SIR), the planar implementation of which was proposed in this work for the first time. The successful application of the above mentioned resonators in the designs of Eplane waveguide filters was possible by careful study of the properties of SIRs, which revealed the features of their topology and the possibility of their effective calculation. The topology of hybrid integrated circuits (HIC) of E-plane waveguide SIR filters is proposed, and the procedure of their fast calculation is demonstrated by the example of a two-resonator filter. The measured characteristics of the calculated and fabricated samples of the resonator and filter have shown good agreement with the simulation results. The development of HIC SIR filters. The development is based on the investigated properties of stepped-impedance resonators. The characteristics of these resonators are analyzed in three steps. First, the model of the resonator was constructed in terms of the circuit theory without taking into account the diffraction corrections responsible for changing in slot width of the SIR sections, but taking into account the forming reactances. It is revealed that the obtained characteristics only qualitatively coincide with the results of the second stage of analysis of the resonator, on which its topology, as a whole, was treated with FDTD simulator. In particular, the results obtained in terms of circuit theory do not describe the significant difference in the section length of the resonator required to achieve the maximum spacing of its resonant frequencies and the appearance of a transmission zero in the frequency band between them. At the same time, the improvement of this model, performed in the third stage of the SIR analysis, showed the ability to calculate the characteristics of the resonator with this model, which is necessary for the synthesis of the multi-resonator filter. In addition, a comparative analysis of the single-mode and accurate characteristics of the resonator provided an opportunity to explain the appearance of the above mentioned attenuation pole and to identify the factors affecting its position on the frequency axis. The results obtained in the study of SIRs were successfully used in the calculation of a two-resonator SIR filter with the proposed topology. The synthesis of the filter based on the method using K-inverters. This approach made it possible to quickly obtain the initial values of the filter topology element sizes. These sizes almost did not require refinement when optimized by electrodynamics simulator. The simulation results of the filter characteristics coincide with the measurement results for the fabricated samples of the resonator and filter with sufficient to practice accuracy. Summary. The proposed topology of E-plane waveguide stepped-impedance resonators and filters based on them provides a significant improvement in the selective characteristics of this class of filters - a significant expansion of the stopband and increase the attenuation in it. The structure of the filter itself is a hybrid integrated circuit that provides high precision of its manufacture and repeatability of the characteristics of the filters without any operations on tuning the samples. In addition, E-plane waveguide technology enables these filters to be used in the millimeter waves range without significantly performance degradation.uk
dc.description.abstractruВ статье изложены результаты разработки новых гибридно-интегральных полосно-пропускающих фильтров коротковолновой части сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн. Фильтры относятся к классу волноводно-планарных, основу которых составляют продольные металлодиэлектрические структуры, помещаемые в Е-плоскости прямоугольного волновода. В отличие от широко применяемых фильтров на продольных индуктивных диафрагмах (так называемых “фильтров на индуктивных полосках”) предложенные структуры, построенные на резонаторах со ступенчатым изменением импеданса, обладают значительно более широкими полосами заграждения, а при том же числе резонаторов – значительно большей величиной затухания в ней и, примерно, на четверть меньшими размерами. В работе детально рассмотрены специфические свойства предложенных волноводно-планарных резонаторов со ступенчатым изменением импеданса, а на примере двухрезонаторного фильтра обсуждена процедура быстрого расчета элементов топологии многорезонаторных фильтров на таких резонаторах. Результаты экспериментального исследования характеристик предложенных образцов резонатора и двухрезонаторного фильтра хорошо совпадают с результатами симуляции.uk
dc.description.abstractukВступ. В роботi представленi результати розробки хвилеводно-планарних фiльтрiв iз покращеними характеристиками селективностi в смузi частот загородження фiльтра. Значне розширення дiапазону частот загородження i збiльшення робочого загасання в нiй досягнуто за рахунок використання у якостi резонаторiв фiльтра резонаторiв iз ступiнчатою змiною iмпедансу (SIR), хвилеводно-планарна реалiзацiя яких запропонована в роботi вперше. Успiшне застосування згаданих резонаторiв в конструкцiях хвилеводно-планарних фiльтрiв стало можливим завдяки ретельному дослiдженню в роботi властивостей хвилеводноланарних SIR, яке виявило особливостi їх топологiї i можливостi їх ефективного розрахунку. В роботi запропонована топологiя гiбридно-iнтегральних схем (ГIС) хвилеводно-планарних SIR-фiльтрiв i на прикладi дворезонаторного фiльтра продемонстровано процедуру їх швидкого розрахунку. Вимiрянi характеристики розрахованих i виготовлених зразкiв резонатора i фiльтра продемонстрували хорошу вiдповiднiсть результатам симуляцiї. Розробка ГIС SIR-фiльтрiв. Розробка заснована на дослiдженi властивостей хвилеводно-планарних резонаторiв iз ступiнчатою змiною iмпедансу. Аналiз характеристик цих резонаторiв проведений у три етапи. На першому дослiдження характеристик проведено для моделi резонатора, побудованої в термiнах теорiї кiл без урахування дифракцiйних поправок, що вiдповiдають за змiну ширини щiлини в секцiях SIR, але з врахуванням реактивностей, що формують резонатори. Виявлено, що отриманi характеристики лише якiсно спiвпадають з результатами другого етапу аналiзу резонатора, на якому його топологiя, як цiлого, дослiджувалась в пакетi програм електродинамiчного моделювання. Зокрема, результати, отриманi в термiнах теорiї кiл, не описують значну рiзницю в довжинi секцiй резонатора, необхiдну для досягнення максимального розносу його резонансних частот i появу полюса характеристики загасання в смузi частот мiж ними. Водночас, вдосконалення цiєї моделi, виконане на третьому етапi аналiзу SIR, показало можливiсть розрахунку характеристик резонатора за цiєю моделлю, що необхiдно для синтезу смуги пропускання багаторезонаторного фiльтра. Крiм того, порiвняльний аналiз одномодової i точної характеристик резонатора надав можливiсть пояснення появи згаданого полюса загасання i виявлення факторiв, що впливають на його положення на частотнiй вiсi. Отриманi при дослiдженнi хвилеводно-планарних SIR результати з успiхом були використанi при розрахунку дворезонаторного SIR-фiльтра iз запропонованою топологiєю. В основу синтезу фiльтра було положено методику, засновану на використаннi К-iнверторiв опорiв. Цей пiдхiд надав можливiсть швидкого отримання таких початкових значень розмiрiв елементiв топологiї фiльтра, що майже не потребували уточнення при їх оптимiзацiї в середовищi електродинамiчного моделювання. Результати симуляцiї характеристик розрахованого фiльтра з достатньою для практики точнiстю спiвпадають iз результатами вимiрювань характеристик виготовлених зразкiв резонатора i фiльтра. Висновок. Запропонована топологiя хвилеводно-планарних резонаторiв iз ступiнчатою змiною iмпедансу i фiльтрiв на їх основi забезпечує значне покращення селективних характеристик цього класу фiльтрiв – значне розширення смуги загородження i збiльшення робочого загасання в нiй. При цьому сама структура фiльтра є гiбридно-iнтегральною схемою, що забезпечує високу точнiсть ї ї виготовлення i повторюванiсть характеристик фiльтрiв без будь-яких операцiй по настроюванню зразкiв. Крiм того, хвилеводно-планарна технологiя забезпечує можливiсть використання цих фiльтрiв в мiлiметровому дiапазонi довжин хвиль без суттєвого погiршення характеристик порiвняно з отриманими на бiльш низьких частотах.uk
dc.format.pagerangeС. 5-13uk
dc.identifier.citationОмельяненко, М. Ю. Волноводно-планарные полосно-пропускающие фильтры с широкой полосой заграждения / Омельяненко М. Ю., Романенко Т. В. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2020. – Вип. 80. – С. 5-13. – Бібліогр.: 17 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2020.80.5-13
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/46487
dc.language.isoruuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування: збірник наукових праць, Вип. 80uk
dc.subjectсмуговi фiльтриuk
dc.subjectмiлiметровий дiапазонuk
dc.subjectгiбридно-iнтегральнi схеми НВЧuk
dc.subjectрезонатори iз ступiнчатою змiною iмпедансуuk
dc.subjectbandpass filtersuk
dc.subjectmillimeter wavesuk
dc.subjectmicrowave hybrid integrated circuitsuk
dc.subjectstepped-impedance resonatorsuk
dc.subjectполосно-пропускающие фильтрыuk
dc.subjectмиллиметровый диапазонuk
dc.subjectгибридно-интегральные схемы СВЧuk
dc.subjectрезонаторы со ступенчатым изменением импедансаuk
dc.subject.udc621.396, 621.3.049uk
dc.titleВолноводно-планарные полосно-пропускающие фильтры с широкой полосой загражденияuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPIRR-2020_80_5-13.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. 80