|
| |
|
Слаботочка Книги 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [23] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 ППФ с соосным расположением ДР в круглом запредельном экране. В ППФ с соосным размещением ДР в круглом экране (рис. 3.4) диэлектрические резонаторы 1 закреплены в диэлектрических втулках 2, удерживающих резонаторы в металлическом экране 5. Коаксиальные входной и выходной разъемы 3 своими нейтральными проводниками соединены с полосковыми полупетлями 4, размещенными на диэлектрических подложках и являющимися элементами ввода и вывода энергии. Такой фильтр представляет по существу нерегулярный в продольном направлении диэлектрический волновод (рис. 3.4, б) [7], помещенный в экран. Он состоит из чередующихся отрезков диэлектрика определенной длины с различными проницаемостями. Диэлектрические цилиндры с г имеют длину, приблизительно равную A,o/2]/8i, а межрезона-торное пространство с - Х(,/4 Yz2, где - длина волны, соответствующая центральной частоте полосы пропускания фильтра. Точные размеры диэлектрика выбираются из условия (3.1). Для упрощения настройки таких ППФ с соосным расположением резонаторов крайние звенья целесообразно снабдить элементом подстройки, например, штырем, как это показано на рис. 3.5. Такие ППФ целесообразно выполнять в виде отдельных секций по числу звеньев фильтра с уступами по внутреннему и внешнему диаметрам. Секции частично входят одна в другую. В процессе настройки секции смещают в небольших пределах относительно друг друга (подбирают связь между звеньями), а затем приклеивают то-копроводящим клеем. Это существенно упрощает настройку ППФ, поскольку изменение связи между двумя соседними (например,  Рис. 3.5. Крайнее звено ППФ с подстроечный штырем Таблица 3.1
2 ц 3) звеньями путем изменения расстояния между ними не вызывает нарушения связи между этими и другими резонаторами (между / и 2 или между 3 ц 4). Кроме того, такое секционное построение ППФ обеспечивает возможность создания фильтров с различным числом звеньев без изменения конструкции звеньев. Это, в свою очередь, позволяет, используя одни и те же звенья, создавать и узко-полосР1ые и широкополосные фильтры, а также ППФ с различной величиной избирательности. Следует отметить, что элементы ввода и вывода в виде прямоугольного волновода для соосных конструкций обеспечивают относительную полосу пропускания не больше 3...4 %. Ввод через круглый волновод позволяет увеличить полосу пропускания до 7 %. Эта конструкция является базовой для фильтров в диапазоне частот 1...12 ГГц с относительными полосами пропускания от 0,2 до 7 %. Рекомендуемые поперечные размеры экрана и ДР таких фильтров из диэлектрика с 8д = 80 приведены в табл. 3.1. Для резонаторов из диэлектрика с другими значениями 8д эти же размеры можно использовать для частот / = /таблК80/ ния частот, указанные в табл. 3.1. Таблица 3.2 8д, где /хабл - значе-
Полученные характеристики фильтров даны в табл. 3.2, где Wn ~ относительная полоса пропускания; W3 - относительная полоса АЧХ по уровню а. Амплитудно-частотные характеристики всех фильтров аппрок-силгируются полиномом Чебышева во всем диапазоне частот ниже частоты, превышающей среднюю частоту /о полосы пропускания фильтра примерно в 1,15 раза. Выше этих частот реальная характеристика отклоняется от чебышевской в сторону меньших затуханий в основном из-за влияния второго типа колебаний. Вблизи частоты ~ 1,2/(1 крутизна характеристики меняет знак (затухание с ростом частоты уменьшается). Вблизи частот (1,3...1,35) /ц наблюдается вторая полоса пропускания. Если не принимать специальных мер, то уровень затухания во второй полосе пропускания равен 3...5 дБ для двухзвенного фильтра и 16...20 дБ для пятизвенного. Уровень подавления паразитных полос пропускания увеличивают, используя зависимость спектра резонансных частот ДР от соотношения размеров ДР и экрана. Например, у дисковых ДР уменьшение Ы2а приводит к удалению частоты второго типа колебаний от первого. Такой же эффект получается, если сделать отверстие в центре дискового ДР (см. гл. 2). Поэтому выполнение одного или нескольких ДР фильтра с отличающимися толщиной и диаметром или отверстием от других так, чтобы основные частоты не менялись, а частоты высших типов колебаний смещались, позволяет значительно
 tssi f,m Рис. 3.6. АЧХ и КСВ трехзвенного ППФ с соосным размещением ДР в круглом экране (длина фильтра 90 мм, масса 315 г) e,llS
afiB 0,65 tS34 153В 2,0 f,rru Рис. 3.7. АЧХ и КСВ четырехзвенного ППФ с соосным размещением ДР в круглом экране (длина 108 мм, масса 310 г) увеличить внеполосное затухание и крутизну АЧХ. В этом случае уровень ослабления во второй полосе пропускания двухзвенного фильтра достигает 7...10 дБ, а пятизвенного 44...50 дБ. АЧХ фильтров такой конструкции построены на рис. 3.6-3.8. Сплошными линиями обозначены АЧХ фильтров с одинаковыми ДР, штриховыми линиями - АЧХ фильтров, у которых один из ДР имеет меньшее отношение толщины к диаметру, чем остальные ДР. АЧХ построены для 8д = 80 (ТБНС) tg б = 3 10 с внешним диаметром 40 мм для различной длины фильтров и массы. На рис. 3.8 штрихпунктирная линия обозначает АЧХ фильтра, в котором один из крайних ДР является двухчастотным, создающим дополнительный полюс затухания на частоте 1,66 ГГц, соответствующей второму типу колебаний двухчастотного ДР. ППФ с дополнительными полюсами затухания подробно будут описаны в гл. 3.4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [23] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||