|
| |
|
Слаботочка Книги Относительная полоса пропускания ППФ на ДР не превышает 7 %. Это объясняется тем, что трудно получить существующими элементами ввода и вывода внешнюю добротность крайних ДР фильтра менее 20...25. Наибольшую полосу пропускания имеют ППФ с элементами ввода и вывода сигнала в виде отрезков прямоугольных волноводов с уменьшенной высотой узкой стенки, проводниковых полу петель или меандров. В фильтрах с соосным расположением ДР в круглом экране для получения максимальной полосы пропускания увеличивают внутренний диаметр экрана крайних секций по сравнению со средними секциями. При этом необходимо учитывать, что увеличение диаметра экрана приводит к уменьшению внеполосного затухания. Фильтры с соосным расположением ДР имеют наименьший габаритный индекс потерь G [88]:  N ко (3.2) 1,5 1,6 1,7 1,8 1,3 f,rru Рнс, 3.8, АЧХ пятизвенного ППФ с соосным размещением ДР в круглом экране (длина 130 мм, масса 385 г) где - потери в полосе пропускания; Л - число звеньев; - относительная полоса пропускания фильтра; V - внешний объем фильтра; Яд - длина волны, соответствующая средней частоте полосы пропускания. G равен 0,22...0,25 для диапазона 1,3...2 ГГц; 0,18...0,2 для диапазона 2...3ГГЦ и 0,16...0,17 для диапазона 3...4 ГГц. Это в 1,5...2 раза лучше, чем у известных фильтров других типов. ППФ с планарным расположением ДР. Другой базовой конструкцией ППФ на ДР является полосно-пропускающий фильтр с планарным расположением ДР (рис. 3.9). Внутри цилиндрического экрана прямоугольной формы / планарно размещены резонаторы 4. Крайние ДР возбуждаются штырями 6, которые являются продолжением центральных проводников разъемов 7. Резонаторы крепят в экране на подставке 5 из плавленого кварца диэлектрическими винтами 2. Винты 3 в крышке экрана служат для подстройки частоты ДР. Рекомендуемые размеры экрана планарных фильтров даны в третьей строке табл. 3.1, Фильтры с планарным расположением ДР имеют следующие особенности: удобное сопряжение с микрополосковыми СВЧ-устрой- ствами; ббльшие (в 1,15...1,2 раза) потери в полосе пропускания по сравнению с фильтрами таких же габаритов, но с соосным расположением ДР в экране; меньшую, чем в аксиальных конструкциях, максимально реализуемую полосу 1 г 3 4  пропускания из-за меньшей  Рис. 3.9. Конструкция ППФ с планарным расположением ДР в прямоугольном экране максимально достижимой величины связи между планарно расположенными ДР; простую подстройку частоты звеньев (введением металлических винтов) и затрудненную регулировку связи между ДР, поскольку изменение связи между двумя резонаторами путем смещения одного из них нарушает связь между третьим рядом расположенным ДР. Это приводит к увеличению трудоемкости настройки таких фильтров. Таблица 3.3 Таблица 3.4
 Габаритные размеры, мм 1,3 3,2 7,2 9 0,5 1 1,2 1,6 1,25 0,65 0,3 0,2 115X48X30 65Х25Х 16 37Х 15Х 10 20Х 10X8 0,65 1,5 65Х25Х 16 105Х25Х 16 140Х25Х 16 В табл. 3.3 приведены характеристики фильтров на ДР из керамического материала ТБНС с Вд - 80 при изменении частоты. Для трехзвенного фильтра с относительной полосой пропускания W = = 1 % и неравномерностью в полосе пропускания Аа - 0,2 дБ изменялась центральная частота в пределах от 1,3 до 9 ГГц. Из приведенных данных видно, что с увеличением частоты возрастают потери в полосе пропускания, обусловленные увеличением диэлектрических потерь материала ДР. a,Bs В табл. 3.4 приведены характеристики фильтров при изменении числа звеньев Л, т. е. ряда по избирательности. Центральная частота фильтров выбрана 3,2 ГГц, относительная полоса пропускания W = \ %, КСВ входа не более 1,3. Фильтры выполнены на ДР из материала ТБНС с Вд = 80. На рис. 3.10 изображены теоретические и экспериментальная АЧХ фильтра на ДР из материала АЛТК Вд = 38; tg б = 3 х X 10 в диапазоне 8...12 ГГц. Для аппроксимации АЧХ применен полином Чебышева. Расчетная величина потерь в полосе пропускания 2Af = 200 МГц = 0,8 дБ) практически совпадает с экспериментальной (ап = 0,9дБ). Различие обусловлено дополнительными потерями в разъемах и тем, что собственная добротность входного и выходного ДР вблизи торцевых стенок и элементов входа и выхода ниже добротности средних ДР. В полосе заграждения со стороны низких частот теоретическая кривая хорошо совпадает с экспериментальной. В верхней части диапазона в полосе заграждения расположены три паразитные полосы пропускания. Две первые из них обусловлены гибридными типами колебаний, третья - Equ типом колебаний. Следует отметить, что для ДР из материала с Вд я:; 40 частоты гибридных колебаний расположены ближе к основной частоте Яоц колебания, чем для ДР из Вд 80. Из рис. 3.10 следует, что фильтры с планарным расположением ДР имеют несколько больший уровень заграждения паразитных полос пропускания, чем фильтры с соосным расположением.  Рис, 3.10. АЧХ семизвен-ного ППФ с планарным размещением ДР: --- расчетная; - - экспериментальная (длина 60 мм, поперечные размеры 8 х X 12 мм ) 3. ПОЛОСНО-ЗЛГРЛЖДЛЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ Работа ПЗФ на ДР основана на двух явлениях: резонансного отражения энергии электромагнитной волны, распространяющейся в линии передачи, в которую ДР включен в качестве резонансной неоднородности (рис. 3.11, а), и резонансной передачи энергии электромагнитного поля, ответвляемого из линии передачи через ДР в поглощающую нагрузку (рис. 3.11, 6). Схема первого типа наиболее просто реализуется непосредственным введением одного или нескольких ДР в поле волноведущих систем - полых волноводов, полосковых и коаксиальных линий передачи, диэлектрических волноводов. Из-за малых размеров (меньше длины волны в линии передачи) ДР практически не влияет на распространение электромагнитных волн на частотах, отличающихся от резонансных. Расположение и ориентация ДР в таких ПЗФ определяются распределением полей в линии и в ДР, а также вели- 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 |