Метод розширення смуги загородження гребінчастих фільтрів

  • С.М. Літвінцев Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" http://orcid.org/0000-0002-6171-0036
  • О. В. Захаров Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського" http://orcid.org/0000-0002-1222-1623
Ключові слова: вхідна провідність, резонансні частоти, антирезонансні частоти, параметр крутизни провідності, смуго-пропускающий фільтр, смуга загородження

Анотація

У статті запропоновано новий метод розширення смуги загородження гребінчастих смуго-пропускаючих фільтрів (СПФ), що містять чвертьхвильові резонатори з відрізків ліній передачі чвертьхвильової довжини, один кінець яких замкнутий накоротко. Чвертьхвильові (λ/4) резонатори орієнтовані в одному напрямку і розташовані паралельно один одному без взаємного зміщення.  Недоліком таких СПФ є безліч паразитних смуг пропускання і недостатньо широка смуга загородження, розташована між основною і першою паразитною смугами пропускання. Запропонований метод заснований на особливостях вхідних функцій чвертьхвильових резонаторів при різних координатах підключення до цих резонаторів. Для отримання широкої смуги загородження послідовно усунуті паразитні смуги пропускання, пов'язані з вищими (паразитними) резонансними частотами 3f0, 5f0, 7f0 і т.д. Для цього резонатори зв'язуються між собою в особливих точках, розташованих на певній відстані від короткозамкнутих кінців λ/4 резонаторів. За допомогою запропонованого методу можливо придушити значне число паразитних смуг пропускання в гребінчастих СПФ з чвертьхвильовими резонаторами, і зробити смугу загородження досить широкою. У статті здійснено побудову гребінчатого фільтра з індуктивними зв'язками між резонаторами, а також між крайніми резонаторами і навантаженням. Однак запропонований метод дозволяє використовувати і інші зв'язки між резонаторами. Наведено дані комп'ютерного моделювання частотних характеристик. Встановлено, що при збільшенні порядку n симетричного СПФ збільшується відношення R резонансної частоти першої заглушеної (паразитної) смуги пропускання до резонансної частоти основної смуги пропускання: при n = 3 отримано значення R = 11; при n = 4, R = 13; при n = 5, R = 17 і т.д.

Біографії авторів

С.М. Літвінцев, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"
Літвінцев С.М., ст. викл. кафедри теоретичних основ радіотехніки
О. В. Захаров, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського"

Захаров О. В., д.т.н., с.н.с. інституту телекомунікаційних систем

Посилання

Перелік посилань

Hong J.-S. Microstrip Filters for RF/Microwave Application / J. -S. Hong. - 2nd ed. - New York: Wiley, 2011.

Xu, J.-X. High-Q-factor dual-band bandpass filter and filtering switch using stub-loaded coaxial resonators / J.-X. Xu, X. Y. Zhang, Y. Yang // Proc. of 2019 IEEE MTT-S Int. Wireless Symp., 19-22 May 2019, Guangzhou, China. - IEEE, 2019. - DOI: https://doi.org/10.1109/IEEE-IWS.2019.8803878.

Wang, K. X. A miniaturized filtering power divider with wide stopband / Kai Xu Wang, Hang Wong, Jun Xiang, Xiu Yin Zhang // Proc. of 2014 Int. Symp. on Antennas and Propagation Conf., 2-5 Dec. 2014, Kaohsiung, Taiwan. IEEE, 2015. - DOI: https://doi.org/10.1109/ISANP.2014.7026527.

Захаров А. В. Полосковые полосно-пропускающие фильтры со ступенчатыми резонаторами / А. В. Захаров, М. Е. Ильченко, В. Я. Карнаух, Л. С. Пинчук // Известия вузов. Радиоэлектроника. - 2011. - Т. 54, № 3. - С. 56-63. - DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347011030071.

Kuo J.-T. Compact planar quasi-elliptic function filter with inline stepped-impedance resonators / J.-T. Kuo, C.-L. Hsu, E. Shih // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. - Aug. 2007. - Vol. 55, No. 8. - P. 1747-1755. - DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2007.901604.

Matthaei G. L. Microwave Filters, Impedance-Matching Network, and Coupling Structures / G. L. Matthaei, L. Young, E. M. T. Jones. - Norwood, MA: Artech House, 1980.

Lin, T.-W. New miniaturized ring resonator bandpass filter with wide upper stopband / Tsu-Wei Lin, Jen-Tsai Kuo, Shyh-Jong Chung // IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest. - IEEE, 2013. - DOI: http://doi.org/10.1109/MWSYM.2013.6697738.

Feng, W. Balanced filters with wideband common mode suppression using dual-mode ring resonators / W. Feng, W. Che, and Q. Xue // IEEE Trans. Circuits Syst. I, Reg. Papers. - Vol. 62, No. 6. - P. 1499-1507. - Jun. 2015. - DOI: https://doi.org/10.1109/TCSI.2015.2423752.

G'omez-Garc'ia, R. Multi-stub-loaded differential-mode planar multiband bandpass filters / Roberto G'omez-Garc'ia, Ra'ul Loeches-S'anchez, Dimitra Psychogiou, Dimitrios Peroulis // IEEE Trans. Circuits Syst. II, Express Briefs. - Vol. 65, No. 3. - P. 271-275. - 2018. DOI: https://doi.org/10.1109/TCSII.2017.2688336.

Zhang X. Y. Harmonic-suppressed bandpass filter based on discriminating coupling / X. Y. Zhang, Q. Xue // IEEE Microwave Wireless Compon. Lett. - Nov. 2009. - Vol. 19, No. 11. - P. 695-697. - DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2009.2032002.

Li Y. C. Bandpass filter using discriminating coupling for extended out-of-band suppression / Y. C. Li, X. Y. Zhang, Q. Xue // IEEE Microwave Wireless Compon. Lett. - Jul. 2010. - Vol. 20, No. 7. - P. 369-371. - DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2010.2049425.

Lin S.-C. Extended-stopband bandpass filter using both half- and quarter-wavelength resonators / S.-C. Lin, Y.-S. Lin, C. H. Chen // IEEE Microwave Wireless Compon. Lett. - Jan. 2006. - Vol. 16, No. 1. - P. 43-45. - DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2005.860014.

Zakharov A. V. Features of the coupling coefficients of planar stepped-impedance resonators at higher resonance frequencies and application of such resonators for suppression of spurious passbands / A. V. Zakharov, M. E. Il'chenko, V. N. Korpach // J. Commun. Technol. Electronics. - 2014. - Vol. 59, No. 6. - P. 550-556. - DOI: https://doi.org/10.1134/S1064226914060217.

Захаров А. В. Увеличение полосы заграждения планарных полосно-пропускающих фильтров / А. В. Захаров // Радиотехника и электроника. - 2012. - Т. 57, № 1. - С. 102-108.

References

Hong J.-S. (2011) Microstrip Filters for RF/Microwave Application. 2nd ed. New York: Wiley.

Xu J., Zhang X.Y. and Yang Y. (2019) High-Q-Factor Dual-Band Bandpass Filter and Filtering Switch Using Stub-Loaded Coaxial Resonators. 2019 IEEE MTT-S International Wireless Symposium (IWS). DOI: 10.1109/ieee-iws.2019.8803878

Wang K.X., Wong H., Xiang J. and Zhang X.Y. (2014) A miniaturized filtering power divider with wide stopband. 2014 International Symposium on Antennas and Propagation Conference Proceedings, . DOI: 10.1109/isanp.2014.7026527

Zakharov A.V., Ilchenko M.Y., Karnauh V.Y. and Pinchuk L.S. (2011) Stripline bandpass filters with step-impedance resonators. Radioelectronics and Communications Systems, Vol. 54, Iss. 3, pp. 163-169. DOI: 10.3103/s0735272711030071

Kuo J., Hsu C. and Shih E. (2007) Compact Planar Quasi-Elliptic Function Filter With Inline Stepped-Impedance Resonators. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 55, Iss. 8, pp. 1747-1755. DOI: 10.1109/tmtt.2007.901604

G. L. Matthaei, L. Young, E. M. T. Jones (1980) Microwave Filters, Impedance-Matching Network, and Coupling Structures. Norwood, MA: Artech House.

Lin T., Kuo J. and Chung S. (2013) New miniaturized ring resonator bandpass filter with wide upper stopband. 2013 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest (MTT), . DOI: 10.1109/mwsym.2013.6697738

Lin T., Kuo J. and Chung S. (2013) New miniaturized ring resonator bandpass filter with wide upper stopband. 2013 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest (MTT). DOI: 10.1109/mwsym.2013.6697738

Gomez-Garcia R., Loeches-Sanchez R., Psychogiou D. and Peroulis D. (2018) Multi-Stub-Loaded Differential-Mode Planar Multiband Bandpass Filters. IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, Vol. 65, Iss. 3, pp. 271-275. DOI: 10.1109/tcsii.2017.2688336

Zhang X.Y. and Xue Q. (2009) Harmonic-Suppressed Bandpass Filter Based on Discriminating Coupling. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 19, Iss. 11, pp. 695-697. DOI: 10.1109/lmwc.2009.2032002

Li Y.C., Zhang X.Y. and Xue Q. (2010) Bandpass Filter Using Discriminating Coupling for Extended Out-of-Band Suppression. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 20, Iss. 7, pp. 369-371. DOI: 10.1109/lmwc.2010.2049425

Lin S., and Chen C.H. (2006) Extended-stopband bandpass filter using both half- and quarter-wavelength resonators. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 16, Iss. 1, pp. 43-45. DOI: 10.1109/lmwc.2005.860014

Zakharov A.V., Il’chenko M.E. and Korpach V.N. (2014) Features of the coupling coefficients of planar stepped-impedance resonators at higher resonance frequencies and application of such resonators for suppression of spurious passbands. Journal of Communications Technology and Electronics, Vol. 59, Iss. 6, pp. 550-556. DOI: 10.1134/s1064226914060217

Zakharov A.V. (2012) Expanding the rejection band of planar bandpass filters. Journal of Communications Technology and Electronics, Vol. 57, Iss. 1, pp. 95-100. DOI: 10.1134/s1064226911090105

Опубліковано
2019-12-30
Як цитувати
Літвінцев, С. і Захаров, О. В. (2019) «Метод розширення смуги загородження гребінчастих фільтрів», Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування, (79), с. 16-23. doi: 10.20535/RADAP.2019.79.16-23.
Номер
Розділ
Електродинаміка, пристрої НВЧ діапазону та антенна техніка