Синтез смугових фільтрів міліметрового діапазону довжин хвиль на поверхнево-інтегрованих хвилеводах
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2025.100.%25pКлючові слова:
SIW, смуговопропускаючий фільтр, міліметровий діапазон довжин хвиль, процедура синтезуАнотація
В роботі представлені результати розробки смуговопропускаючих фільтрів міліметрового діапазону довжин хвиль, виготовлених за SIW–технологією. Основна увага приділена недостатньо висвітленій в сучасній літературі процедурі синтезу таких фільтрів, що дає можливість знайти всі розміри елементів топології фільтрів (так званий dimensional synthesis). Показано, що застосування стандартної процедури для синтезу смугових SIW-фільтрів призводить до незадовільних результатів. Виявлені причини цього дозволили внести необхідні корективи до методу розрахунку. Хоча зазначена розробка процедури синтезу виконується на прикладі розповсюдженої топології смугового фільтра (фільтра на індуктивних штирях), розглянута структура вигідно відрізняється від стандартної для цього випадку тим, що роль крайніх неоднорідностей фільтра тут виконують вузли збудження SIW зі сторони вхідної і вихідної мікросмужкових ліній. Це дозволяє значно зменшити розміри фільтра, рівень його втрат, а також покращити топологічну гнучкість при інтегруванні SIW-фільтра до системи, використовуючи лінійну або кутову реалізацію його топології. Результати теоретичних розрахунків співставлені з даними, отриманими при вимірюванні параметрів виготовлених зразків, а останні – з відомими даними щодо параметрів хвилеводно-планарних фільтрів зі схожими характеристиками. Показано, що хоча останні і мають кращі характеристики щодо мінімальних втрат, SIW-фільтри, виготовлені на сучасних діелектричних матеріалах, співставні з ними по цьому параметру, але значно переважають їх по технологічності, компактності і економічній привабливості.
Посилання
References
1. Ma, M., Huang, J., Yu, Z. & Gan T. (2003). A Novel E-Plane Waveguide Filter with Three Metal Irises. International Journal of Infrared and Millimeter Waves, Vol. 24, pp. 2181–2187. doi:10.1023/B:IJIM.0000009773.84968.d8.
2. Mohottige N., Glubokov O., Jankovic U. and Budimir D. (2016). Ultra Compact Inline $E$-Plane Waveguide Bandpass Filters Using Cross Coupling. Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 64, No. 8, pp. 2561-2571. doi:10.1109/TMTT.2016.2578329.
3. Kozakowski P. and Deleniv A. (2011). New resonator arrangement for reduced size E-plane filters. 2011 IEEE MTT-S International Microwave Symposium, pp. 1-1. doi:10.1109/MWSYM.2011.5973388.
4. Zhuk S. Ya., Omelianenko M. Y., Romanenko T. V., Tureeva O. V. (2021). Synthesis of Extremely Wide Stopband E-plane Bandpass Filters. Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, Vol. 84, pp. 22–29. doi:10.20535/RADAP.2021.84.22-29.
5. Uchimura H., Takenoshita T., Fujii M. (1998). Development of a ``laminated waveguide''. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 46, No. 12, pp. 2438-2443. doi:10.1109/22.739232.
6. Gupta K. C. (1996). Microstrip Lines and Slotlines, 2nd Ed., Artech House, 547 p.
7. Deslandes D., Wu K. (2003). Single-substrate integration technique of planar circuits and waveguide filters. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 51, No. 2, pp. 593-596. doi:10.1109/TMTT.2002.807820.
8. Deslandes D., Wu K. (2001). Integrated microstrip and rectangular waveguide in planar form. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 11, No. 2, pp. 68-70. doi:10.1109/7260.914305.
9. Zhu F., Hong W., Chen J. X., Wu K. (2013). Wide stopband substrate integrated waveguide filter using corner cavities. Electronics Letters, Vol. 49, Iss. 1, pp. 50-52. doi:10.1049/el.2012.3891.
10. Liu Q., Zhang D., Tang M., Deng H., Zhou D. (2021). A Class of Box-Like Bandpass Filters With Wide Stopband Based on New Dual-Mode Rectangular SIW Cavities. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 69, No. 1, pp. 101-110. doi:10.1109/TMTT.2020.3037497.
11. Cheng Y., Hong W., Wu K. (2007). Half Mode Substrate Integrated Waveguide (HMSIW) Directional Filter. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 17, No. 7, pp. 504-506. doi:10.1109/LMWC.2007.899309.
12. Zhang S., She J.-C., Tong M.-H., Hong J.-S. (2021). Mode selective bandpass filter with high selectivity based on thirty-second-mode circular SIW resonator. Microwave and Optical Technology Letters, Vol. 63, Iss. 7, pp. 1820-1825. doi:10.1002/mop.32831.
13. Vanin F. M., Schmitt D., Levy R. (2004). Dimensional synthesis for wide-band waveguide filters and diplexersr. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 52, No. 11, pp. 2488-2495. doi:10.1109/TMTT.2004.837146.
14. Wang K., Wong S.-W., Sun G.-H., Chen Z. N., Zhu L., Chu Q.-X. (2016). Synthesis Method for Substrate-Integrated Waveguide Bandpass Filter With Even-Order Chebyshev Response. IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technolog, Vol. 6, No. 1, pp. 126-135. doi:10.1109/TCPMT.2015.2502420.
15. Cassivi Y., Perregrini L., Arcioni P., Bressan M., Wu K., Conciauro G. (2002). Dispersion characteristics of substrate integrated rectangular waveguide. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 12, No. 9, pp. 333-335. doi:10.1109/LMWC.2002.803188.
16. Matthaei G. L., Young L. and Jones E. M. T. (1964). Microwave Filters, Impedance Matching Networks and Coupling Structures. McGraw-Hill, New York, 438 p.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 М. Ю. Омеляненко, Т. В. Романенко, О. В. Турєєва
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
