Зосереджено-розподілені фільтри низьких частот на основі ефекту бреггівської гібридизації
DOI:
https://doi.org/10.64915/RADAP.2026.104.74-80Ключові слова:
бреггівська гібридизація, фільтр низьких частот (ФНЧ), зосереджено-розподілені структури, когерентний синхронізм, колективний нуль передачі, розширення смуги подавленняАнотація
У статті запропоновано та досліджено новий підхід до проєктування фільтрів низьких частот (ФНЧ) на основі ефекту бреггівської гібридизації (БГ), реалізованого у зосереджено-розподіленій конфігурації. Наукова новизна полягає у збереженні періодичності структури, на відміну від традиційних методів синтезу, де для мінімізації пульсацій використовують порушення періодичності. Доведено, що відновлення когерентності бреггівського синхронізму та його поєднання з локальним резонансом низькодобротних елементів дає змогу розв'язати суперечність між рівнем подавлення у смузі подавлення та якістю узгодження імпедансів. Результати показують, що синхронізація локального та бреггівського резонансів забезпечує суцільну смугу подавлення, ефективно усуваючи побічні пульсації в середині смуги режекції. Внаслідок когерентної взаємодії резонаторів на частоті Брегга формується колективний нуль передачі, що зміщує перший паразитний відгук на подвійну частоту Брегга. Для розробленого ФНЧ на основі чотирьох π-ланок розрахункова відносна смуга режекції відносно частоти зрізу становить 570% за рівня −60 дБ та 378% за рівня −100 дБ при пульсаціях у смузі пропускання 0,2 дБ. Довжини розглянутих ФНЧ приблизно вдвічі менші, ніж у звичайних еліптичних фільтрів. Використання режиму низькодобротної БГ суттєво знижує чутливість до дисипативних втрат та виробничих допусків порівняно з еліптичними фільтрами високих порядків. Завдяки використанню нормованих параметрів запропоновані структури можуть слугувати узагальненими шаблонами для швидкого проєктування мініатюрних ФНЧ. Отримані результати мають безпосереднє практичне значення для високоефективних систем обробки сигналів.
Посилання
1. Luo Z., Yang L., Su T., Zhu X. and Gómez-García R. (2025). Single-Ended and Balanced Flat-Group-Delay RF Low-Pass Filters with Input-Quasi-Reflectionless Behavior for Digital-Communication Systems. IEEE Trans. on MTT, Vol. 73, Iss. 1, pp. 321–334. DOI: 10.1109/TMTT.2024.3430485.
2. Srivastava G. and Bhatt D. (2025). A High SFDR Wide-Bandwidth Third-Order Low-Pass Elliptic Filter in 180 nm CMOS Technology. IEEE Microw. Wirel. Technol. Lett., Vol. 35, Iss. 11, pp. 1688–1691. DOI: 10.1109/LMWT.2025.3590977.
3. Tomar P. S. and Parihar M. S. (2024). The Design and Investigation of the Low-Pass Filter with High Selectivity and Ultra-Wide Stopband. IETE Journal of Research, Vol. 70, Iss. 3, pp. 2366–2371. DOI: 10.1080/03772063.2023.2185303.
4. Barou S., Zbitou J., Chahboun N. and Laaziz Y. (2025). Design and Simulation of a Semilumped Low-Pass Filter with Finite-Frequency Attenuation Poles for Wireless Power Transmission and Energy Harvesting. Int. Conf. Funct. Mater. Renew. Energies, Vol. 326, COFMER’05, DOI: 10.1051/epjconf/202532601007.
5. Santiago D., Laso M. A. G., Lopetegi T. and Arregui I. (2024). Robust and Flexible Design for Effective Low-Pass Filters Exploiting a Passband Replica. IEEE Int. Microw. Filter Workshop (IMFW), pp. 35–38. DOI: 10.1109/IMFW59690.2024.10477129.
6. Yang L., Luo Z., Zhu X. and Gómez-García R. (2025). Two-Layer Balanced Low-Pass Filter with Multiple Transmission Zeros Using Microstrip-to-Microstrip Vertical Transitions. IEEE MTT-S Int. Wireless Symp. (IWS), pp. 1–3. DOI: 10.1109/IWS65943.2025.11177693.
7. Liang R., Guo C., Shi G., Wang Z., Yang Q., Feng L., Li Y. and Zhang A. (2023). A W-Band Bandpass Filter with Dual Behavior Resonators Fabricated by Additive Manufacturing. IEEE Microw. Wirel. Compon. Lett., Vol. 33, Iss. 11, pp. 1521–1524. DOI: 10.1109/lmwt.2023.3286574.
8. Li S., Jia R., Shi M. and Li S. (2025). A Compact Tunable Low-Pass Filter Based on Mixed Lumped-Distributed Circuit. Int. Conf. Microw. Millimeter Wave Technol. (ICMMT), pp. 1–3. DOI: 10.1109/ICMMT65948.2025.11188601.
9. Chen S., Fang L., Liu J. and Wu S. (2024). An ultra-wideband plasmonic reflector based on local resonant bandgap and Bragg bandgap. Optica Applicata, Vol. LIV, Iss. 2, pp. 205–216. DOI: 10.37190/oa240207.
10. Cenedese M., Belloni E. and Braghin F. (2021). Interaction of Bragg scattering band gaps and local resonators in mono-coupled periodic structures. J. Appl. Phys., Vol. 129, Iss. 12, 124501. DOI: 10.1063/5.0038438.
11. Croënne C., Lee E. J. S. and Page J. H. (2022). Multimode propagation in phononic crystals with overlapping Bragg and hybridization effects. Appl. Phys. Lett., Vol. 120, Iss. 3, 033104. DOI: 10.1063/5.0076628.
12. Nelin E. A. (2024). High-Selectivity Resonators Based on Transmission Line Sections. IEEE 42st Int. Conf. Electron. Nanotechnol. (ELNANO), pp. 203–206. DOI: 10.1109/ELNANO63394.2024.10756869.
13. Awang Z. (2014). Microwave Systems Design. Springer Singapore, 313 p. DOI: 10.1007/978-981-4451-24-6.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Є. А. Нелін
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.
