Хвилеводно-планарні смугові фільтри із широкою смугою загородження
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2021.84.22-29Ключові слова:
смугові фільтри, міліметровий діапазон, гібридно-інтегральні схеми НВЧ, смуга загородження, позамежовий хвилевідАнотація
В статті наведені результати розробки процедури прямого синтезу смугопропускаючих фільтрів, побудованих на планарних метало-діелектричних структурах, розташованих в позамежовому прямокутному хвилеводі. Розроблена методика синтезу дозволить отримати розміри всіх елементів топології фільтра які або не потребують подальшої трудомісткої оптимізації, або ж оптимізація зводиться до повторного застосування запропонованої методики із штучно зміненими вимогами до характеристики, які базуються на даних про відхилення характеристики синтезованого фільтра від вимог до неї. Розроблена методика виявилася адекватною при розробці запропонованих хвилеводно-планарних фільтрів, побудованих на відрізках антиподальної хвилеводно-щілинної лінії у позамежовому прямокутному хвилеводі за умови значного перекриття її гребенів, при якому скорочення резонаторів відносно половини довжини хвилі досягає 80 %. Зазначена хвилеводно-планарна реалізація фільтра на позамежовому прямокутному хвилеводі дозволяє значно розширити смугу частот непропускання, збільшити внесене в ній загасання і одночасно забезпечити повторюваність характеристик фільтрів без будь-яких дій по їх настроюванню. Ефективність запропонованого підходу до реалізації фільтра і його розрахунку продемонстрована на розробці і експериментальному дослідженні фільтра діапазону 21 ГГц, який за сукупністю параметрів (втрати порядку 1 дБ, ширина смуги загородження до четвертої гармоніки центральної частоти смуги пропускання) відповідає високим вимогам щодо електричних характеристик і технологічності. Показано, що розроблена методика синтезу подібних фільтрів залишається актуальною при синтезі фільтрів із відносною шириною смуги частот пропускання до 40 %.
Посилання
References
Huang L., Cha H., Y. Li (2016). Compact Wideband Ridge Half-Mode Substrate Integrated Waveguide Filters. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 64, Iss.11, pp. 3568-3579. DOI: 10.1109/TMTT.2016.2606385.
Shen G., Che W., Xue Q. (2019). Compact Microwave and Millimeter-Wave Bandpass Filters Using LTCC-Based Hybrid Lumped and Distributed Resonators. IEEE Access, Vol. 7, pp. 104797-104809. DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2931765.
Li J., Hong K., Yuano T. (2019). Slotted Hemispherical Resonators for 3-D Printed Waveguide Filters With Extended Spurious-Free Stopbands. IEEE Access, Vol. 7, pp. 130221-130235. DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2940491.
Malherbe J. A. G. (2018). Wideband Bandpass Filter With Extremely Wide Upper Stopband. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 66, Iss. 6, pp. 2822-2827. DOI: 10.1109/TMTT.2018.2825342.
Shen T., Zaki K. A. (2001). Length reduction of evanescent-mode ridge waveguide bandpass filters. 2001 IEEE MTT-S International Microwave Sympsoium Digest, Vol.3, pp. 1491-1494. DOI: 10.1109/MWSYM.2001.967185.
Snyder R. V., Bastioli S. (2012) Broad passband, wide stopband, high power evanescent mode filters using capacitively-loaded ridges. 2012 42nd European Microwave Conference, pp. 176-179. DOI: 10.23919/EuMC.2012.6459408.
Omelianenko M. Y., Tureeva O. V. (1985). Waveguide-slit filters on extreme waveguides for hybrid-microwave integrated circuits [Volnovodno-shchelevye fil'try na zapredel'nyh volnovodah dlya gibridno-integral'nyh skhem SVCH]. {Radioelectronics [Radioelektronika], Kyiv, № 7., pp. 86-87. [In Russian].
Kong K. S., Itoh T. (1989). Computer aided design of evanescent mode waveguide bandpass filter with non-touching E-plane fins. IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, pp.1159-1162. DOI: 10.1109/MWSYM.1989.38929.
Jin J. Y., Lin X. Q. and Xue Q. (2016). A Miniaturized Evanescent Mode Waveguide Filter Using RRRs. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 64, Iss. 7, pp. 1989-1996. DOI: 10.1109/TMTT.2016.2574988.
Kirilenko A., Rud L., Tkachenko V., Kulik D. (2002). Evanescent-mode ridged waveguide bandpass filters with improved performance. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 50, Iss. 5, pp. 1324-1327. DOI: 10.1109/22.999146.
Matthae G. L., Young L., Jones E. M. T. (1971). Microwave filters, impedance-matching networks, and coupling structures. Translation from English. ed. Alekseev L. V., Kushnir F. V. {Communication [Svyaz'], Moscow, P. 438. [In Russian].
Nanan J.-C., Tao J.-W., Baudrand H., Theron B., Vigneron S. (1991). A two-step synthesis of broadband ridged waveguide bandpass filters with improved performances. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 39, Iss. 12, pp. 2192-2197. DOI: 10.1109/22.106564.
Vanin F. M., Schmitt D., Levy R. (2004). Dimensional synthesis for wide-band waveguide filters and diplexers. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 52, Iss. 11, pp. 2488-2495. DOI: 10.1109/TMTT.2004.837146.
Tornielli di Crestvolant V., De Paolis F. (2018). Dimensional Synthesis of Evanescent-Mode Ridge Waveguide Bandpass Filters. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 66, Iss. 2, pp. 954-961. DOI: 10.1109/TMTT.2017.2750166.
Saad A. M. K. (1987). A Unified Ridge Structure for Evanescent Mode Wideband Harmonic Filters: Analysis and Applications 1987 17th European Microwave Conference, pp.157-162. DOI: 10.1109/EUMA.1987.333719.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Тарас Романенко, Михайло Омеляненко
Ця робота ліцензується відповідно до 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.
