Синтез хвилеводно-планарних фільтрів на резонаторах зі ступінчастою зміною імпедансу
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2021.86.14-21Ключові слова:
смугасто-пропускаючі фільтри, міліметровий діапазон, гибридно-інтегральні схеми НВЧ, резонатори із ступінчастою зміною імпедансуАнотація
В роботі представлені результати розробки хвилеводно-планарних фільтрів на неоднорідних резонаторах, запропонованих авторами нещодавно. Ретельно досліджена природа характерного для цих фільтрів полюса характеристики загасання, який суттєво покращує вибіркові властивості у смузі частот загородження. Виявлені фактори, які впливають на частоту зазначеного полюса. В роботі викладена запропонована методика прямого синтезу фільтра, що дозволяє отримати розміри елементів топології які, в гіршому випадку, потребують лише незначних змін в процедурі їх оптимізації. Детально досліджений вплив втрат на характеристики фільтра, для чого виміряно добротність його резонаторів у восьмиміліметровому діапазоні довжин хвиль. Згідно з розрахунками був виготовлений і досліджений чотирьохрезонаторний фільтр з центральною частотою f0 = 30 ГГц і смугою частот пропускання Δf = 2 ГГц. Виміряні характеристики фільтра задовільно збігаються з результатами симуляції його характеристики. При цьому втрати в смузі частот пропускання не перевищують 1 дБ – величину, яка лише на 0,4÷0,5 дБ перевищує втрати аналогічного фільтра на однорідних резонаторах. В цілому, отримані в роботі результати показують, що цей новий клас хвилеводно-планарних фільтрів з успіхом може замінити відомі фільтри хвилевідно-планарної конструкції в тих випадках, коли необхідно суттєво (до 30 %) зменшити їх розміри і покращити селективні властивості шляхом значного розширення смуги частот загородження і збільшення внесеного в ній загасання.
Посилання
Перелік посилань
Omelianenko M. E-plane Stepped-Impedance Bandpass Filter with Wide Stopband / M. Omelianenko, T. Romanenko // IEEE 40th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), Kyiv, Ukraine. — 2020. — pp. 838-841.
Omelianenko M. Yu. Stopband Characteristics Improvement of Waveguide Planar E-plane Filters / M. Yu. Omelianenko, T. V. Romanenko, S. Ya. Zhuk & O. V. Turieieva // Radioelectronics and Communications Systems. — 2021. — Vol. 64, Iss. 2, pp. 53–63.
Маттей Д. Л. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи / Д. Л. Маттей, Л. Янг, Е. М. Т. Джонс // Связь. — 1971. — 438 с.
Омельяненко М. Ю. Синтез интегральных фильтров на основе частично-заполненных волноводов / М. Ю. Омельяненко, В. И. Цымбал // Радиоэлектроника. — 1984. — № 5, С. 65 - 69.
Альтман Дж. Л. Устройства сверхвысоких частот / Дж.Л. Альтман // «Мир», Москва. — 1968. — 487 с.
Makimoto M. Bandpass Filters Using Parallel Coupled Strip-Line Stepped Impedance Resonators / M. Makimoto, S. Yamashita // 1980 IEEE MTT-S International Microwave symposium Digest, Washington, DC, USA. — 1980. — pp. 141 - 143.
Chen Y. A Compact Step-Impedance Combline Filter With Symmetric Insertion-Loss Response and Wide Stopband Range / Y. Chen, S. Chang, C. Chang, T. Hong, W. Lo // 2006 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, San Francisco, CA. — 2006. — pp. 1209 - 1212.
Bukuru D. Compact Quad-Band Bandpass Filter Using Quad-Mode Stepped Impedance Resonator and Multiple Coupling Circuits / D. Bukuru, K. Song, F. Zhang, Y. Zhu, M. Fan // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. — 2017. — Vol. 65, Iss. 3, pp. 783 - 791.
Bohra H. Microstrip Wideband Bandpass Filters Using Step Impedance Resonator Techniques / H. Bohra, M. Bohra // 2019 International journal of scientific & technology research. — 2019. — Vol. 8, Iss. 12, pp. 1436 – 1441.
Liu L. A Miniaturized Wideband Bandpass Filter Using Quarter-Wavelength Stepped-Impedance Resonators / L. Liu, P. Zhang, M.-H. Weng, C.-Y. Tsai, R,-Y. Yang // Electronics. — 2019. — Vol. 8, Iss. 12, P. 1540.
Min X.-L. Design of Bandpass Filter with High Selectivity Using Stepped Impedance Resonator / X.-L. Min, H. Zhang, T.Zhong, Q. Chen // 2016 Advances in Computer Science Research, 3rd International Conference on Wireless Communication and Sensor Networks (WCSN 2016). — 2016. — Vol. 44, pp. 199 - 202.
Bukuru D. Compact dual-band bandpass filter using open stub-loaded stepped impedance resonator with cross-slots / D. Bukuru, K. Song, F. Zhang // International Journal of Microwave and Wireless Technologies. — 2017. — Vol. 9, Iss. 2, pp. 269 – 274.
Omar A. S. Filter Realizations with Fin-Lines / A. S. Omar, H. El Hennawy, K. Schoneman // 1983 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, Boston, MA, USA. — 1983. — pp. 160 - 162.
Olley С. Currents and conduction losses in unilateral finline / С. Olley, T. Rozzi // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. — 1988. — Vol. 36, Iss. 1, pp. 86 – 95.
Kuroki F. Loss Reduction Technique of Printed Transmission Line at Millimeter-Wave Frequency / F. Kuroki, R. Tamaru, R. Masumoto, K. Miyamoto // 2007 IEEE/MTT-S International Microwave Symposium, Honolulu, HI. — 2007. — pp. 1671 - 1674.
References
Omelianenko M., Romanenko T. (2020). E-plane Stepped-Impedance Bandpass Filter with Wide Stopband. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 64, Iss. 11, pp. 3568-3579. DOI: 10.1109/ELNANO50318.2020.9088888.
Omelianenko M. Yu., Romanenko T. V., Zhuk S. Ya. & Turieieva O. V. (2021). Stopband Characteristics Improvement of Waveguide Planar E-plane Filters. Radioelectronics and Communications Systems, Vol. 64, Iss. 2, pp. 53–63. DOI: https://doi.org/10.3103/S0735272721020011.
Matthaei G. L., Young L., Jones E. N. T. (1971). Microwave Filters, Impedance-Matching Networks, And Coupling Structures. Izdatel'stvo ''Svyaz'', Moscow, 438 p. [In Russian].
Omel'yanenko M. Yu., Cymbal V. I. (1984). Synthesis of integral filters based on partially filled waveguides [Sintez integral'nyh fil'trov na osnove chastichno-zapolnennyh volnovodov]. Radioelektronika, Vol. 5, pp. 65-69. [In Russian].
Altman J. L. (1968). Microwave circuits. Izdatel'stvo ''Mir'', Moscow, 487 p. [In Russian].
Makimoto M., Yamashita S. (1980). Bandpass Filters Using Parallel Coupled Strip-Line Stepped Impedance Resonators. 1980 IEEE MTT-S International Microwave symposium Digest, pp. 141-143. DOI: 10.1109/MWSYM.1980.1124210.
Chen Y., Chang S., Chang C., Hong T., Lo. W. (2006). A Compact Step-Impedance Combline Filter With Symmetric Insertion-Loss Response and Wide Stopband Range. 2006 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, pp. 1209-1212. DOI: 10.1109/MWSYM.2006.249427.
Bukuru D., Song K., Zhang F., Zhu Y., Fan. M. (2017). Compact Quad-Band Bandpass Filter Using Quad-Mode Stepped Impedance Resonator and Multiple Coupling Circuits. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 65, Iss. 3, pp. 783-791. DOI: 10.1109/TMTT.2016.2638814.
Bohra H., Bohra M. (2019). Microstrip Wideband Bandpass Filters Using Step Impedance Resonator Techniques. International journal of scientific & technology research, Vol. 8, Iss. 12, pp. 1436–1441.
Liu L., Zhang P., Weng M.-H., Tsai C.-Y., Yang R.-Y. (2019). A Miniaturized Wideband Bandpass Filter Using Quarter-Wavelength Stepped-Impedance Resonators. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 8, Iss. 12, pp. 1540. DOI: 10.3390/electronics8121540.
Min X.-L., Zhang H., Zhong T., Chen Q. (2016). Design of Bandpass Filter with High Selectivity Using Stepped Impedance Resonator. Advances in Computer Science Research, 3rd International Conference on Wireless Communication and Sensor Networks, Vol. 44, pp. 199-202. DOI: 10.2991/icwcsn-16.2017.44
Bukuru D., Song K., Zhang F. (2017). Compact dual-band bandpass filter using open stub-loaded stepped impedance resonator with cross-slots. International Journal of Microwave and Wireless Technologies, Vol. 9, Iss. 2, pp. 269–274. DOI: 10.1017/S1759078715001786.
Omar A. S., Hennawy H. El, Schonemann K. (1983). Filter Realizations with Fin-Lines. 1983 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, pp. 160-162. DOI: 10.1109/MWSYM.1983.1130843.
Olley С., Rozzi T. (1988). Currents and conduction losses in unilateral finline. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 36, Iss. 1, pp. 86-95. DOI: 10.1109/22.3485.
Kuroki F., Tamaru R., Masumoto R., Miyamoto K. (2007). Loss Reduction Technique of Printed Transmission Line at Millimeter-Wave Frequency. 2007 IEEE/MTT-S International Microwave Symposium, pp. 1671-1674. DOI: 10.1109/MWSYM.2007.380027.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Тарас Романенко
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.
