о

в

II II II м;

.....

£§8

I ю ю

II I I II

coo t- in

I I I й§е2

01>- CD СП COOS CO ПОЗ

03 <N CO

I 1 I ISSS3Z8

ООСЧСО-Ф-Ф

о о * ii5 (DOS

I I igs?;s2S

CD CO Ю Ю CD CD

C-* ITS Ю Ю Ю

о-tNCDOOOlOO - b-OJc(MCNCOCOCO

(MCO-liDCDb-OOOlO

Ю

о

11 I I I I I i;

I 11 I I I lll

Mill lili

ООСЧ с о

tS к CO

i и i i lg§S

- <N (M <M

~ CO CO -i Ю

> csS-.CD003

001£1СЧООсОЮ

- I I issir

CO CO

a I I 1ЙКЙ8ЙЙ

-. <М <N <М <М

слою <М со со CN со 5 ЦП со о со --t со tj- О) 04 tjh Ю CD

оо cs со со со со со

(МО -OlrtOcOIS-COt-COTM-,cOCD

isiiiilie

lOCOWCDcDiacDCD

-i <M <N СЧ <N СЧ

J-OOiO - OOCI 5ш Ю S ООСЧ u

- CD CsjOX 3

giMgOpTj-c-

COЮ CD 00 Oi о

Рпс. 3.4. Схема фильтра в виде отрезков длинной линии.

водов относительно низкого характеристического сопротивления. Принимая длины отрезков (,=0,1 Я.д, получаем для индуктивного отрезка .i/Z£ -=tgn/5= 0,727, откуда

Zr,i=g,/0,727, (3.6)

где Zbi - характеристическое сопротивление высокоомио-го отрезка.

Если Z=50 Ом, то Zi,i=8,7gi. Для разомкнутого отрезка, аппроксимирующего половину емкости, получим аналогично

= tg /5 = 1.454/?./ft. (3.7)

Если Z=50 Ом, то Zci=72,65/4.

Как показывает эксперимент, при такой аппроксимации краевую емкость разомкнутого конца полоскового

Рис. 3,5. Эскиз токонесущей части микронолоскового ФНЧ.

волновода учитывать не следует. Поэтому берется длина волновода, аппроксимирующего емкость фильтра Ьа=

= 0,1 Яд.

Характеристическое сопротивление оконечных волноводов Z для подсоединения фильтра к активной нагруз-8-792 113

аппроксимируют индуктивность фильтра прототипа, каждая же емкость фильтра состоит нз двух одинаковых разомкнутых отреэко несимметричных полосковых волно-

ке Ёыбирают равным Z . Ширину полоск! соответствующей Z, можно вычислить по формуле .98) или определить по графику рис. З.С.

Z,0

т

т т

80 60

D,t 0,г 03 т Ц7 f,0 2,0 3,0 5,П 7,0 Wfi ъ

Рис. Э.6. Зависимость характеристического сопротивлеиня иесим-метричиого полоскового волновода от его геометрии.

При выполнении условия

(3.8)

Первая паразитная полоса пропускания будет наблю-даться на частоте fnap=5/c, так как при этом длина емкостного или индуктивного отрезков волновода станет равной половине длины волны на частоте 5fc. Чтобы увеличить значение fmp, нужно изменить соответствующим образом условие (3.8).

Величину активных потерь (рис. 3.7) на частоте Г среза можно приближенно определить, вычисляя зату-Рис. 3.7. Частотная характери- ание в элементах фильтра, стика ФНЧ с потерями. Затухание (дБ/м) в любом

отрезке волновода определяется потерями в проводящих полосках и в диэлектрике (см. гл. 1):Ре = Р,-ЬРя.

где р, -затухание из-за потерь в металле; р„ -затухание нз-за потерь в диэлектрике.

0,1 0,3 0,5 0,1 Ifl 2,0 3J0 5,0

Рнс. 3.8. Относительное затухание в несимметричном полосковом волноводе с твердым диэлектриком. -

Величина определяется выражением (1.15) с учетом §1.8 или по графику рис. 3.8.

Затухание в диэлектрике определяется нз соотноще-ния (дБ/м) Рд=27,3(/е1д.бДд. Потерн в фильтре будут равны сумме потерь в отдельных элементах (дБ):

(3.9) 115

Рис. 3.9. К расчету числа резонато-ров фильтра с ч ышевской характеристикой зату. иия.

§ 3.2. Расчет ФНЧ

Используя приведенные выше соотношения, рассмотрим на примере порядок расчета фильтра нижних частот.

Исходные данные: частота среза /с = 1050 МГц; Z=50 Ом; A/d=0,025; е=6;

ifi 1,в г,г г,Б 5,о tg 6=0,03; максимальное за- Qfi : тухание в полосе пропускания Лп=0,5 дБ (чебышевская характеристика); затухание на частоте /а=1365 МГц; заданное затухание Лз=30 дБ.

Электрический расчет, 1. Находим отношение П - иор-

мированную частоту;

Мс = П= 166511050= 1,3.

2. По 1Графи у (рис. 3.9) для Л„=0,5 дБ и ,4з=30 дБ при Q=il,3 находим число элементов фильтра /1=7. Тот же результат можно получить ио формуле

l/antl 1е(Д/10)-1. /

= У antiigU/iQ).-r / i() (3.I0)

3, По тайл. 3.il находим для j4d=D,5 дБ; п=7: gi=g7=ll,737; g2=ge= 1,258; gj=£5=2-63e;

gi =1,344.

У

0,1 0,2 0.3 0,5 0,8 1,0 г 5 1 e 810 20 b/d

Рис. 3.10, Эквивалентная диалектрическая Т]роницаемость несимметричного полоскового волновода.

4. Определяем характеристические сопротивления аэомкиутьпх отрезков, аппроксимирующих емкости фильтра-прототипа, и исполвь-зуя (З.У):

Zci=Zc7=72,66/g =72,€5/l,737=41,9 Ом; Zc3=Zc5 = 72,65/g.,=72,e5/2,638=2W Ом.

5. Определяем характеристические сопротивления короткозга-мкнутых отезкга, Uz=bt и Ьк, аппроксимирующих инктйвиостти фильтра'-шрототипа, нз (3.6)

Zi2=Zie=6e,7g2=68,7-1,258= 88 Ом; 2ы=68,7-1,344=91 Ом.

По данным электрического расчета определяем коистру14тивн1е азмеры элементов фильтра, используя формулу (3.8) и трафижи ----- I. 3.2.

рис

меры 9J ;. 3.6; 3.

10. Результаты расчетов приве-деиы в табл.

таблица ЭВ.2

Общий вид токонесущей полоски фильтра показан на рис. З.И1. Длины 50-емных отрезков h выбираются .произвольно. Пус-ть fc=20 мм.

6. Определяем активные потери в фильтре иа чадтоте срезва: A/rf=0,025; tgfi=3-il0-. Потери в металле (по графику рис. 3.8)

Р = l,8Rn/(Z,(f). где R = 8,25-10-vTrri (для меди).

Затухание в диэлектрике Рдг=1в|е 27,ЗДд. Результаты расчета затухания в элементах фильтра лриведемы в табл. 3.3.

Рис. 3.11. Общий вид токонесущей полоски рассчитанного фильтрга,

1117