тым шлейфам с точно теми же реактивными проводимостями на граличной частоте полосы юь что т у четвертьволновых коротко-эашснутых шлейфов, которые они заменяют, причем оба типа шлейфов обладают нулевой проводимостью на частоте шо.

Для проверки этого метода по ф-лам (10.03.1) - (10.03.8) был рассчитай фильтр с относительной шириной лолосы пропускания 30% ((LPi/(Oo=0,85); при этом использовался чебышевский прототип с числом реактивных элементов п=8 и величиной пульсаций 0,1 дб. Затем, после выбора отношения w /o)o = 0,5, что дает а = 1, четвертьволновые шлейфы были заменены полуволновыми, как описывалось выше. Полученная расчетная характеристика показана на рис. 10.04.2. Отметим, что полоса пропускания почти в точ-

Рлс. 10.04.2. Вычисленная характеристика фильтра пша, приведенного на рис. 10.04.1. с полосой пропускаиня 30%

ности гравна заданной и вблизи частот w = 0 и (o = 2c)i) имеются области малого затухания, как и следовало ожидать. Величины элементов для этого' фильтра приведены ниже (они пронормированы так, чтобы Уа=1):

к; = к; =1,806; Кз=К; = 3,584

К., = У™ = 1,288; Уз4 = У ,= 1,292

к^=у;=з.585; у;=к;=3,614

К2з = Ув, = 1,364; К -1,277

К такому же виду был преобразован фильтр с шириной полосы пропускания, соответствую шей перекрытию 2:1 (см. рис. 10.03.1 выражение 10.03.9), и рассчитана его характеристика. При этом - ео -

(10.04.4)

использовалось отношение й) /ш[1=0,5. Характеристика в полосе пропускания во многом оказалась схожей с характеристикой на рис. 10.03.3 (см. увеличенный масштаб сверху), в то время как полосы запирания состояли из очень острых пиков затухания (в частности, вблизи частоты ш/шо=0,5) примерно так же, как на рис, 10.04.2, с той разницей, что лолосы запирания были гораздо уже.

Фильтры тта, показанного на рис. 10.04.1, представляют наибольший практический интерес в тех случаях, когда около частот м = 0 и (0=2 Шо допустимы полосы пропускания и когда полоса частот, в которой сигналы должны отражаться, относительно узка. Прн соответствующем выборе частоты ш„ можно добиться такого положения точки бесконечного затухания, что нежелательные сигналы будут отражаться с наибольшей эффективностью. Хотя использование для всех шлейфов одной н той же частоты м™ вероятно дало бы наилучшую характеристику в полосе пропускания, все же допустимо небольшое различие значения этой частоты для разных шлейфов с целью расширения области больших затуханий.

Фильтры типа, представленного на рис. ЬО.04.1, лучше подходят для более узких (по сравнению с фильтром на рис. I0.03.il) полос пропускания из-за большей крутизны характеристики ре-

Рис. 10.04.3. Возможный вариант печатной попосковой коиструкции фильтра, гриведеиного на рпс. 10 04.1

активной проводнмостн полуволновых шлейфов при заданной волновой проводимости. Так, например, волновая проводимость параллельных шлейфов фильтра на рис. 10.04.1 составляет 0,471 От волновой проводимости параллельных шлейфов аналогичного фильтра на рис. 10.03.1, на основе которого был рассчитан первый фильтр. Следовательно, можно добиться более узких - 81 -

полос пропускания, не уиелячнаая чрезмерно волловыл проводн-мостен параллельных шлейфов.

До снх тор ие удалось Получить точного частотного преобразования прототипа нижних частот к полосиопропускающему фильтру для типа фильтров, представленных на рнс. I0.04.I.

Однако, поскольку онн ие содержат никаких короткозамьскаю-щих элементов, их легко изготовлять в полосковом печатном варианте, как показано на рис. 10.04.3.

10.05. Фильтры с параллельными и последовательными шлейфами

В схеме фильтра, приведеииой на рис. 10.05.1, используются короткозамкнутые шлейфы длиной Хо/4, размещенные на расстоянии ?л/4 друг от друга, что придает ей сходство ео схемой на

Рис. 10.05.1. Полоснопропускающий фильтр с четвертьволновыми параллельными шлейфами, четвертьволновыми соединительными линиями н по луволкОЕЫМи последовательными шлейфами на концах. Опорной длиной волны служит длина волны на средней частоте (i)d

рнс. 10.03.1. Однако у рассматриваемого фильтра ,на каждом конце последовательно васлючены -полуволиовые короткозамкнутые шлейфы. Онн дают бесконечное затухание на частотах и вблизи патосы пропускания) так же, как у фнльтра, приведенного на рис. 10.04.2. Следует заметить, что в данном случае эагухалне остается большим на частотах =0 и б>=2мо (как исключение, возможны узкие паразитные полосы пропускаиня иа частоте 2мо, появляющиеся вследствие каких-либо расстроек).

В описываемом случае достаточно точным будет следующее

) Разумеется, нз-за потерь рассеяния затухание иа этих частотах всегда будет конечным, но величина La оказывается очень большой на резонансные частотах полуволновых шлейфов.

частотное преобразование от прототипа внжвих частот к полоснп пропускающему фильтру (см. §ilOOl): полосно-

(10.05.1)

(10.05.2)

ш1/и|)=-ш/2, а Шо, - частота в полосе запирання, на которой требуется получить бесконечное затухание.

Выбрав прототип нижних частот, определив значення элементов go, gb g2, ..., gn+ь частоту среза mi Я задавшись величинами Кл, W (илн и ььь/мо, можно щыполиить расчет по нижесле-

дующим формулам.

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ФИЛЬТРОВ ИША, ИЗОВРАЖВШЮГО НА НИС. 10.№.1

Для выбора прототипа нижних частот с требуемым числом реактивных элементов п используем преобраэоваиия (10.05.1) н (10.06.2). Вычисляем;

тi- = f (-f)- = 2d&, (10.053)

где rfl - безразмерная постоянная ((обычно 0,5 илн несколько больше), которую можно выбрать так, чтобы получить желаемый уровень сопротивлений внутри фнльтра;

Ib. = VSn It, -HI

eoVstgk+i

a=ctg e .

(10.05.4) (10.05.5)

(10.05.6) (1005.7)

IO05°2° ~ бесконечного затухания, как указано на рнс.

Применительно к схеме, представленной на рис. 1O05..I, имеем-- 83 -

Для шлейфов

r-io + ite. . = Zi, (10.05.8)

K, = j:diZtge,+y,(jV,-); (10.05.9)

n.= . = K,(yV, , , +Л/. , - Ai-) ; (10.05.10)

g.S +l 1-2, --I К

. [n(t e,) -l]m;g g +,

- =-к7&+1)1ве;

Для соединительных линий

п-1 .

л

(10.05.11) (10.05.12)

(10.05.13)

nt не 0.В 1,0 (2 bt (О te

Рис 10 06.2. Вычисленная характеристика фильтра, приведенного на-рис. I0.05.I, с полосой пропускания, приблизительно соответствующей перекрытию 2.il. СплошноП линией показана характеристика фильтра, незачериеииыми круж-кГн^-гочкн полученные преобразованнем характеристики прототипа при использовании ф-лы (10.05.1)

Как и при расчетах по ф-лам (10.03.1) -(il0.O3.8), для получения некоторой свободы в выборе уровня сопротивлений по внутренней части фильтра можно использовать безразмерный параметр d. Напоминаем, что выбор величины d несколько сказывается на допущениях, положенных в основу .расчетной методи-

Цштфиште вщти ~ т ищютшо замшашя

Рнс. 110.05.3. Возможный способ изготовления широкополосных фильтров типа, приведенного иа рис. 10.05.1. в виде разъемной коаксиальной коис-грукцин

ки, однако значения й, взятые в пределах 0<d 1, оказываются вполне приемлемыми (пока что в расчетах использовалось только значение d=0,5).

Ниже приведены ,результаты проверочного расчета, выполненного с использованием чебышевского прототипа с величиной пульсаций 0,1 дб и числом реактивных элементов п = 8 прн ш,/<оп-= 0,650. ш<./<о„=0,500, Ул=1 Hd=0,5:

Zi = Zs = 0,606: г; = 2;= 0,606; У, = К, = 1,779; Угз = У„ = 0,823;

Уз =Ув = 1,235 Уз4 = Пе = 0,779 У4- Уь= 1.258 У48 = 0,770