Смугові фільтри НВЧ

Найпростіший СПФ – це резонансна діафрагма, тобто індуктивна і ємкісна діафрагми, поміщені в один перетин хвилеводу. Еквівалентна схема – паралельний коливальний контур, включений в лінію паралельно.

Резонансні діафрагми можуть бути різні (рис. 1.74). При резонансі () , провідність контуру дуже риса і він не шунтує хвилевід. При частина ЕМЕ відбивається. У діафрагм із прямокутним вікном (рис. 1.74) резонанс настає при рівності хвильових опорів по напрузі прямокутного хвилеводу і вікна діафрагми, тобто при:

.Достоїнством СПФ на резонансній діафрагмі є простота конструкції, а недоліками - малі електрична міцність, вибірковість і добротність. Для підвищення вибірковості застосовують дві резонансні діафрагми, включені в хвилеводі на відстані одна від одної (рис.1.75).

Резонансну систему можна отримати не тільки включенням ємнісної й індуктивної діафрагм в один розріз хвилеводу, але і включенням двох або більш тільки ємнісних або індуктивних діафрагм включених у різні розрізи хвилеводу.

Частіше використовують індуктивні діафрагми (рис.1.70.б), оскільки вони не зменшують електричної міцності тракту.

Розглянемо принцип роботи такого фільтра. У вихідному стані в

лінії передачі режим хвиль, що біжать, і в кожнім розрізі на провідність лінії дорівнює хвильовий (рис.1.76.б). Помістимо в деякий розріз лінії 1 індуктивну діафрагму з на резонансній частоті (рис.1.76.в,г). Тоді на ділянці від генератора до перетину 1 установиться режим змішаних хвиль, а в перетині на провідність буде дорівнювати(рис.1.76. д,е).

, де .

Можна знайти найближчий розріз 2 убік генератори, у якому: , тобто, мнима складова вхідної провідності дорівнює по величині і протилежна за знаком мнимої складової . Якщо тепер у розрізі 2 помістити індуктивну діафрагму ідентичну першій, то в цьому перетині відбудеться компенсація реактивностей , тобто на ЕМХ проходить без відображень (рис.1.76.з),а при частина ЕМЕ буде відбиватися до генератора і чим більше відхилення частоти, тим більше відображення.

Навантажена добротність такого фільтра визначається співвідношенням:

; де - нормована реактивна провідність.

При >>1 і .

Довжини камер таких прохідних резонаторів визначаються співвідношеннями:

; .

Ці довжини більш просто визначити за допомогою кругової діаграми (рис.1.77).

Такі фільтри мають малу добротність ( <10). Для її підвищення застосовують індуктивні штирі (рис.1.70. а).

Багатокамерні смугові фільтри застосовують для збільшення вибірковості. Кількість камер , величину зв'язку між ними і добротність камер вибирають такими, щоб одержати необхідні АЧХ і ФЧХ.

Найбільше часто застосовуються багатокамерні фільтри з максимально плоскою АЧХ (рис.1.69, лінія 3): і з равнопульсуючою АЧХ (рис.1.69, лінія 2).

Конструкції багатокамерних фільтрів з чвертьхвильовими зв'язками на коаксіальних і смугових лініях приведені відповідно на рис. 1.78.а і 1.78.б.

У цих фільтрах рівнобіжні контури еквівалентної схеми смугового фільтра реалізуються за допомогою паралельно підключених до основної коаксіальної або смугової лінії короткозамкнених чвертьхвильових резонаторів.

Більш компактними багатокамерними фільтрами є фільтри на зв'язаних лініях передачі з хвилею Т. На рис.1.79 зображена конфігурація смужок однієї ланки такого фільтра на зв'язаних рівнобіжних смугових лініях, а на рис.1.79.б,в та 1.86.г -конфігурація смужок усього смугового фільтра.

У кожній ланці такого фільтра на інтервалі

здійснюється розподілений електромагнітний зв'язок між ділянками сусідніх короткозамкнених відрізків ліній. На еквівалентній схемі (рис.1.79.а) рівнобіжні контури відображають короткозамкнені відрізки смугових ліній, у які перетворюється система зв'язаних ліній при їхньому взаємному видаленні, а з'єднуючий контури відрізок довгої лінії відображає розподілений зв'язок між смужками.

На рис. 1.80 зображена топологія мікросмужкового фільтра на чвертьхвильових зустрічних стрижнях, закорочених на одному кінці (див. також рис. 1.86.в)

Дата добавления: 2014-11-29