Россия
сотрудник с 01.01.2024 по настоящее время
Россия
УДК 621.3 Электротехника
При разработке радиоприемников в СВЧ диапазоне перед инженерами встаёт задача создания фильтрующих цепей с достаточно высокой избирательностью. Дискретные радиоэлементы не обладают достаточной добротностью для построения таких фильтров, поэтому для решения такой задачи используют объемные электромагнитные резонаторы, в частности вакуумные коаксиальные резонаторы. В данной работе проведен обзор существующих методик. Так же рассмотрены основные факторы, влияющие на поведение электромагнитного поля в фильтрах, построенных на основе коаксиальных объемных резонаторов, проведено моделирование подобного фильтра в S-диапазоне волн, указаны основные рекомендации и соотношения, применяемые при его проектировании. Как показывает практика, точная оценка параметров сложных СВЧ структур может быть произведена только методами численного моделирования на ЭВМ, однако подобные расчеты занимают много времени, если проводить их без всяких предварительных оценок, особенно если речь идёт о создании фильтра высокого порядка с числом звеньев 4 и выше. В то же время, методика расчета фильтров, изложенная в данной статье, позволяет найти оценочные параметры фильтра, дальнейшую оптимизацию которых целесообразно проводить с использованием численных методов. Описанный подход позволяет существенно сократить время разработки и быстро подобрать необходимые для хорошего электрического согласования геометрические параметры.
СВЧ, полосовые фильтры, объемный резонатор, коаксиальный резонатор, электродинамика
1. Самохин, С.А. Малогабаритный опорный СВЧ-генератор на коаксиальном резонаторе // Электронная техника. Серия 1: СВЧ-техника. – 2019. – № 2. – С. 58-66.
2. Светлаков, Ю.А. Математическое моделирование в проектировании и технологии фильтров СВЧ на коаксиальных керамических резонаторах / Ю.А. Светлаков // Антенны. – 2016. – № 1. – С. 8-17.
3. Design and Realization of Bent Y-Shaped Ceramic Dual-Mode Resonators and Filters / D. Miek [et al.] // 2022 24th International Microwave and Radar Conference (MIKON). – 2022. – Pp. 1-6. – DOI:https://doi.org/10.23919/MIKON54314.2022.9924827.
4. Елизаров, А.А. Электродинамический анализ коаксиального резонатора на основе коаксиальной ребристой линии / А.А. Елизаров // Телекоммуникации и транспорт. – 2012. – Т. 6, № 10. – С. 54-55.
5. Гольдштейн, Л. Д. Электромагнитные поля и волны / Л. Д. Гольдштейн. – М.: Советское радио, 1971. – 664 с.
6. Кузнецов, Ю. Связанные колебательные контуры / Ю. Кузнецов // ООП физического факультета МГУ, 2013. – 19 с.
7. Тюрнев, В.В. Теория цепей СВЧ / В.В. Тюрнев // ИПЦ КГТУ, 2003. – 194 с.
8. Орлов, С.И. Расчет и конструирование коаксиальных резонаторов / С.И. Орлов. – М.: Советское радио, 1970. – 130 с.
9. Маттей, Д.Л. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи / Д.Л. Маттей. – М.: Связь, 1971. – 222 с.
10. Corner rounding for increased quality factor of cavity resonators / M. Höft, T. Magath, O. Bartz, S. Burger // Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings. – 2005. – 10 с. – DOI:https://doi.org/10.1109/APMC.2005.1606272.
11. Höft, M. Q-factor improvement of combline resonators / M. Höft, S. Burger // Communications Laboratory of European Technology Center. – 2005. – 4 p. – DOI:https://doi.org/10.1109/EUMC.2005.1608949.
12. Egorov, V.N. New approach to calculating a double coaxial resonator with a shortening capacitance. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii / V.N. Egorov, T. Quang // Fizika. – 2021. – Pp. 164-169. – DOI:https://doi.org/10.17223/00213411/64/6/164.
13. Бушанский, С.К. Конечно-элементный анализ прямоугольных резонаторов с металлическими включениями / С.К. Бушанский, В.В. Комаров, А.О. Чуркин // САПР и моделирование в современной электронике: сб. науч. тр. 3-й Международной научно-практической. конференции. – Брянск, 2019. – С. 17-19.
14. Легкий, Т.Н. Оптимизация характеристик полосовых радиочастотных фильтров / Т.Н. Легкий, Х.З. Выонг // Научно-технический вестник Поволжья. – 2022. – № 12. – С. 246-249.
15. Смирнов, А.В. Многокритериальная оптимизация характеристик полосовых фильтров с применением эвристического алгоритма / А.В. Смирнов // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. – 2019. – Т. 7, № 1. – С. 115-126.
16. Комаров, В.В. Волноводные СВЧ-фильтры: технические решения, тенденции развития и методы расчета / В.В. Комаров, М.А. Лукьянов // Журнал радиоэлектроники. – 2021. – № 1. – С. 1-18.
17. Фильтрация помех при приеме радиоволн / С.Ф. Баландин, В.Ф. Мышкин, В.А. Хан, И.И. Павлов // Вестник связи. – 2020. – № 11. – С. 4-7.
18. Комаров, В.В. Добротность концентрических резонаторов / В.В. Комаров, С.К. Бушанский // Радиотехника. – 2019. – Т.83, № 7(10). – С. 32-37.
19. Комаров, В.В. Исследование полосовых фильтров К-диапазона на прямоугольных концентрических резонаторах / В.В. Комаров, С.К. Бушанский // Известия ВУЗов России. Радиоэлектроника. – 2020. – Т.23, № 1. – С. 63-69.
20. Dielectric TM Dual-Mode Filters with Y-shape / D. Miek, P. Boe, F. Kamrath, M. Höft. // International Microwave Filter Workshop. – 2021. – Pp. 69-72. – DOI:https://doi.org/10.1109/IMFW49589.2021.9642323.
21. Compact WR-3 Filter with Improved Rejection Properties by Double Source-Load Cross-Coupling / D. Miek [et al.] // 15th German Microwave Conference. – 2024. – Pp. 213-216. – DOI:https://doi.org/10.23919/GeMiC59120.2024.10485289.
22. Widaa, A. Reconfigurable TM-Mode Dielectric Bandpass Filter Using Liquid Metals / A. Widaa, F. Kamrath, M. Höft // IEEE International Microwave Filter Workshop 2024. – Pp. 173-175. – DOI:https://doi.org/10.1109/IMFW59690.2024.10477112.
23. Höft, M. Additive Manufactured Dual-Mode X-Shaped Filter Realized by High-Permittivity Ceramics / M. Höft, D. Miek // 15th German Microwave Conference. – 2024. – DOI:https://doi.org/10.23919/GeMiC59120.2024.10485331.
24. Tunable Coaxial Resonator Filter based on Posts with Rectangular Bars / F. Kamrath [et al.] // IEEE International Microwave Filter Workshop. – 2024. – Pp. 9-11. – DOI:https://doi.org/10.1109/IMFW59690.2024.10477162.
