Особенности взаимодействия ступенчато-импедансных полосковых резонаторов в гребенчатых фильтрах

Автор(и)

  • Александр Витальевич Захаров Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Ukraine https://orcid.org/0000-0002-1222-1623
  • Михаил Ефимович Ильченко Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Ukraine https://orcid.org/0000-0002-5518-5992
  • Людмила Световна Пинчук Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Ukraine https://orcid.org/0000-0002-1893-3365

DOI:

https://doi.org/10.20535/S002134701801003X

Ключові слова:

гребенчатый фильтр, смешанный коэффициент связи, нуль передачи, частотная характеристика, полосковая конструкция, ступенчато-импедансный резонатор

Анотація

Исследованы смешанные коэффициенты связи между близко расположенными ступенчато-импедансными резонаторами в гребенчатых фильтрах полосковой конструкции. Смешанным коэффициентам связи ki соответствуют нули передачи на частотах fzi, которые можно перемещать относительно центральной частоты полосы пропускания фильтра f0 путем изменения формы резонаторов. Доказано, что уменьшение зазора между резонаторами позволяет расположить частоты fz и f0 ближе друг к другу. Существующие ограничения минимальной величины зазора между резонаторами ограничивают степень сближения fz и f0. У N-резонаторных полосковых гребенчатых фильтров со смешанными связями может быть N – 1 нулей передачи. Отсутствие перекрестных связей в фильтрах полосковой конструкции упрощает их построение. Установлено влияние толщины центральных проводников полосковых резонаторов на положительные и отрицательные смешанные коэффициенты связи. Приведены данные измерения миниатюрного трехрезонаторного гребенчатого фильтра полосковой конструкции, который имеет повышенную избирательность за счет двух нулей передачи. Центральная частота фильтра f0 = 1850 МГц, ширина полосы пропускания BW = 100 МГц, фильтр размерами 5,8х4,2х2 мм реализован соединением двух керамических подложек с er = 92, на которые нанесены металлизированные рисунки.

Посилання

Matthaei, G. L.; Young, L.; Jones, E. M. T. Microwave Filters, Impedance-Matching Networks, and Coupling Structures. Artech House, 1980.

Hong, J.-S. Microstrip Filters for RF/Microwave Application, 2nd ed. John Wilеy & Sons, Inc., 2011.

Захаров, А. В.; Ильченко, М. Е.; Карнаух, В. Я.; Пинчук, Л. С. Перестраиваемые микрополосковые резонаторы с сегнетоэлектрическими конденсаторами. Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 53, № 8, С. 30–35, 2010. DOI: http://dx.doi.org/10.20535/S0021347010080042.

Захаров, А. В.; Ильченко, М. Е.; Карнаух, В. Я.; Пинчук, Л. С. Добротность сегнетоэлектрических конденсаторов, используемых в перестраиваемых фильтрах сверхвысоких частот. Радиотехника и электроника, Т. 56, № 8, С. 1017–1022, 2011. URI: https://elibrary.ru/item.asp?id=16552921.

Makimoto, M.; Yamashita, S. Microwave Resonators and Filters for Wireless Communication. Springer Science & Business Media, 2001.

Yeung, L. K.; Wu, K.-L.; Wang, Y. E. Low-temperature cofired ceramic LC filters for RF applications. IEEE Microwave Mag., Vol. 9, No. 5, Р. 118–128, Oct. 2008. DOI: https://doi.org/10.1109/MMM.2008.927634.

Zhu, F.; Hong, W.; Chen, J.-X.; Wu, K. Quarter-wavelength stepped-impedance resonator filter with mixed electric and magnetic coupling. IEEE Microwave Wireless Components Lett., Vol. 24, No. 2, P. 90–92, Feb. 2014. DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2013.2290225.

Захаров, А. В.; Ильченко, М. Е.; Корпач, В. Н. Особенности коэффициентов связи планарных ступенчато-импедансных резонаторов на высших резонансных частотах и их использование для подавления паразитных полос пропускания. Радиотехника и электроника, Т. 59, № 6, С. 602–608, 2014. DOI: https://doi.org/10.7868/S0033849414060229.

Cameron, R. J. General coupling matrix synthesis methods for Chebyshev filtering functions. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 47, No. 4, P. 433–442, Apr. 1999. DOI: https://doi.org/10.1109/22.754877.

Thomas, J. B. Cross-coupling in coaxial cavity filters – a tutorial overview. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 51, No. 4, P. 1368–1376, Apr. 2003. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2003.809180.

Zhang, S.; Zhu, L.; Li, R. Compact quadruplet bandpass filter based on alternative J/K inverters and l/4 resonators. IEEE Microwave Wireless Compon. Lett., Vol. 22, No. 5, P. 224–226, May 2012. DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2012.2193124.

Wang, H.; Chu, Q.-X. An inline coaxial quasi-elliptic filter with controllable mixed electric and magnetic coupling. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 57, No. 3, P. 667–673, Mar 2009. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2009.2013290.

Tang, C.-W.; You, S.-F. Design metodologies of LTCC bandpass filters, diplexer, and triplexer with transmission zeros. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 54, No. 2, P. 717–723, Feb. 2006. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2005.862638.

Ma, K.; Ma, J.-G.; Yeo, K. S.; Do, M. A. A compact size coupling controllable filter with separate electric and magnetic coupling paths. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 54, No. 3, P. 1113–1119, Mar. 2006. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2005.864118.

Chu, Q.-X.; Wang, H. A compact open-loop filter with mixed electric and magnetic coupling. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 56, No. 2, P. 431–439, Feb. 2008. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2007.914642.

Zhang, S.; Zhu, L.; Weerasekera, R. Synthesis of inline mixed coupled quasi-elliptic bandpass filters based on l/4 resonators. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 63, No. 10, P. 3487–3493, Oct. 2015. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2015.2467380.

Захаров, А. В. Полосковые гребенчатые фильтры на керамических материалах с высокой диэлектрической проницаемостью. Радиотехника и электроника, T. 58, № 3, С. 300–308, 2013. DOI: https://doi.org/10.7868/S0033849413030145.

Захаров, А. В.; Ильченко, М. Е.; Пинчук, Л. С. Зависимость коэффициента связи между четвертьволновыми резонаторами от параметров гребенчатых полосковых фильтров. Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 58, № 6, С. 52–60, 2015. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347015060060.

Захаров, А. В.; Ильченко, М. Е. Полосно-пропускающие фильтры решетчатого типа на основе полуволновых резонаторов из отрезков симметричных полосковых линий передачи. Радиотехника и электроника, Т. 60, № 7, С. 759–765, 2015. DOI: https://doi.org/10.7868/S0033849415060182.

Захаров, А. В.; Ильченко, М. Е.; Пинчук, Л. С. Коэффициенты связи между ступенчато-импедансными резонаторами в полосковых полосно-пропускающих фильтрах решетчатого типа. Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 57, № 5, С. 35–43, 2014. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347014050045.

Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств. Под ред. В. И. Вольмана. М.: Радио и связь, 1982.

Справочник по элементам полосковой техники. Под ред. А. Л. Фельдштейна. М.: Связь, 1979.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-01-25

Як цитувати

Захаров, А. В., Ильченко, М. Е., & Пинчук, Л. С. (2018). Особенности взаимодействия ступенчато-импедансных полосковых резонаторов в гребенчатых фильтрах. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 61(1), 33–46. https://doi.org/10.20535/S002134701801003X

Номер

Том 61 № 1 (2018): Юбилейный выпуск 60 лет журналу

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.