Распределенные резонаторы из соразмерных отрезков линий передачи

Авторы

  • Александр Витальевич Захаров Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского" http://orcid.org/0000-0002-1222-1623
  • Сергей Николаевич Литвинцев Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского" http://orcid.org/0000-0002-6171-0036
  • Сергей Александрович Розенко Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского" http://orcid.org/0000-0002-3525-7127

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347021030018

Ключевые слова:

резонатор, ступенчато-импедансный резонатор, критические частоты, параметрический синтез, структурно-параметрический синтез

Аннотация

В статье рассмотрены методы параметрического и структурно-параметрического синтеза резонаторов, которые содержат множество отрезков линий передачи одинаковой длины. Эти методы позволяют оптимизировать резонаторы различной конфигурации и с различными характеристическими сопротивлениями составных отрезков линии Z0i. Под оптимальными понимаются такие резонаторы, которые при заданном соотношении между критическими частотами (полюса и нули входного сопротивления) имеют минимальное отношение m = Z0max/Z0min. Параметрический синтез относится к ступенчато-импедансным резонаторам SIR (stepped impedance resonator), составные отрезки которых ориентированы вдоль одной прямой. Структурно-параметрический синтез относится к резонаторам более общего вида, которые содержат разомкнутые и короткозамкнутые шлейфы. Параметрический синтез позволил оптимизировать набор SIR, обладающих полезным для практики соотношением между некоторыми критическими частотами. С помощью структурно-параметрического синтеза синтезированы резонаторы более сложной конфигурации, которые значительно превосходят SIR. Это обусловлено тем, что при структурно-параметрическом синтезе возможности выбора наилучшего решения значительно обширнее. Авторами предложен микрополосковый полосно-пропускающий фильтр с синтезированными резонаторами, которые при m = 2,2 обеспечили отношение первых двух резонансных частот 6,84 и широкую полосу заграждения.

Биография автора

Сергей Николаевич Литвинцев, Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского"

Ответственный секретарь

Библиографические ссылки

D. Psychogiou, R. Gomez-Garcia, D. Peroulis, “RF wide-band bandpass filter with dynamic in-band multi-interference suppression capability,” IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs, vol. 65, no. 7, pp. 898–902, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/TCSII.2017.2726145.

W. Feng, X. Gao, W. Che, W. Yang, Q. Xue, “High selectivity wideband balanced filters with multiple transmission zeros,” IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs, vol. 64, no. 10, pp. 1182–1186, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/TCSII.2015.2482398.

R. Gomez-Garcia, R. Loeches-Sanchez, D. Psychogiou, D. Peroulis, “Multi-stub-loaded differential-mode planar multiband bandpass filters,” IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs, vol. 65, no. 3, pp. 271–275, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/TCSII.2017.2688336.

L. Balewski et al., “Step on it bringing fullwave finite-element microwave filter design up to speed,” IEEE Microw. Mag., vol. 21, no. 3, pp. 34–49, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/MMM.2019.2958165.

S. Tamiazzo, G. Macchiarella, “Synthesis of cross-coupled filters with frequency-dependent couplings,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 65, no. 3, pp. 775–782, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2016.2633258.

P. Zhao, K. Wu, “Cascading fundamental building blocks with frequency-dependent couplings in microwave filters,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 67, no. 4, pp. 1432–1440, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2019.2895532.

A. Zakharov, S. Rozenko, L. Pinchuk, S. Litvintsev, “Microstrip quazi-elliptic bandpass filter with two pairs of antiparallel mixed-coupled SIRs,” IEEE Microw. Wirel. Components Lett., vol. 31, no. 5, pp. 433–436, 2021, doi: https://doi.org/10.1109/LMWC.2021.3065394.

S. Marin, J. D. Martinez, C. I. Valero, V. E. Boria, “Microstrip filters with enhanced stopband based on lumped bisected pi-sections with parasitics,” IEEE Microw. Wirel. Components Lett., vol. 27, no. 1, pp. 19–21, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/LMWC.2016.2630841.

S. Chen, L.-F. Shi, G.-X. Liu, J.-H. Xun, “An alternate circuit for narrow-bandpass elliptic microstrip filter design,” IEEE Microw. Wirel. Components Lett., vol. 27, no. 7, pp. 624–626, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/LMWC.2017.2711528.

А. В. Захаров, М. Е. Ильченко, “Новый подход к построению фильтров, перестраиваемых варикапами,” Радиотехника и электроника, vol. 55, no. 12, pp. 1523–1531, 2010, uri: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=15524126.

W.-J. Zhou, J.-X. Chen, “High-selectivity tunable balanced bandpass filter with constant absolute bandwidth,” IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs, vol. 64, no. 8, pp. 917–921, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/TCSII.2016.2621120.

L. Gao, T.-W. Lin, G. M. Rebeiz, “Design of tunable multi-pole multi-zero bandpass filters and diplexer with high selectivity and isolation,” IEEE Trans. Circuits Syst. I Regul. Pap., vol. 66, no. 10, pp. 3831–3842, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/TCSI.2019.2914170.

D. Lu, X. Tang, N. S. Barker, M. Li, T. Yan, “Synthesis-applied highly selective tunable dual-mode BPF with element-variable coupling matrix,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 66, no. 4, pp. 1804–1816, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2017.2783376.

A. Zakharov, S. Rozenko, S. Litvintsev, M. Ilchenko, “Hairpin resonators in varactor-tuned microstrip bandpass filters,” IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs, vol. 67, no. 10, pp. 1874–1878, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/TCSII.2019.2953247.

A. Zakharov, S. Litvintsev, M. Ilchenko, “Transmission line tunable resonators with intersecting resonance regions,” IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs, vol. 67, no. 4, pp. 660–664, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/TCSII.2019.2922429.

M.-S. Chung, I.-S. Kim, S.-W. Yun, “Varactor-tuned hairpin bandpass filter with an attenuation pole,” in 2005 Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings, 2005, vol. 4, pp. 1–4, doi: https://doi.org/10.1109/APMC.2005.1606748.

G. Megla, Dezimeterwellentechnik: Theorie Und Technik Der Dezimeterschaltungen, 4th ed. Leipzig: Fachbuchverlag, 1955.

M. Makimoto, S. Yamashita, “Compact bandpass filters using stepped impedance resonators,” Proc. IEEE, vol. 67, no. 1, pp. 16–19, 1979, doi: https://doi.org/10.1109/PROC.1979.11196.

M. Makimoto, S. Yamashita, “Bandpass filters using parallel coupled stripline stepped impedance resonators,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 28, no. 12, pp. 1413–1417, 1980, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.1980.1130258.

L. Zhu, S. Sun, W. Menzel, “Ultra-wideband (UWB) bandpass filters using multiple-mode resonator,” IEEE Microw. Wirel. Components Lett., vol. 15, no. 11, pp. 796–798, 2005, doi: https://doi.org/10.1109/LMWC.2005.859011.

J. X. Chen, Y. Ma, J. Cai, L. H. Zhou, Z. H. Bao, W. Che, “Novel frequency-agile bandpass filter with wide tuning range and spurious suppression,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 62, no. 10, pp. 6428–6435, 2015, doi: https://doi.org/10.1109/TIE.2015.2427122.

W. Qin, J. Cai, Y.-L. Li, J.-X. Chen, “Wideband tunable bandpass filter using optimized varactor-loaded SIRs,” IEEE Microw. Wirel. Components Lett., vol. 27, no. 9, pp. 812–814, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/LMWC.2017.2734848.

А. В. Захаров, М. Е. Ильченко, Л. С. Пинчук, “Коэффициенты связи между ступенчато-импедансными резонаторами в полосковых полосно-пропускающих фильтрах решетчатого типа,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 57, no. 5, pp. 35–44, 2014, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347014050045.

А. В. Захаров, М. Е. Ильченко, В. Я. Карнаух, Л. С. Пинчук, “Полосковые полосно-пропускающие фильтры со ступенчатыми резонаторами,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 54, no. 3, pp. 56–63, 2011, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347011030071.

A. Zakharov, S. Litvintsev, M. Ilchenko, “Trisection bandpass filters with all mixed couplings,” IEEE Microw. Wirel. Components Lett., vol. 29, no. 9, pp. 592–594, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/LMWC.2019.2929650.

P. I. Richards, “Resistor-transmission-line circuits,” Proc. IRE, vol. 36, no. 2, pp. 217–220, 1948, doi: https://doi.org/10.1109/JRPROC.1948.233274.

H. J. Riblet, “General synthesis of quarter-wave impedance transformers,” IRE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 5, no. 1, pp. 36–43, 1957, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.1957.1125088.

A. Matsumoto, Ed., Microwave Filters and Circuits, 1st ed. Academic Press, 1970, uri: https://www.elsevier.com/books/microwave-filters-and-circuits/matsumoto/978-0-12-027961-6.

G. C. Temes, S. K. Mitra, Eds., Modern Filter Theory and Design. New York: Wiley, 1973.

G. A. Korn, T. M. Korn, Mathematical Handbook for Scientists and Engineers: Definitions, Theorems, and Formulas for Reference and Review. New York, NY: McGraw-Hill, 1961.

J.-S. Hong, Microstrip Filters for RF/Microwave Applications, 2nd ed. New Jersey: Wiley, 2011, doi: https://doi.org/10.1002/9780470937297.

W. Cauer, W. Klein, F. M. Pelz, K. Cauer, G. E. Knausenberger, Synthesis of Linear Communications Networks. New York, NY: McGraw-Hill, 1958.

H. Ozaki, J. Ishii, “Synthesis of a class of strip-line filters,” IRE Trans. Circuit Theory, vol. 5, no. 2, pp. 104–109, 1958, doi: https://doi.org/10.1109/TCT.1958.1086441.

J. T. Kuo, E. Shih, “Microstrip stepped impedance resonator bandpass filter with an extended optimal rejection bandwidth,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 51, no. 5, pp. 1554–1559, 2003, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2003.810138.

А. В. Захаров, М. Е. Ильченко, “Тонкие полосно-пропускающие фильтры, содержащие отрезки симметричных полосковых линий передачи,” Радиотехника и электроника, vol. 58, no. 7, pp. 716–725, 2013, doi: https://doi.org/10.7868/S0033849413060156.

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

Топология синтезированного резонатора с четырьмя сегментами

Опубликован

2021-03-30 — Обновлена 2021-03-30

Как цитировать

Захаров, А. В., Литвинцев, С. Н., & Розенко, С. А. (2021). Распределенные резонаторы из соразмерных отрезков линий передачи. Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 64(3), 127–145. https://doi.org/10.20535/S0021347021030018

Выпуск

Раздел

Оригинальные статьи