Комбінована перестройка частоти резонаторів з вiдрiзкiв лінії передачі

Автор(и)

  • Сергій Миколайович Літвінцев Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0000-0002-6171-0036
  • Олександр Віталійович Захаров Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0000-0002-1222-1623

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347023030019

Ключові слова:

критична частота, вхідна провiднiсть, обмеження дiапазонностi, настроюваний резонатор, діапазон перестройки

Анотація

Встановлено обмеження діапазонностi розподілених резонаторів зі змінними зосередженими ємностями Ci та індуктивностями Lj. Вони значно перевищують аналогічні обмеження розподілених резонаторів з одним типом змінних елементів Ci або Lj. Це свідчить про перспективність використання резонаторів з комбінованою перестройкою частоти. Комбінована перестройка частоти забезпечується плавною зміною Ci та ступінчастою зміною Lj шляхом перемикання. Доведено, що використання ступінчасто-імпедансних резонаторів (СІР) з комбінованим налаштуванням частоти дозволяє ще більше збільшити діапазон налаштування. В СІР спостерігається ефект перетину сусідніх резонансних областей. Представлено експериментальні дані для мікросмужкового смуго-пропускного фільтра другого порядку з комбінованою перестройкою частоти.

Посилання

  1. S. Lee, J. Lee, J. Lee, “Synthesis of N-Foster-section filter with maximum 2N prescribed transmission zeros by heuristic-aided graph search,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 71, no. 9, pp. 3979–3990, 2023, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2023.3253569.
  2. P. Chu et al., “Substrate integrated waveguide filter with flexible mixed coupling,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 71, no. 9, pp. 4003–4011, 2023, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2023.3251567.
  3. A. Zakharov, S. Litvintsev, “Planar bandpass filters based on resonators generating transmission zeros,” IEEE Circuits Syst. Mag., vol. 25, no. 2, pp. 57–73, 2025, doi: https://doi.org/10.1109/MCAS.2025.3543781.
  4. A. V. Zakharov, S. Litvintsev, “Coupling matrix modification for bandpass filters with through-type resonators and simple couplings,” IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs, vol. 71, no. 4, pp. 1864–1868, 2024, doi: https://doi.org/10.1109/TCSII.2023.3337439.
  5. A. Zakharov, S. Litvintsev, “Expanding functionality of dual-mode resonators and filters using nonuniform transmission line structural elements,” IEEE Trans. Circuits Syst. I Regul. Pap., vol. 69, no. 8, pp. 3124–3135, 2022, doi: https://doi.org/10.1109/TCSI.2022.3169472.
  6. D. Morgan, Surface Acoustic Wave Filters: With Applications to Electronic Communications and Signal Processing. Academic Press, 2010.
  7. L. K. Yeung, K.-L. Wu, Y. E. Wang, “Low-temperature cofired ceramic LC filters for RF applications [Applications Notes],” IEEE Microw. Mag., vol. 9, no. 5, pp. 118–128, 2008, doi: https://doi.org/10.1109/MMM.2008.927634.
  8. T. Ishizaki, M. Fujita, H. Kagata, T. Uwano, H. Miyake, “A very small dielectric planar filter for portable telephones,” in 1993 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, 1993, pp. 177–180, doi: https://doi.org/10.1109/MWSYM.1993.276916.
  9. 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.
  10. A. Zakharov, M. Ilchenko, “Coupling coefficients between resonators in stripline combline and pseudocombline bandpass filters,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 68, no. 7, pp. 2679–2690, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2020.2988866.
  11. A. Fukasawa, “Analysis and composition of a new microwave filter configuration with inhomogeneous dielectric medium,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 30, no. 9, pp. 1367–1375, 1982, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.1982.1131262.
  12. M. Makimoto, S. Yamashita, Microwave Resonators and Filters for Wireless Communication, vol. 4. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2001, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-662-04325-7.
  13. A. V. Zakharov, S. A. Rozenko, “Duplexer designed on the basis of microstrip filters using high dielectric constant substrates,” J. Commun. Technol. Electron., vol. 57, no. 6, pp. 649–655, 2012, doi: https://doi.org/10.1134/S1064226912030187.
  14. A. Zakharov, M. Ilchenko, “Trisection microstrip delay line filter with mixed cross-coupling,” IEEE Microw. Wirel. Components Lett., vol. 27, no. 12, pp. 1083–1085, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/LMWC.2017.2759724.
  15. A. Zakharov, S. Rozenko, S. Litvintsev, “Combline filters with increased stopband and one-sided selectivity,” IEEE Microw. Wirel. Technol. Lett., vol. 33, no. 4, pp. 407–410, 2023, doi: https://doi.org/10.1109/LMWT.2022.3221269.
  16. M. Fan, K. Song, Y. Fan, “Reconfigurable bandpass filter with wide-range bandwidth and frequency control,” IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs, vol. 68, no. 6, pp. 1758–1762, 2021, doi: https://doi.org/10.1109/TCSII.2020.3040190.
  17. T. Lim, A. Anand, J. Chen, X. Liu, Y. Lee, “Design method for tunable planar bandpass filters with single-bias control and wide tunable frequency range,” IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs, vol. 68, no. 1, pp. 221–225, 2021, doi: https://doi.org/10.1109/TCSII.2020.3004614.
  18. A. Zakharov, M. Ilchenko, “Circuit function characterizing tunability of resonators,” IEEE Trans. Circuits Syst. I Regul. Pap., vol. 67, no. 1, pp. 98–107, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/TCSI.2019.2940066.
  19. W. Feng, Y. Zhang, W. Che, “Tunable dual-band filter and diplexer based on folded open loop ring resonators,” IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs, vol. 64, no. 9, pp. 1047–1051, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/TCSII.2016.2634555.
  20. J. Sigman, C. D. Nordquist, P. G. Clem, G. M. Kraus, P. S. Finnegan, “Voltage-controlled Ku-band and X-band tunable combline filters using barium-strontium-titanate,” IEEE Microw. Wirel. Components Lett., vol. 18, no. 9, pp. 593–595, 2008, doi: https://doi.org/10.1109/LMWC.2008.2002453.
  21. K. Y. Chan, S. Fouladi, R. Ramer, R. R. Mansour, “RF MEMS switchable interdigital bandpass filter,” IEEE Microw. Wirel. Components Lett., vol. 22, no. 1, pp. 44–46, 2012, doi: https://doi.org/10.1109/LMWC.2011.2176926.
  22. J. F. White, Microwave Semiconductor Engineering. Dordrecht: Springer Netherlands, 1982, doi: https://doi.org/10.1007/978-94-011-7065-9.
  23. M. Makimoto, M. Sagawa, “Varactor tuned bandpass filters using microstrip-line ring resonators,” in MTT-S International Microwave Symposium Digest, 1986, vol. 86, pp. 411–414, doi: https://doi.org/10.1109/MWSYM.1986.1132206.
  24. X.-G. Wang, Y.-H. Cho, S.-W. Yun, “A tunable combline bandpass filter loaded with series resonator,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 60, no. 6, pp. 1569–1576, 2012, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2012.2189123.
  25. A. Zakharov, M. Ilchenko, “Unloaded quality factor of transmission line resonators with capacitors,” IEEE Trans. Circuits Syst. I Regul. Pap., vol. 67, no. 7, pp. 2204–2215, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/TCSI.2020.2971112.
  26. P. Wong, I. Hunter, “Electronically tunable filters,” IEEE Microw. Mag., vol. 10, no. 6, pp. 46–54, 2009, doi: https://doi.org/10.1109/MMM.2009.933593.
  27. 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.
  28. J.-S. Hong, Microstrip Filters for RF/Microwave Applications, 2nd ed. New Jersey: Wiley, 2011, doi: https://doi.org/10.1002/9780470937297.
  29. 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.
  30. J.-X. Chen, Y.-J. Zhang, J. Cai, Y.-L. Li, Y.-J. Yang, “Overall study of frequency-agile mechanism of varactor-loaded λ/4 resonator for designing tunable filter with stable wide stopband,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 66, no. 8, pp. 6302–6310, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/TIE.2018.2873120.
  31. G. L. Matthaei, L. Young, E. M. T. Jones, Microwave Filters, Impedance-Matching Networks, and Coupling Structures. New York: Artech House Books, 1980.
  32. Г. Корн, Т. Корн, Справочник По Математике Для Научных Работников и Инженеров. Москва: Наука, 1984.
  33. K. Géher, Theory of Network Tolerances. Budapest: Akadémiai Kiadó, 1971, uri: http://real-eod.mtak.hu/id/eprint/12705.
  34. H. W. Bode, Network Analysis and Feedback Amplifier Design. New Jersey: D. Van Nostrand Company, Inc, 1945.
  35. A. V. Zakharov, M. E. Il’chenko, “A new approach to designing varicap-tuned filters,” J. Commun. Technol. Electron., vol. 55, no. 12, pp. 1424–1431, 2010, doi: https://doi.org/10.1134/S1064226910120156.
  36. 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.
Виготовлений мікросмужковий настроюваний СПФ

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-10-26

Як цитувати

Літвінцев, С. М., & Захаров, О. В. (2024). Комбінована перестройка частоти резонаторів з вiдрiзкiв лінії передачі. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 67(10), 605–616. https://doi.org/10.20535/S0021347023030019

Номер

Том 67 № 10 (2024)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

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.