Волноводно-планарный Е-плоскостной фильтр со сверхширокой полосой заграждения

Автор(и)

  • Михаил Юрьевич Омельяненко Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Україна https://orcid.org/0000-0002-6307-0220
  • Тарас Владимирович Романенко Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Україна https://orcid.org/0000-0001-5157-3739
  • Ольга Васильевна Туреева Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Україна https://orcid.org/0000-0001-9321-9770

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347020120031

Ключові слова:

полосно-пропускающие фильтры, миллиметровый диапазон, гибридно-интегральные схемы СВЧ, полоса заграждения, запредельный волновод

Анотація

В статье предложен, разработан и экспериментально исследован волноводно-планарный полосно-пропускающий фильтр 2-см диапазона длин волн (13,5–14,5 ГГц) со сверхширокой полосой заграждения, достигающей 6-ой гармоники центральной частоты полосы пропускания. Фильтр с указанной полосой пропускания реализован на основе антиподальной волноводно-щелевой линии (АВЩЛ) с крайне высоким перекрытием гребней, характеризующимся отношением размера перекрытия к высоте волновода равным 0,773. Это позволило значительно уменьшить сечение волноводной камеры фильтра. В качестве входного и выходного трансформаторов фильтра использованы расположенные на той же подложке компактные волноводно-планарные трансформаторы, исключающие влияние неточности установки фильтрующей структуры относительно стыков с подводящими волноводами. Показано, что, несмотря на малость продольных размеров резонаторов по сравнению с половиной длины волны в АВЩЛ, синтез фильтра с приемлемой для практики точностью может быть проведен по методике Кона, модифицированной с целью учета указанной особенности. Вместе с тем, снижение собственной добротности резонаторов фильтра, связанное с сильным перекрытием гребней АВЩЛ, приводит к необходимости некоторой коррекции размеров. Показано, что необходимая коррекция может быть выполнена в одном из распространенных пакетов программ электродинамического анализа на основании результатов измерения собственной добротности резонаторов фильтра.

Посилання

Д. Л. Маттей, Л. Янг, Е. М. Т. Джонс, Фильтры СВЧ, Согласующие Цепи и Цепи Связи. Москва: Связь, 1971.

G. F. Craven, C. K. Mok, “The design of evanescent mode waveguide bandpass filters for a prescribed insertion loss characteristic,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 19, no. 3, pp. 295–308, 1971, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.1971.1127503.

A. M. K. Saad, “Novel lowpass harmonic filters for satellite application,” in MTT-S International Microwave Symposium Digest, 1984, vol. 84, pp. 292–294, doi: https://doi.org/10.1109/MWSYM.1984.1131769.

A. M. K. Saad, J. D. Miller, A. Mitha, R. Brown, “Analysis of antipodal ridge waveguide structure and application on extremely wide stopband lowpass filter,” in MTT-S International Microwave Symposium Digest, 1986, vol. 86, pp. 361–363, doi: https://doi.org/10.1109/MWSYM.1986.1132192.

A. M. K. Saad, “A unified ridge structure for evanescent mode wideband harmonic filters: analysis and applications,” in 17th European Microwave Conference, 1987, 1987, pp. 157–162, doi: https://doi.org/10.1109/EUMA.1987.333719.

L. Huang, H. Cha, Y. Li, “Compact wideband ridge half-mode substrate integrated waveguide filters,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 64, no. 11, pp. 3568–3579, 2016, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2016.2606385.

J. A. G. Malherbe, “Wideband bandpass filter with extremely wide upper stopband,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 66, no. 6, pp. 2822–2827, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2018.2825342.

М. Ю. Омельяненко, О. В. Туреева, “Волноводно-щелевые фильтры на запредельных волноводах для гибридно-интегральных схем СВЧ,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 28, no. 7, pp. 86–87, 1985.

Q. Zhang, T. Itoh, “Computer-aided design of evanescent-mode waveguide filter with nontouching E-plane fins,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 36, no. 2, pp. 404–412, 1988, doi: https://doi.org/10.1109/22.3529.

A. Kirilenko, L. Rud, V. Tkachenko, D. Kulik, “Evanescent-mode ridged waveguide bandpass filters with improved performance,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 50, no. 5, pp. 1324–1327, 2002, doi: https://doi.org/10.1109/22.999146.

М. Ю. Омельяненко, Т. В. Романенко, “Высокоэффективный волноводно-планарный усилитель с пространственным сложением мощности в диапазоне частот 31-39 ГГц,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 62, no. 5, pp. 243–250, 2019, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347019050017.

J.-C. Nanan, J. W. Tao, H. Baudrand, B. Theron, S. Vigneron, “A two-step synthesis of broadband ridged waveguide bandpass filters with improved performances,” in 1991 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, 1991, pp. 547–550, doi: https://doi.org/10.1109/MWSYM.1991.147059.

J. W. Tao, H. Baudrand, “New design procedure for evanescent-mode ridged waveguide filters,” in Proc. 1989 URSI EM Theory Symp., 1989, pp. 458–460.

V. Tornielli di Crestvolant, F. De Paolis, “Dimensional synthesis of evanescent-mode ridge waveguide bandpass filters,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 66, no. 2, pp. 954–961, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/TMTT.2017.2750166.

М. Ю. Омельяненко, В. И. Цымбал, “Синтез интегральных фильтров на основе частично-заполненных волноводов,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 27, no. 5, pp. 65–69, 1984.

F. Kuroki, R. Tamaru, R. Masumoto, K. Miyamoto, “Loss reduction technique of printed transmission line at millimeter-wave frequency,” in 2007 IEEE/MTT-S International Microwave Symposium, 2007, pp. 1671–1674, doi: https://doi.org/10.1109/MWSYM.2007.380027.

Внешний вид АВЩЛ фильтра

Опубліковано

2020-12-30 — Оновлено 2020-12-30

Як цитувати

Омельяненко, М. Ю., Романенко, Т. В., & Туреева, О. В. (2020). Волноводно-планарный Е-плоскостной фильтр со сверхширокой полосой заграждения. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 63(12), 763–770. https://doi.org/10.20535/S0021347020120031