Распределенные резонаторы из соразмерных отрезков линий передачи

Автор(и)

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

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347021030018

Ключові слова:

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

Анотація

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.

Біографія автора

Сергей Николаевич Литвинцев, журнал "Известия вузов. Радиоэлектроника"

Ответственный секретарь

Посилання

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

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-03-30 — Оновлено 2021-03-30

Як цитувати

Захаров, А. В., Литвинцев, С. Н., & Розенко, С. А. (2021). Распределенные резонаторы из соразмерных отрезков линий передачи. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 64(3), 127–145. https://doi.org/10.20535/S0021347021030018

Номер

Том 64 № 3 (2021)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 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.