Главная Радиорелейная связь Рис. 4.29. Полосовой полосковый фильтр: / - латунная; г -ннваровая части резонатора 4.8. РЕЖЕКТОРНЫЕ ФИЛЬТРЫ СВЧ. ОБЩИЕ СВВДЕНИЯ Наиболее широко распространены в радиорелейной аппаратуре волноводные н полосковые режекторные фильтры цепочечного типа. Их эквивалентная схема показана на рис. 4.30. Основными характеристиками режекторных фильтров являются затухание, вносимое ими в полосе режекции, линейность фазовой характеристики коэф- Рис. 4.30. Схема режектор. ного фильтра фициента отражения, определяемая ГВЗ, и коэффициент отражения в поеделах полосы пропускания. Кроме того, конструкция фильтров должна обеспть "у?ьГГр?1аюГТьГ" характеристик фильмов при \змене„?и%~ ,ом.о:%а~ иГ;ен1гн:7с"4.3?™ Ре-кторным ф„ль„ фильт1.о1;, отчасТты-" "У"""" «носимого режекторным с Ti.rtvmlj "аксимально-плоской характеристикой: б - фильтр с чебышевской характеристикой w Вносимое затухание в полосе режекции н коэффициент отражения в полосе иропускания режекторного фильтра определяются по формулам (4.1) -(4.4), ц>н этом Д/Д/р, заменяется на Д/р„ Mf, где Ajp„ -расстройка, соответствующая частоте среза; Af - расстройка по частоте; ро - максимально допустимый коэффициент отражения вне заданной полосы отражения. Величина ГВЗ режекторного фильтра с максимально-плоской характерн»-стикой, выраженная в секундах,
0 0.1 0,2 DiSBj, H5m% 0 0.1 0,2 0,3 O.i 0.iMlt:fp 0 Ц1 0,20,3 ОЦ 0,56ф% 0,7 V.B 0,5 U4 0,3 0,2 0,1
0,7 BB 0,5 0,4 0,3 0.1 0.1
0,5 0,4 0,3 0,2 П1
Puc. 4.32. Зависимость группового времени запаздывания режекторных фильтров от Af/Afj,g: а -фильтр с максимально-плоской характеристикой; б - фильтр о чебышевской характеристикой Системы высоночастотного уплотиеиия аитенио-волиоводиых трактов Дз sin -л . 2г-1 2лдр. t- 2г-1--л-Г {4.) Величина ГВЗ режекторного фильтра с чебышевской характеристикой 2г-1 2 яд/р. 2г- 1 vsin =1 q2 2 sin2 л + l-Q(l + v2)i/2cos?-л • ysiH (4.10) Зависимость ГВз режекторного фильтра от частоты дана на рис. 4.32. Методика расчета параметров фильтров рассмотрена в [1]. 4.9. ВОЛНОВОДНЫЕ РЕЖЕКТОРНЫЕ ФИЛЬТРЫ Режекторный фильтр представляет собой цепочку внешних резонаторов, связанных с волноводом через соответствующие элементы связи. Внешний резонатор представляет собой отрезок волновЬдной нли коаксиальной линии, один «онец которой короткозамкнут. Второй конец этого отрезка через элемент •связи соединен с общим волноводом (рис. 4.33а). Электрическая длина каж- Волноводный резонатор Паансиальный резонатор М8 а] Рис. 4.33. Режекторный фильтр: а - резонаторы фильтров; б - режекторный фильтр с волиоводны* мн резонаторами сечением 25X 58 мм; / - настроечный виит; 2 - элемент связи дого резонатора кратна половине волны в линии. Для настройки резонатора используется специальный настроечный винт. Расстояние между соседними резонаторами кратно нечетному числу четвертей длин воли. Волноводные резо-ваторы используются в узкополосных режекторных фильтрах, где применяются Волковейные режекторкые фильтры 9« резонаторы с большой нагруженной добротностью. Применение в этом случае-коаксиальных резонаторов приводит к значительному увеличению потерь в полосе режекции. Коаксиальные резонаторы используются в широкополосных режекторных фильтрах, т. е. в фильтрах с малой нагруженной добротностью Параметры режекторного фильтра с волноводными резонаторами в диапазоне 4 ГГц На рнс. 4.34 приведены расчетные и экспериментальные электрические характеристики режекторного фильтра с волноводными резонаторами в диапазоне: 4 ГГц. Рис. 4.34. Расчетные и экспериментальные электрические характеристики режекторного фильтра с волноводными резонаторами в диапазоне 4 ГГц Фильтр выполнен из четырех резонаторов с четвертьволновой связью (3/4Я,) между ними и имеет чебышевскую характеристику. На рис. 4.34 приведены расчетные зависимости вносимого затухания Ь, коэффициента отражения р и ГВЗ т от частоты. На этом же рисунке кружочками b и крестиками р отмечены экспериментальные значения, полученные для фильтра, рассчитанного на частоту 3618 МГц. Фильтр выполнен из волновода сечением 11,5x58 мм. Конструкция фильтра и его геометрические размеры приведены на рис. 4.336. Потерн в полосе режекции фильтра составляют 0,2 дБ при неравномерности 0,05 дБ. Параметры режекторного фильтра с коаксиальными резошторами в диапазоне 4 ГГц На рнс. 4.35 приведены расчетные и экспериментальные электрические характеристики режекторного фильтра с коаксиальными резонаторами в диапазоне 4 ГГц. Фильтр выполнен из трех резонаторов с четвертьволновой связью между ними (рис. 4.36) н имеет чебышевскую характеристику. На рис. 4.35 приведены расчетные зависимости вносимого затухания Ь, КСВН k н ГВЗ т От частоты, на этом же рисунке кружочками Ь и крестиками k отмечены экспериментальные значения, полученные для фильтра, рассчитанного на частоту 3618 МГц. Фильтр выполнен из волновода сечением 25x58 мм. Конструкция, фильтра я его геометрические размеры приведены на рис. 4.36. Потери в по- лесе режекции фильтра составляют 0,5 дБ прн неравномерности 0,1 дБ. в2 Системы высокочастотного уплоткеиия актеиио-волководкых траитов Фильтры гармоник n"ji «-5; Расчетные и экспериментальные электрические характера-пазоне4 ГГц™""™ коаксиальными резонаторами в диа- Рис. 4.36. Режекторный фильтр с коаксиальными резонаторами: / - волновод сечением 25X58 мм; 2 - резонатор- 3 - элемент связи; -настроечные винт Термостабильность электрических характеристик обеспечивается выполне-яием резонаторов фильтра из инвара, имеющего температурный коэффициент линейного расширения 2-10-» град-. ч-ч» cm 4.10. ФИЛЬТРЫ ГАРМОНИК Наиболее широко распространены в радиорелейной аппаратуре апериодические фильтры гармоник, которые состоят из ряда иеоднородиостей. подобранных так, что фильтр пропускает сигнал основной частоты и отражает втооую третью и другие его гармоники. *- н> . На рис. 4.37 показан эскиз реактивного отражающего фильтра гармоник Фильтр состоит из двух секций / и 2. Секция / отражает сигналы кз частотах второй гармоники, секция 2 -на частотах третьей гармоники. Каждая секция представляет собой отрезок волновода, разделенный пополам металлической пластиной 3, расположенной параллельно широкой стенке волновода. В каждом из образовавшихся участков 4 расположены решетки из стержней 5 и 6 квадратного сечения длиной / и толщиной t, расположенных на расстоянии d друг от друга. Длина стер.жня определяет частоту отражаемых сигналов Н близка к 0,25 гармоники. Количество стержней и расстояние между иимн n,q.n..n Рис. 4.37. Эскиз фильтра гармоник определяют величину затухания, вносимого фильтром на частотах гармоник. Высота узкой стенки Ь в каждой секции выбирается меньше 0,5>.г (>.г - наименьшая длина волны гармоники в свободном пространстве). При выборе такого значения Ь энергия гармоники может распространяться только в виде волн япо, не имеющих вариаций электромагнитного поля по узкой стенке. Поэтому размеры узких стенок секций 1 к 2 различны. Малый коэффициент отражения от фильтра в рабочем диапазоне частот обеспечивается смещением верхнего и нижнего рядов стержней друг относительно друга на Яво/4 вдоль продольной оси основного волновода и настроечными винтами 7. ТАБЛИЦА 4.4 Параметры фильтров гармоник (см. рис. 4.37)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [14] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 0.0405 |