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,

1 1 1

r-fJ-

Р,\Щ05

-fft

«/1

4ff\

1 1

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

1 1 i

i 1 f

0,7 BB 0,5 0,4 0,3 0.1 0.1

\ 1 i

Ы=0,05

0,5 0,4 0,3

0,2 П1

= 0,1

> /

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

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)

Диапазон частот, МГц

Сечеиие волновода, мм

Размеры стержней первой секции фильтра

Размеры стержней второй секции фильтра

Z, мм

i, мм

t, мм

Ь, мм

Z, мм

d, мм

t, мм

Ь, ни

3400-3650

25 X 58

10,5

3600-3910

Б670-5910

20 X 40

6900-6200

7900-8400

12,6 X 28.5



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