Фильтры различного назначения и конструкций

Фильтры низкой частоты

Низкочастотные фильтры объемной конструкции

Низкочастотные фильтры полосковой конструкции традиционной реализации [26] характеризуются достаточно большими размерами, относительно пологими скатами передаточной характеристики (при малом порядке фильтра) и усложнением технологии изготовления с ростом частоты рабочей частоты из-за уменьшения ширины полосковых линий и расстояния между ними.

В настоящее время одним из способов построения ФНЧ малых размеров является применение планарной технологии с нарушенной структурой заземленной пластины DGS (Defected Ground Structures), на которой, как и на верхней металлизированной части подложки, методом фотолитографии создается металлизация в виде сетки или создаваться сложные геометрические фигуры. Такие структуры с периодической или непериодической конфигурацией обладают способностью подавлять некоторые частоты СВЧ диапазона. Это позволяет создавать на их основе устройства способные подавлять комбинационные составляющие на его выходе. Любое нарушение металлизированной нижней части подложки приводит к изменению в распределении поверхностных токов и к увеличению эффективной индуктивности или емкости. Пограничная с неоднородностью в заземленной плоскости часть микрополосковой линии приводит к возрастанию ее эффективной длины, что уменьшает геометрические размеры фильтров. На рис 8.18 приведена объемная структура одной секции ФНЧ типовой конфигурации [7], на верхней поверхности подложки которой, вытравлена 50-омная микрополосковая линия, а на металлизированной нижней части удалена металлизация и созданы ячейки п - образной формы.

Моделирование элементарного звена с применением программы AWR Microwave Office при фиксированном значении g и вариации широкой части треугольного окна а, свободной от металлизации, показало, что ее увеличение приводит к уменьшению полосы пропускания фильтра (рис.8.186) и возрастанию скорости спада |Si2|.

Применение каскадного включения трех элементарных звеньев с сохранением формы окон на нижней части подложки, а на верхней - микрополосковой линии с постоянной шириной, позволило улучшить согласование фильтра в нижней части рабочего диапазона, но увеличило его размеры. При этом площади, свободные от металлизации, вычислялись в соответствие с логарифмическим законом [1п(10)]1/п - пропорционально относительному распределению амплитуд, где п -порядок ФНЧ

где п - число резонаторов минус один.

Рис.8.18

Дополнительного улучшения характеристик фильтра 3-го порядка добиваются подключением к полосковой линии на верхней части подложки открытых шлейфов, с чередованием последовательно включенных отрезков линий с различной длиной (волнового сопротивления). Это приводит к созданию резонансных структур и увеличению крутизны спада АЧХ. Вариацией структуры элементарного звена и его размеров можно добиться существенного уменьшения физических размеров фильтров и улучшения их показателей.

Рис.8.19

Такая структура (рис.8.19а - вид сверху, рис.8.196 - вид снизу) обладает размерами примерно на 50% меньшими, по сравнению с каскадным включением трех элементарных звеньев и хорошим согласованием в полосе передачи. Применение структуры DGS нижней части подложки и микрополосковой линии л - образной формы в верхней, кроме уменьшения размеров обеспечивает высокую крутизну спада передаточной характеристики (на 30 дБ в полосе 3 ГГц) и частоту режекции 5 ГГц (рис.8.19с).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >