ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ФИЛЬТРА НА ШПИЛЕЧНЫХ РЕЗОНАТОРАХ С МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫМИ ОТВЕРСТИЯМИ

Аннотация

В задачах проектирования микрополосковых фильтров большую роль играет удачный выбор
начального приближения для значений искомых геометрических размеров элементов фильтра.
Особенно это важно, если проектируемый фильтр обладает новыми конструктивными призна-
ками, и методы синтеза этого устройства еще находятся на стадии разработки. В работе рассматриваются некоторые результаты проектирования полосовых микрополосковых фильтров,
состоящих из противонаправленных шпилечных резонаторов с металлизированным отверстием в
середине каждого резонатора. Такое техническое решение позволяет существенно расширить
полосу заграждения фильтра за счет подавления паразитной полосы пропускания, которая неиз-
бежно формируется в традиционном фильтре на полуволновых шпильках в связи с возникновением
резонанса на удвоенной частоте основной полосы пропускания. Введение в резонатор металлизи-
рованных отверстий приводит к необходимости исследования свойств этих резонаторов и к оп-
ределению потенциальных возможностей полосового фильтра, состоящего из таких резонансных
элементов. Важнейшей характеристикой полосового фильтра, задаваемой в любом техническом
задании на проектирование, является ширина основной полосы пропускания и ее положение на
частотной оси. В работе получены оценки относительной ширины полосы пропускания фильтра в
зависимости от ширины реализуемых значений полоскового проводника, образующего шпильку, и
от зазора между плечами шпильки. В результате определяются потенциальные возможности
рассматриваемых фильтров по реализуемой ими относительной ширине основной полосы пропус-
кания. Под физической реализуемостью фильтра понимается возможность технологически реа-
лизовать значения всех геометрических размеров элементов фильтра, исходя из накладываемых
на них разумных ограничений. Эти ограничения определяются технологическими допусками для
минимальных геометрических размеров и габаритными и частотными ограничениями для макси-
мальных размеров. В работе определен диапазон реализуемых геометрических размеров. Методи-
ка решения задачи синтеза фильтра основана на переходе от фильтра к 2n-полюснику и в рамках
данной работы она используется как инструмент для определения потенциальных возможностей
исследуемых фильтров в электродинамической среде моделирования HFSS. Реализуемые значения
относительной ширины полосы пропускания фильтра лежат в пределах от 10 % до 32 %, что
позволяет отнести данный тип фильтра к устройствам с умеренной шириной полосы пропуска-
ния. Приводятся результаты проектирования фильтров на двух шпилечных резонаторах для слу-
чаев предельно узких и предельно широких полос пропускания.