ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВУХРЕЗОНАТОРНОГО МИКРОПОЛОСКОВОГО ЗВЕНА ГРЕБЕНЧАТОГО ТИПА С ОПТИМАЛЬНОЙ ДЛИНОЙ ОБЛАСТИ СВЯЗИ МЕЖДУ РЕЗОНАТОРАМИ
Аннотация
При проектировании СВЧ-устройств важную роль играет введение в топологию фильтра
дополнительных конструктивных элементов или параметров, соответствующий выбор которых
позволяет оптимизировать характеристики устройства по заданному критерию. В работе рас-
сматривается способ расширения полосы заграждения микрополоскового фильтра гребенчатого
типа за счет введения продольного смещения между резонаторами. Показано, что определенный
выбор длины области связи между резонаторами позволяет минимизировать или свести к нулю
связь между ними в окрестности утроенной средней частоты основной полосы пропускания, и
тем самым существенно подавить паразитный провал затухания в этом диапазоне частот.
В процессе проектирования фильтра был использован метод синтеза, основанный на переходе от
фильтра к соответствующему 2n-полюсу, где n - количество резонаторов фильтра. Такой подход
позволяет рассматривать фильтр как набор отдельных резонаторов, соединенных друг с другом,
и ввести понятие потенциальной полосы пропускания, которая может быть легко определена по
характеристикам 2n-полюса и расположена в желаемом интервале частотной оси с помощью
легко формализуемого алгоритма выбора геометрических размеров фильтра. устройство. Элек-
трическими характеристиками 2n-полюсника, используемого для синтеза устройства в основной
полосе частот и на этапе оптимизации параметров устройства вблизи утроенного значения
частот основной полосы частот, являются собственные проводимости резонаторов и проводи-
мости соединения между ними. Целью работы является исследование влияния длины области
связи между резонаторами двухрезонаторного микрополоскового гребенчатого фильтра на его
электрические характеристики. Показано, что выбор оптимального значения длины области свя-
зи между резонаторами позволяет расширить полосу заграждения фильтра по уровню минус
30-35 дБ более чем в два раза за счет подавления паразитной полосы пропускания, формирующей-
ся в окрестности утроенной средней частоты основной полосы пропускания. Указанный поло-
жительный эффект, заключающийся в расширении полосы заграждения фильтра, подтвержден
результатами проектирования гребенчатого фильтра на двух смещенных резонаторах в про-
грамме HFSS.
Литература
izbiratel'nost'yu na osnove poluvolnovykh rezonatorov [Compact microstrip filters with increased frequency
selectivity based on half-wave resonators.], Sistemy sinkhronizatsii, formirovaniya i obrabotki
signalov [Systems of synchronization, signal generation and processing], 2020, Vol. 11, No. 2,
pp. 40-44. DOI: 10.1109/SYNCHROINFO49631.2020.9166122.
2. Aristarkhov G.M., Kirillov I.N., Korchagin A.I., Kuvshinov V.V. Kompaktnye vysokoizbiratel'nye
mikropoloskovye fil'try na svernutykh sonapravlennykh shpilechnykh rezonatorakh [Compact highly
selective microstrip filters on folded co-directional stud resonators], Radiotekhnika [Radio engineering],
2021, Vol. 85, No. 4, pp. 126-137. DOI: 10.18127/j00338486-202104-14.
3. Aristarkhov G.M., Arinin O.V., Kirillov I.N. Mnogopolosnye polosno-propuskayushchie mikropoloskovye
fil'try na dvukh sonapravlennykh shpilechnykh rezonatorakh [Multiband band-pass microstrip filters on two
co-directional stud resonators], Sistemy sinkhronizatsii, formirovaniya i obrabotki signalov [Systems of synchronization,
signal generation and processing], 2023, Vol. 14, No. 1, pp. 4-9.
4. Belyaev B.A., Serzhantov A.M., Khodenkov S.A. Patent № 2775868 C1. Ros. Federatsiya, 2022.
Vysokoselektivnyy mikropoloskovyy polosno-propuskayushchiy fil'tr [Patent RF, No. 2775868 C1,
2022. Highly selective microstrip band-pass filter].
5. Belyaev B.A., Serzhantov A.M., Khodenkov S.A. Patent № 2797166 C1. Ros. Federatsiya, 2023.
Mikropoloskovyy polosno-propuskayushchiy fil'tr [Patent RF, No. 2797166 C1, 2023. Microstrip
band-pass filter].
6. Serzhantov A.M. Rezonansnye poloskovye struktury i chastotno-selektivnye ustroystva na ikh osnove s
uluchshennymi kharakteristikami: diss. … d-ra tekhn. nauk [Resonant strip structures and frequencyselective
devices based on them with improved characteristics: dr. of eng. sc. diss.]. Krasnoyarsk. 2015.
7. Labyntsev A.V. Passivnye selektivnye ustroystva SVCH na baze mnogomodovykh mikropoloskovykh
liniy: diss. … kand. tekhn. nauk [Passive selective microwave devices based on multimode microstrip
lines: cand. of eng. sc. diss.]. Taganrog: TRTI, 1987, 201 p.
8. Agafonov V.M., Labyntsev V.A., Labyntsev. A.V. Mikropoloskovyy grebenchatyy fil'tr. A.S. SSSR
№1450018. BI №1, 1989 [Microstrip comb filter. A.S. USSR No. 1450018. No. 1, 1989].
9. Agafonov V.M., Labyntsev. A.V. Mikropoloskovyy fil'tr. A.S. SSSR № 1376140. BI № 7, 1988
[Microstrip Filter. A.S. USSR No. 1376140. No. 7, 1988].
10. Labyntsev A.V.; Poveshenko L.I.; Kharlanov D.V. Microstrip Filter with Extended Barrier, 2019 Radiation and
Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW), 2019, pp. 176-179. – https://ieeexplore.ieee.org/document/
8792722 doi: 10.1109/RSEMW.2019.8792722.
11. Patent US5066933. Band-pass filter. Publication Date 19.11.1991.
12. Patent US20020057143. High frequency filter, filter device, and electronic apparatus incorporating the
same. Publication Date 16.05.2002.
13. Xiao F., Norgren M. Compact third-order microstrip bandpass filter using hybrid resonators, Progress
in Electromagnetics Research C, 2011, Vol. 19, pp. 93-106.
14. Agafonov V.M., Labyntsev V.A., Labyntsev A.V. Mikropoloskovyy grebenchatyy fil'tr. A.S. SSSR №1262602.
Opubl. V BI, 1986, № 37 [Microstrip comb filter. USSR No. 1262602. Publ. In BI, 1986, No. 37].
15. Labyntsev A.V., Ignat'ev V.V., Vasil'ev V.V., Mikhaylovskiy Vit.A., Kharlanov D.V. Proektirovanie
fil'tra iz shpilechnykh rezonatorov s metallizirovannymi otverstiyami s pomoshch'yu programmnoy
sistemy [Software system for designing a filter made of hairpin resonators with metallized holes],
Programmnye produkty i sistemy [Software products and systems], 2023, Vol. 36, No. 4, pp. 668-677.
DOI: 10.15827/0236-235X.142.668-677. Available at: http://www.swsys.ru/archive/2023-4.pdf.
16. Obukhovets Victor A., Labyntsev Alexey V., Kharlanov Dmitry V., Ponomarev Nikolay E., Sarzhanov
Alexander N. Example of Filter Synthesis on Two Anti-directional Stud Resonators with One Metalized
Hole in Each Resonator, 2023 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW),
2023, pp. 160-163. DOI: 10.1109/rsemw 58451.2023.10202019.
17. Labyntsev A.V., Poveshenko L.I., Kharlanov D.V. Two-Stage Design of Microstrip Filters from Arbitrary
Configuration Resonators, 2019 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW),
2019, pp. 172-175. Available at: https://ieeexplore.ieee.org/document/8792770. DOI: 10.1109/
RSEMW.2019.8792770.
18. Mattey D.L., Yang L., Dzhons E.M.T. Fil'try SVCh, soglasuyushchie tsepi i tsepi svyazi [Microwave
filters, impedance-matching networks, and coupling structures]: transl. from engl., ed. by
L.V. Alekseeva i F.V. Kushnira. Moscow: Svyaz', 1971, 440 p.
19. Agafonov V.M. Polinomial'nye fil'try SVCh [Polynomial microwave filters], Radiotekhnika i
elektronika [Radio Engineering and Electronics], 1970, Vol. 15, No. 10, pp. 2191-2193.
20. Bankov S.E., Kurushin A.A. Raschet antenn i SVCh struktur s pomoshch'yu HFSS Ansoft [Calculation of
antennas and microwave structures using HFSS Ansoft]. Moscow: ZAO «NPP „Rodnik“», 2009, 256 p.
