Преимуществом фазовых циркуляторов перед другими является лучшая широкополосность и способность работать на более высоких мощностях. Основной недостаток – увеличенные габариты и масса.
7 Фильтры СВЧ
Идеальным фильтром
называется четырехполюсник, модуль коэффициента передачи которого 
равен единице в полосе пропускания и равен
нулю в полосе заграждения. Вносимое фильтром затухание, выраженное в дБ:
В полосе пропускания идеального фильтра Вф = 0, а в полосе заграждения Вф = ∞. По взаимному расположению полос заграждения и пропускания фильтры делятся на фильтры нижних частот (ФНЧ), верхних частот (ФНЧ), полосовые фильтры (ПФ) и режекторные (заграждающие) фильтры (РФ). Наиболее распространены полосовые фильтры, идеальные и реальные АЧХ которых изображены на рисунке 7.1.
Рисунок 7.1
Для реального ПФ вводится: полоса пропускания (-fп…+fп) и граничные частоты полосы пропускания, в пределах которых затухание ПФ меньше или равно допустимому затуханию Вфп, полоса заграждения от –fз…-fп и +fп…+fз. В полосе заграждения затухание Вф должно возрастать как можно резче. Принцип работы ПФ можно объяснить так: в полосе заграждения мощность поданная на вход, не проходит на выход. Она либо полностью отражается от входа фильтра (фильтры отражающего типа), либо поглощается в элементах фильтра поглощающего типа. Рассмотрим фильтры отражающего типа, для уменьшения тепловых потерь они выполняются из реактивных элементов.
Параметры реактивных элементов подбираются так, чтобы на частотах полосы пропускания отраженные от них волны компенсировали друг друга на входе фильтра, при этом мощность, поступающая на вход фильтра, проходит на его выход практически без отражений. На частотах полосы заграждения компенсация отраженных волн отсутствует и мощность, поступающая на вход фильтра практически полностью отражается от него.
Эквивалентная схема ПФ выполняется по лестничной схеме, состоящей из n последовательных и параллельных контуров из L и C, изображена на рисунке 7.2.
Рисунок 7.2
Реализация параллельных контуров, включенных параллельно с добротностями Q1, Q2 … Qn в диапазоне СВЧ реализуется сравнительно просто (это резонансные диафрагмы, объемный резонатор, работающий в проходном режиме и др.). Однако реализация последовательного контура, включенного последовательно, вызывает затруднения, особенно реализация емкости.
На СВЧ применяют следующий способ реализации последовательного контура – с помощью инвертора сопротивления эквивалентную схему преобразуют так, что в ней остаются только параллельные контуры. В сравнительно узкой полосе частот свойствами, близкими к свойствам идеального инвертора, обладает четвертьволновый отрезок линии передачи. Такой ПФ называют фильтр с четвертьволновыми связями между резонаторами. Рассмотрим конструктивное исполнение некоторых ПФ. На рисунке 7.3 показана трехзвенная конструкция полосового волноводного фильтра с четвертьволновыми связями.
Рисунок 7.3
Каждое звено характеризуется добротностью (Q1, Q2, Q3), длиной (l1, l2, l3), и длиной четвертьволновых связей (l12, l23). Проходной резонатор образуется с помощью стержневых индуктивных диафрагм 1, резонатор настраивается на f0 с помощью винта 2.
Емкость, включенная в линию последовательно, также обладает свойствами инвертора сопротивлений. Поэтому в полосковых и коаксиальных линиях в качестве проходного резонатора используют полуволновый отрезок линии, а в качестве инвертора – зазор в центральном проводнике линии (Рисунок 7.4).
Рисунок 7.4
Длина резонаторов l1 и l2 несколько отличается от 
из – за влияния проводимостей зазоров S1, S2, S3. Расстояния между резонаторами обеспечивают требуемый
коэффициент инверсии. В полосковых линиях используют боковую связь.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.