Проектирование фильтра нижних частот на основе микрополосковой линии предназначенного для работы в измерительном устройстве

непрозрачность на частотах, лежащих вне полосы пропускания.

По взаимному расположению частот пропускания и заграждения фильтры разделяются на следующие основные типы:

фильтр  нижних частот  (ФНЧ), имеющий полосу проникания 0и полосу заграждения    <<¥;

фильтр верхних частот (ФВЧ), имеющий полосу пропускания <¥ и полосу заграждения 0<

полосно-пропускающий, или полосовой фильтр (ППФ), имеющий полосу пропускания и полосы заграждения  <и <

-         полосно-заграждающий    или    заграждающий    фильтр (ПЗФ), имеющий  полосу  заграждения   и полосы пропускания < и<. Граничные частоты и называются частотами среза фильтра.

 Классификация фильтров, принятая в теории цепей с сосредоточенными параметрами, является некорректной  для цепей с распределенными  параметрами.

В теории цепей понятия фильтров идеализированы. 

Фильтр с идеальными характеристиками не может быть физически реализован, поэтому реальные фильтры, помимо полосы пропускания и полосы заграждения, характеризуются еще определенной полосой перехода, причем в полосе пропускания реального фильтра затухание не должно превышать заданной величины Амин, в полосе заграждения не должно быть менее заданной величины Аа, ширина полосы перехода должна быть по возможности малой (рис.15). На практике чаще всего требуется, чтобы заданные характеристики фильтра сохранялись лишь в ограниченном диапазоне частот. Так, полоса заграждения ФНЧ не обязательно должна простираться до бесконечности, а, например, только до частоты 4f. При таком ограничении задача проектирования фильтров значительно упрощается.

Существует три основные характеристики фильтров в СВЧ технике: Бесселя, Чебышевская и Баттерворта.

Увеличение числа реактивных элементов, приводит к увеличению нелинейности фазочастотных характеристик (ФЧХ) фильтров этих типов. По сравнению с ФЧХ соответствующего Чебышевского фильтра ФЧХ фильтра Баттерворта обладает большей линейностью. В случае, когда начинают доминировать требования к линейности фазовой характеристики проектируемого фильтра, преимущества Чебышевского  фильтра могут оказаться не столь существенными из-за недопустимости нелинейности его ФЧХ. Если линейность  ФЧХ фильтра главное требование, предпочтение отдают фильтрам Бесселя, имеющим весьма линейную характеристику в полосе пропускания по сравнению с фильтрами Баттерворта и Чебышева, но гораздо худшую АЧХ. Фильтры Бесселя используют в фазовращателях и схемах, где требуется обеспечить заданную временную задержку проходящего сигнала.

  Большинство фильтров в настоящее время выполняется в виде плоскостных конструкции. Планарные фильтры каскадного типа выполняются в виде структуры со шлейфами или проходными резонаторами. Шлейфы имеют резонасную длину или должны быть настолько короткими, чтобы имитировать индуктивные и емкостные элементы. Фильтры со шлейфами резонансной длины представляют собой избирательную цепь, которая состоит из резонаторов и элементов связи (рис.1). Такую цепь можно представить в виде параллельно включенных резонаторов и инверторов.

Рис.1 Резонаторы фильтров из набора ячеек различного вида.

На первый взгляд иметь дело с параллельными и последовательными резонансными цепями затруднительно. Однако включаемые параллельно резонансные цепи сравнительно просто реализуются на элементах с распределенными параметрами.

Резонаторы можно выполнять в виде наборов ячеек различного вида. Их целесообразно применять в качестве элементов фильтров верхних и нижних частот.

Конструкции фильтров со шлейфами показаны на рис 2. они могут использовать ступенчатые шлейфы или древовидные шлейфы. Вместо четвертьволновых инверторов в фильтрах со шлейфами в ряде случаев применяются и инверторы на симметричных ступенчатых линиях. В настоящее время в плоскостном варианте реализуется и элементы с сосредоточенными параметрами. Технология печатного монтажа позволяет конструировать  на их основе фильтры самого