Эллиптические фильтры с заданными частотами режекции в полосе заграждения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.04, кандидат наук Абросимов, Артём Александрович
- Специальность ВАК РФ05.12.04
- Количество страниц 152
Оглавление диссертации кандидат наук Абросимов, Артём Александрович
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПОЛИНОМИАЛЬНЫХ ФИЛЬТРОВ
1.1. Электрические фильтры
1.2. Оценка селективных свойств полиномиальных фильтров
1.3. Физическая реализуемость элементов полиномиальных фильтров
1.4. Выводы
ГЛАВА 2. ПОЛОСОВЫЕ ФИЛЬТРЫ В СОСРЕДОТОЧЕННОМ И РАСПРЕДЕЛЁННОМ ЭЛЕМЕНТНЫХ БАЗИСАХ
2.1. Эллиптические фильтры на связанных контурах
2.2. Эллиптические фильтры на основе параллельных и последовательных LC - контуров
2.3. Эллиптические фильтры с четвертьволновыми связями
2.4. Построение эллиптических фильтров на спиральных резонаторах
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. ЭЛЛИПТИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ НА МИКРОПОЛОСКОВЫХ ЛИНИЯХ ПЕРЕДАЧИ
3.1. Свойства фильтров на микрополосковых линиях передачи
3.2. Метод сосредоточенного эквивалента
3.3. Фильтры на МПЛ с резонансными связями
3.4. Эллиптические фильтры с четвертьволновыми связями
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЛИПТИЧЕСКИХ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ СИСТЕМ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВЕЩАНИЯ
4.1. Канальные фильтры малого уровня мощности
4.2. Канальные фильтры большой мощности на спиральных резонаторах
4.3. Канальные фильтры на коаксиальных четвертьволновых резонаторах
4.4. Применение канальных фильтров в конструкции лабораторного стенда для исследования сигналов DVB-T2
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения», 05.12.04 шифр ВАК
Резонансные полосковые структуры и частотно-селективные устройства на их основе с улучшенными характеристиками2015 год, кандидат наук Сержантов, Алексей Михайлович
Анализ и разработка микроволновых квазиэллиптических полосовых фильтров с частотными характеристиками специального вида2019 год, кандидат наук Семерня Роман Евгеньевич
Нерегулярные микрополосковые резонаторы и СВЧ устройства на их основе2000 год, кандидат технических наук Шихов, Юрий Германович
Реализация и синтез частотно-избирательных устройств приемного тракта беспроводных инфокоммуникационных систем2019 год, кандидат наук Иванов Никита Валерьевич
Синтез и проектирование миниатюрных микроволновых фильтров дециметрового и сантиметрового диапазонов2011 год, кандидат технических наук Кубалова, Анна Рудольфовна
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эллиптические фильтры с заданными частотами режекции в полосе заграждения»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Частотно - селективные устройства и, в частности, фильтры являются важнейшими компонентами в радиотехнике, системах связи, системах и устройствах телевидения. Часто ими определяются габариты, масса и цена устройства в целом. В этой связи к таким устройствам как фильтры с постоянным развитием, например, систем телевидения, выдвигаются соответственно возрастающие требования по снижению массы и габаритов, максимально возможному увеличению селективных свойств, уменьшению потерь в полосе пропускания, снижению уровней внеполосного излучения, повышению надёжности устройств. Для решения подобного рода задач предлагается для дальнейших разработок за основу взять модели фильтра с эллиптической АЧХ (эллиптические фильтры). Фильтры с эллиптической АЧХ решают большинство основных задач за счёт: наличия нулей передачи в полосе заграждения, что существенно увеличивает крутизну скатов АЧХ, использования различных типов связей в объёме одного отдельного резонатора, что приводит к уменьшению вносимых потерь, снижению массы и габаритов; простоты конструкции, обеспечивающей технологичность и высокую надёжность. Таким образом, эллиптические фильтры отличаются самыми лучшими селективными свойствами по сравнению с другими классами фильтров (Чебышева, Баттерворта), имеют хорошую физическую реализацию во всем телевизионном диапазоне для полосы пропускания Д/ = 8 МГц как в сосредоточенном так и в распределённом элементных базисах, а следовательно, выгодны экономически в производстве. Кроме того, модели эллиптических фильтры несложно и с высокой точностью моделируются с помощью известных программных средств таких как Microwave Studio и Microwave Office.
Прогресс в области частотно - селективной техники, а это в первую
очередь улучшение электрических характеристик фильтров и их
миниатюризация, долгие годы осуществлялся благодаря интуитивному
а
поиску новых конструкций, а их математическое описание основывалось на моделях, в которых фильтры представлялись в виде лишь классической системы связанных контуров. Очевидно, что исследовать селективные свойства предлагаемых моделей фильтров, как в распределённом, так и в сосредоточенном элементных базисах, в зависимости от их конструктивных параметров на такой основе не представляется возможным. Благодаря появлению достаточно производительных компьютеров, программ анализа, основанных на моделях, более приближенных к реальным конструкциям, и концепции частотно-зависимых коэффициентов связи появились реальные возможности исследовать селективные свойства различных типов фильтров в зависимости от их конструктивных параметров. Важность подобных исследований обусловлена тем, что на основе полученных знаний можно проектировать устройства, удовлетворяющие конкретным техническим заданиям, на минимальном количестве резонаторов. Классический, известный в течение многих лет способ повышения селективности фильтров путём простого увеличения числа звеньев не является достаточным и эффективным, поскольку некоторые типы фильтров, например, на сосредоточенных элементах имеют сравнительно не высокую добротность и номинальные значения их элементов имеют тенденцию уменьшаться по мере повышения диапазона частот, что определяет быстрый рост потерь в полосе пропускания и трудную физическую реализуемость.
Уровень подавления сигнала в полосе заграждения является важной составляющей селективных свойств фильтра. Часто требуется обеспечить высокий уровень заграждения в какой-либо достаточно узкой частотной полосе. В этой связи выявление закономерностей формирования полюсов затухания на амплитудно-частотных характеристиках (АЧХ) эллиптических фильтров как в сосредоточенном, так и в распределённом элементных базисах является важной задачей. Успешному ее решению способствует упоминавшаяся выше концепция частотно-зависимых коэффициентов связи,
изучение которых также является важным аспектом в улучшении селективных свойств.
Поиск новых конструкций эллиптических фильтров (различное взаимное расположение резонаторов, наличие дополнительных реактивных элементов и т.д.), направленный на улучшение селективных свойств и уменьшение размеров, привел к появлению большого их разнообразия. Вместе с тем, оставалась огромной проблемой разработка узкополосных (<5%) и наоборот широкополосных (>50%) фильтров на частоте до 1 ГГц, а, кроме того, фильтров с приемлемыми массогабаритными показателями на частоты от 500 МГц.
Исследования эллиптических фильтров в распределённом элементном базисе на основе сверхпроводящих элементов показали их большую перспективность, но вместе высветили ряд проблемных ситуаций, одна из которых - нелинейность характеристик при сравнительно невысоких уровнях мощности обрабатываемого сигнала. Одним из путей ее решения является использование резонаторов, проводники которых не имеют дефектов поверхностей, т.е. являются сравнительно однородными.
Традиционным способом изготовления высокодобротных резонаторов для эллиптических фильтров в распределённом элементном базисе является высококачественная обработка сверхпроводящих поверхностей, например, серебряным напылением для доведения их до однородной структуры. Подобные процедуры - дорогой и длительный процесс, от которого во многом зависит цена и сроки разработки фильтров. Поэтому актуальной также является задача разработки способа и устройства, снимающего неизбежную необходимость подобных процессов при изготовлении фильтров.
Отсутствие детальной информации в отечественной литературе по фильтрам с эллиптической АЧХ существенно затрудняет их разработку.
Для восполнения этого пробела в работе рассматриваются следующие
вопросы: принципы работы различных моделей фильтров с эллиптической
б
АЧХ, методы их расчёта, особенности настройки и конструирования. Приведены также значения коэффициентов связей прототипов фильтров, которые могут быть использованы при разработке конкретных фильтров данного типа.
Именно эллиптические функции позволяют создать самые большие значения крутизны, при относительно малых полосах пропускания (5-10%). Достаточно широко сегодня используются Чебышевские фильтры, ФЧХ у них более равномерная, они технологичны и довольно просты, но крутизна фильтра Чебышева отличается от эллиптического на десятки дБ при одинаковом количестве резонаторов.
Во всём телевизионном диапазоне частот физическая реализация фильтров до настоящего времени остается сложной инженерно-технической задачей, так как конструктивное воплощение фильтра имеет множество вариантов, которые по тем или иным параметрам часто не удовлетворяют разработчика (масса, габариты, простота и возможность настройки). Разработчикам приходится искать компромисс между множеством характеристик фильтра и требованиями технического задания, именно поэтому задание и оптимизация целевой функции в таких разработках также представляет интерес. На настоящий момент не существует методик, в которых рассматривается подобная функция.
Эллиптические фильтры должны быть максимально компактны, и иметь
минимальные потери в полосе пропускания, что достигается
использованием, например, структур на сосредоточенных параметрах, а
фильтры оконечных каскадов должны иметь высокую крутизну и
способность пропускать мощности порядка сотен Вт, что на
сосредоточенных структурах принципиально невозможно. Задача синтеза
фильтров в распределенном элементном базисе на сегодняшний день не
решена и также представляет интерес. Эта задача может быть решена путем
интеграции множества инженерных методик и их унификации, с
последующим объединением в систему проектирования. Синтез фильтра с
7
эллиптической характеристикой традиционным способом может занять огромное количество времени, при этом его физическая реализация с момента начала работы до расчета геометрических размеров элементов фильтра будет оставаться под вопросом.
Таким образом, в радиотехнике существуют технические задачи по увеличению селективных свойств полосовых фильтров телевизионного диапазона без увеличения массогабаритных показателей; по улучшению физической реализуемости моделей фильтров. Для решения поставленных задач требуется разработать высокоэффективные методы проектирования фильтров с эллиптической АЧХ.
Объект исследования. Эллиптические полосовые фильтры, выполненные на сосредоточенных контурах и распределённых элементах (резонаторах).
Предмет исследования. Методики расчёта и проектирования полосовых эллиптических фильтров, обеспечивающие заданные значения частот режекции в полосе заграждения и удовлетворяющие требованиям хорошей физической реализуемости элементов.
Цель работы. Разработка новых подходов, методов расчета и схемотехнических решений для построения полосовых эллиптических фильтров в сосредоточенном и распределённом элементных базисах с заданными значениями частот режекции в полосе заграждения. Достижение предельно возможных параметров полосовых эллиптических фильтров «традиционных» конструкций, создание новых приемлемых по массогабаритным показателям конструкций, позволяющих реализовывать узкополосные и широкополосные фильтры во всей полосе телевизионного диапазона частот, уменьшение сроков и стоимости разработки конструкций эллиптических фильтров. Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:
1. Разработать новые структуры эллиптических фильтров в сосредоточенном и распределенном элементных базисах, удовлетворяющих требованиям хорошей физической реализуемости элементов.
2. Сформулировать критерий, позволяющий количественно оценить и сравнить селективные свойства фильтровых структур различного типа.
3. Исследовать частотную зависимость коэффициента связи сосредоточенных колебательных контуров с частичным включением и распределенных колебательных систем полосовых фильтров.
4. Разработать методику расчета и исследовать селективные свойства полосовых фильтров с комбинированной связью и частичным включением сосредоточенных контуров и распределенных резонаторов.
5. Разработать методику расчета и установить закономерности построения эллиптических фильтров на сосредоточенных контурах и резонаторах с перекрестными связями с заданными частотами режекции в полосе заграждения.
6. Разработать и исследовать эллиптические фильтры на основе каскадного соединения узкополосных режекторных фильтров с различными полосами заграждения и полосовых фильтров с широкой полосой пропускания.
7. Разработать и исследовать структуры узкополосных фильтров метрового и дециметрового диапазона с заданными частотами режекции в полосе заграждения, выполненных в сосредоточенном и распределённом элементных базисах.
8. Разработать экспериментальные образцы и экспериментально исследовать малогабаритные канальные фильтры для систем цифрового телевещания в частотном диапазоне 50-860 МГц.
9. Разработать и экспериментально исследовать канальные фильтры высокого уровня мощности дециметрового диапазона для систем цифрового телевещания.
Положения, выносимые на защиту.
1. Улучшение физической реализуемости элементов узкополосных фильтров обеспечивается за счёт повышения характеристического сопротивления колебательных систем и уменьшения частотной области режекции.
2. Использование широкополосной трансформации характеристического сопротивления сосредоточенных колебательных контуров и распределенных колебательных систем на основе преобразований Нортона позволяет обеспечить малую неравномерность АЧХ эллиптических полосовых фильтров в полосе пропускания.
3. Необходимым условием реализации эллиптических фильтров с заданными частотами режекции в полосе заграждения, выполненных на основе колебательных систем с комбинированной связью, является отсутствие частотной зависимости интегрального коэффициента связи в полосе пропускания.
4. Выбор значений дополнительных перекрестных связей, реализующих неравномерный уровень пульсаций затухания эллиптических фильтров с непосредственными связями между резонаторами, позволяет задавать требуемые частоты режекции в полосе заграждения и получить малую неравномерность АЧХ в полосе пропускания.
5. Каскадное включение полосового и двух режекторных фильтров с различными полосами заграждения позволяет одновременно обеспечить требуемый уровень затухания вне полосы рабочих частот, заданные значения частот режекции в полосе заграждения и минимальные прямые потери.
Научная новизна.
1. Разработана аналитическая методика расчета средней крутизны ската амплитудно-частотной характеристики различного вида фильтров, которую предложено использовать в качестве интегрального критерия для анализа и сравнения селективных свойств фильтровых структур.
2. Предложено использовать частичное включение сосредоточенных и распределенных колебательных систем и выбирать различные величины характеристического сопротивления для получения заданных значений частот режекции в полосе заграждения и обеспечения хорошей физической реализуемости элементов полосовых эллиптических фильтров.
3. Предложены новые схемотехнические решения для построения эллиптических фильтров, основанные на использовании частотно-независимой комбинированной (взаимной индуктивной и внешней емкостной) связи в полосе пропускания между колебательными системами с частичным включением.
4. Разработана методика расчета и установлена закономерность чередования знаков дополнительных перекрестных коэффициентов связи между колебательными системами в полосовых фильтрах, которая позволяет реализовать заданные значения частот режекции в полосе заграждения эллиптических фильтров.
5. Разработана методика расчёта эллиптических фильтров на основе каскадного включения полосового фильтра с широкой полосой пропускания и двух режекторных фильтров с различными полосами заграждения, которые позволяют одновременно обеспечить требуемый уровень затухания вне полосы рабочих частот, заданные значения частот режекции и малые прямые потери.
Практическая значимость. Закономерности, выявленные в результате
исследований частотно - зависимых коэффициентов связи эллиптических
полосовых фильтров и их селективных свойств, способствуют выбору
оптимальной конструкции при проектировании фильтра. Разработаны
оригинальные конструкции полосовых эллиптических фильтров на
сосредоточенных контурах и распределённых резонаторах, позволяющие
конструировать фильтры во всём телевизионном диапазоне частот 400 - 1000
МГц. Разработаны новые конструкции эллиптических полосовых фильтров,
позволяющие разрабатывать компактные фильтры с улучшенными
11
характеристиками. Разработана и промоделирована конструкция эллиптического фильтра на основе каскадного включения полосового фильтра с широкой полосой пропускания и режекторного фильтра с двумя полосами заграждения. Разработаны отвечающие условиям физической реализуемости и оптимальные в рамках современных требований по массо-габаритным показателям, селективным свойствам и уровню потерь конструкции двухконтурных эллиптических полосовых фильтров с комбинированной связью и частичным включением контуров; эллиптических фильтров на сосредоточенных контурах и резонаторах с перекрестными связями.
Устройства, разработанные на основе результатов диссертационной работы, внедрены на предприятии производства оборудования ТВ- и радиовещания, а также используются в учебном процессе, что подтверждается соответствующими актами.
На оригинальную конструкцию эллиптического полосового фильтра, содержащего два параллельных контура с частичным индуктивным включением и последовательный контур связи, подключенный к параллельным контурам также частично, получен патент на изобретение.
Апробация результатов работы. Основные результаты работы
докладывались и обсуждались на следующих научно-технических
конференциях международного, всероссийского и регионального масштабов:
«Наука, Технологии, Инновации. - 2011, 2012», г. Новосибирск;
«Информатика и проблемы телекоммуникаций - 2011», Российская научно-
практическая конференция, электронно-физическая секция, г. Новосибирск;
«Наука, образование, бизнес - 2011, 2012», г. Омск; «Intern. Siberian
Workshops on Electron Devices and Materials EDM - 2011», г. Новосибирск
(Эрлагол); «Современные проблемы телекоммуникаций - 2012, 2013»
Российская научно-техническая конференция, электронно-физическая
секция, г. Новосибирск; «Современные проблемы радиоэлектроники - 2012»,
г. Красноярск. Кроме того, материалы диссертации были апробированы при
12
проведении занятий в НГТУ по курсу «Основы цифровой аудио и видео техники» и опубликованы в учебном пособии: Разинкин В.П. Основы цифровой аудио- и видеотехники. Часть 2 : учеб. Пособие / В.П. Разинкин, A.A. Абросимов. - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2011. - 84 с.
Публикации. По материалам диссертации подготовлено 13 публикаций: 5 статей соответствуют перечню периодических изданий, рекомендуемых ВАК; 8 статей и докладов опубликованы в сборниках и материалах Международных и Российских конференций.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка использованной литературы. Объём работы составляет 152 страницы машинописного текста, включая 65 рисунков, 3 таблицы и список литературы из 97 наименований.
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПОЛИНОМИАЛЬНЫХ ФИЛЬТРОВ
В данном разделе рассмотрены основы теории электрических фильтров полиномиального типа. Показаны трудности физической реализации элементов баттервортовского и чебышевского узкополосных фильтров. В аналитическом виде сформулирован критерий оценки избирательных свойств баттервортовских, чебышевских и эллиптических фильтров. На основе интегральных ограничений Боде-Фано предложены и теоретически обоснованы методы улучшения физической реализуемости элементов узкополосных фильтров метрового и дециметрового диапазона частот.
1.1. Электрические фильтры
Электрические фильтры различного вида находят широкое применение практически во всех радиотехнических системах и устройствах. Они предназначены для частотной селекции принимаемых и передаваемых высокочастотных сигналов, а также для подавления помех и шумов в различных частотных диапазонах. Кроме того, фильтры используются для согласования и трансформации комплексных нагрузок, построения цепей задержки и замедляющих систем, для развязки трактов приема и передачи высокочастотных сигналов.
В общем случае фильтры являются пассивными взаимными устройствами и характеризуются заданной частотной зависимостью вносимого в тракт затухания. Следует отметить, что в цифровых системах связи, системах спутникового и эфирного телевещания используется большое число фильтров, различающихся по назначению и диапазону частот. Прежде всего, это полосовые фильтры, используемые для фильтрации телевизионных сигналов на выходе передающих устройств, а также для подавления паразитных комбинационных составляющих в преобразователях частоты, которые являются важнейшей составной частью телевизионных модуляторов. Такие полосовые фильтры в телевизионной
технике называются канальными фильтрами. Полоса пропускания канальных фильтров во всем диапазоне частот эфирного и кабельного телевидения составляет 8 МГц, как для аналоговых, так и для цифровых стандартов.
В радиотехнике, связи и телевидении находят также широкое применение фильтры нижних частот, фильтры верхних частот и режекторные или полосно-запирающие фильтры, которые в том или ином виде входят в состав сложных частотно-избирательных систем [3, 9, 17, 21]. Для фильтра любого вида одной из основных характеристик является форма амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), и прежде всего крутизна ската АЧХ, определяющая селективные или избирательные свойства.
В связи с повышением спектральной эффективности цифровых телевизионных стандартов возрастают требования к избирательным свойствам канальных фильтров, что вызывает необходимость создания новых подходов и принципов их построения. При этом к техническим характеристикам канальных фильтров предъявляются все более высокие требования, а именно:
• увеличение крутизны скатов АЧХ;
• уменьшение прямых потерь в полосе пропускания;
• снижение уровней внеполосного излучения для обеспечения электромагнитной совместимости радиотехнических систем и средств связи;
• обеспечение равномерной характеристики группового времени запаздывания (ГВЗ) в полосе пропускания для высококачественной неискаженной передачи сигналов;
• снижение массы и габаритов фильтров;
• повышение надёжности и технологичности для снижения стоимости фильтров.
В существующей в настоящее время литературе в достаточно систематизированном виде изложена классическая теория фильтров, в
основе которой лежит полиномиальная и квазиполиномиальная аппроксимация АЧХ. Однако данная теория не решает задачу обеспечения хорошей физической реализуемости элементов фильтров, выполненных в сосредоточенном и распределенном элементном базисе. Под термином хорошая физическая реализуемость элементов обычно понимается такой диапазон значений сосредоточенных индуктивностей и емкостей, волновых сопротивлений и длин отрезков линий передачи, который обеспечивает собственную добротность более 200-250. Без решения задачи улучшения физической реализуемости элементов невозможно обеспечить малые прямые потери в полосе пропускания фильтра, что принципиально необходимо при работе с высокочастотными сигналами большой мощности. Это связано с тем, что основным режимом работы радиопередающих устройств является работа на высоком уровне мощности. Классическая теория фильтров также не позволяет обеспечить избирательность, близкую к предельно достижимой, поскольку в ней не предусмотрен произвольный выбор частот режекции в полосе заграждения до начала синтеза фильтра. То есть, при синтезе фильтра частоты режекции в полосе заграждения не входят в перечень исходных данных. Особенно остро перечисленные выше особенности проявляются в узкополосных фильтрах. Отметим, что чаще всего в радиотехнических системах и устройствах, в том числе телевизионных, применяются именно узкополосные фильтры. Поэтому настоящая работа посвящена разработке новых схемотехнических решений и методик расчета для высокоизбирательных полосовых фильтров с хорошей физической реализуемостью элементов, а также исследованию их частотных свойств.
В классической теории основной задачей при синтезе полиномиальных
фильтров является получение заданной избирательности при минимальном
количестве реактивных элементов, в том числе распределенных. Отметим,
что для фильтров нижних частот количество реактивных элементов
определяет порядок фильтра. Для полосовых фильтров за счет
соответствующих конформных видов частотного преобразования [1, 27]
16
порядок фильтра равен количеству колебательных систем, или резонаторов, входящих в его состав. При этом исходная емкость фильтра нижних частот преобразуется в параллельный колебательный контур, а индуктивность - в последовательный контур [27, 35, 75].
В метровом и дециметровом диапазоне длин волн для построения полосовых фильтров малой и средней мощности широко используются электрические структуры, состоящие из сосредоточенных катушек индуктивности и конденсаторов. Такие £С-фильтры, если не учитывать диссипативные потери, можно в первом приближении рассматривать как чисто реактивные пассивные четырехполюсники. В дециметровом и сантиметровом диапазоне вместо сосредоточенных катушек индуктивности и конденсаторов используют отрезки коаксиальных, микрополосковых, волноводных и спиральных линий передачи, замкнутых или разомкнутых на конце. Эти фильтры также являются пассивными реактивными четырёхполюсниками, причем с большим основанием, чем £С-фильтры, поскольку распределенные элементы за счет увеличения габаритных размеров имеет более высокую добротность по сравнению с сосредоточенными катушками индуктивности и конденсаторами.
Для компенсации влияния диссипативных потерь на малом и среднем
уровне мощности применяют каскадное построение фильтров с
использованием согласованных развязывающих усилительных каскадов,
выполненных на транзисторах или современных интегральных микросхемах.
В этом случае упрощается настройка и конструктивная реализация фильтров.
Отметим, что на малом уровне мощности в активном фильтре в качестве
первого каскада можно применить фильтр на поверхностных акустических
волнах (ПАВ), который за счет высокого порядка имеет крутизну ската АЧХ
до 40 дБ/ МГц. Однако за полосой пропускания качество фильтрации
значительно ухудшается. Поэтому второй каскад активного фильтра
выполняется на обычных ЬС- элементах. Существенным недостатком такого
построения активного фильтра является большая величина прямых потерь
17
первого каскада (15-20 дБ), что во многих случаях оказывается недопустимым.
Похожие диссертационные работы по специальности «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения», 05.12.04 шифр ВАК
Многослойные многопроводниковые полосковые резонаторы и устройства частотной селекции сигналов на их основе2022 год, доктор наук Лексиков Андрей Александрович
Исследование СВЧ фильтров с широкими полосами заграждения на плавно-нерегулярных линиях передачи2012 год, кандидат технических наук Клименко, Денис Николаевич
Синтез и проектирование микроволновых ступенчатых эллиптических фильтров2017 год, кандидат наук Авгари Файз Салех Али
Импедансные фильтры на поверхностных акустических волнах с веерными преобразователями2002 год, кандидат технических наук Аверкин, Сергей Владимирович
Микрополосковые фильтры с близкими к уравновешенным связями в полосе пропускания2001 год, кандидат технических наук Лалетин, Николай Викторович
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Абросимов, Артём Александрович, 2013 год
ЛИТЕРАТУРА
1. Ханзел Г.Е. Справочник по расчету фильтров. США, 1969. Пер. с анг., под ред. А.Е. Знаменского. М.: Сов. Радио. - 1974. - 288 С.
2. Венедиктов В.Б., Гребнев В.Н. Расчёт полосно-пропускающих фильтров СВЧ на свёрнутых полуволновых микрополосковых резонаторах // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Общетехническая. - 1979 - вып.11. - С. 113-118.
3. Разинкин В.П. Канальные фильтры для систем цифрового телевещания / В.П. Разинкин, С.Ю. Матвеев. АПЭП - 2010: Труды 10 междунар. науч.-техн. конф. - Новосибирск: НГТУ, 2010. - Т.4. - С. 69 - 71.
4. Разинкин В.П. Основы цифровой аудио- и видеотехники. Часть 2: учеб. пособие / В.П. Разинкин, A.A. Абросимов. - Новосибирск : Изд-во НГТУ. -2011.-84 С.
5. Yu С.-С. and Chang К., Novel compact elliptic-function narrow-band bandpass filters using microstrip open-loop resonators with coupled and crossing lines // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. - vol. 46. no. 7, - 1998. - P. 952-958.
6. Алексеев О.В., Грошев Г.А., Чавка Г.Г. Многоканальные частотно-разделительные устройства и их применение, Радио и связь. - 1981. - 136 С.
7. Тюрнев В.В. Влияние соотношения индуктивной и емкостной составляющих коэффициентов связи резонаторов на величины этих коэффициентов в настроенном фильтре сверхвысоких частот // Материалы международной конференции АПЭП 2008. - Новосибирск. - Т.4. - С. 97-100.
8. Беляев Б.А., Тюрнев В.В. Частотно-зависимые коэффициенты связи микрополосковых резонаторов // Электронная техника. Сер. СВЧ-техника. -1992. -№ 4. -С. 23-27.
9. Алексеев Л.В., Знаменский А.Ю., Лоткова Е.Д. Электрические фильтры метрового и дециметрового диапазонов. - М.: Связь. - 1976. - 280С.
10. Тюрнев B.B. Коэффициент связи асимметричной пары связанных сверхвысокочастотных резонаторов // Радиотехника и электроника. - 2002. -Т.47. - № 1.-С. 5-13.
11. Разинкин В.П. Микрополосковый фильтр СВЧ / В.П. Разинкин, С.Ю. Матвеев // Известия вузов. Радиоэлектроника, Киев. - 2001. - Т. 44. - № 7-8. -С. 38-41.
12. Горбачев А.П. Полосовые фильтры СВЧ на многослойных полосковых линиях / А.П. Горбачев, Е.А. Ермаков // Электросвязь. - 2008. - № 7. - С.41-44.
13. Волохин A.C. Автоматизированный синтез широкополосных согласующих и согласующее-корректирующих цепей / A.C. Волохин, Г.Н. Девятков // Научный вестник НГТУ. - Новосибирск. - 2008. - № 1. - С.69-82.
14. Разинкин В.П., Матвеев С.Ю. Узкополосный фильтр. Патент на изобретение РФ № 2185693. Опубл. 20.07.2002. БИ № 20.
15. Смирнов A.B., Пескин А.Е. Цифровое телевидение: от теории к практике. - М.: Горячая лиия-Телеком. - 2005. - 352 С.
16. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов: учебник для вузов. 2-е изд. - СПб: Питер. - 2007. - 751 С.
17. Першин В.Т. Основы современной радиоэлектроники: учеб. пособие. -Ростов-На-Дону: Феникс. - 2009. - 541 С.
18. Charles Poynton. Digital Video and HDTV Algorithms and Interfaces / Morgan Kaufmann Publishers. - 2007. - 697 P.
19. Разинкин В.П. Основы цифровой аудио и видеотехники: учеб. пособие /В.П. Разинкин, В.Н. Удалов. - Новосибирск. - 2010. -4.1 -95 С.
20. Знаменский А.Е., Попов Е.С. Перестраиваемые электрические фильтры. -М.: Связь. - 1979. - 128 С.
21. Вайсблат A.B. Коммутационные устройства СВЧ на полупроводниковых диодах. - М.: Радио и связь. - 1987. - 120 С.
22. Горбачев А.П. Синтез микроволновых устройств на связанных линиях передачи: монография / А.П. Горбачев - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. -414 С.
23. Разинкин В.П. Широкополосные управляемые СВЧ устройства высокого уровня мощности: монография / В.П. Разинкин, В.А. Хрусталев, С.Ю. Матвеев. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. - 316 С.
24. Золотарев И.Д. Переходные процессы в колебательных системах и цепях. / И.Д. Золотарев, Я.Э. Миллер. М.: Радиотехника, 2010. - 304 С.
25. Рубанович М.Г. Широкополосные аттенюаторы и нагрузки большой мощности для радиопередающей аппаратуры. / М.Г. Рубанович, Ю.В. Востряков, В.А. Хрусталев, В.П. Разинкин М.:Электронные компоненты, 2004,-№9.-С. 23-25.
26. Бачинина E.JI., Левицкий В.К. Экспериментальное исследование полосно-пропускающих фильтров на спиральных резонаторах // Радиотехника и электроника. - 1994. - Т. 39. - вып. 5. - С. 724 - 728.
27. Маттей Г.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и сепии связи. Т.1 и 2. - М.: Связь, 1971/1972.-439 С./313 С.
28. Веселов Г.И., Егоров E.H., Алехин Ю.Н. Микроэлектронные устройства СВЧ: Учеб. Пособие для радиотехнических специальностей вузов. - М.: Высш. шк., 1988. - 280 С.
29. Кисель В.А. Аналоговые и цифровые корректоры: Справочник - М.: Радио и связь, 1986. - 184 С.
30. Ред Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике: Схемы, блоки, 50-ом-ная техника: Пер. с нем. - М., 1990. - 256 С.
31. Мазепова О.И., Мещанов В.П., Прохорова Н.И., Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Справочник по элементам полосковой техники / Под ред. А.Л. Фельдштейна. - М.: Связь, 1979. - 336 С.
32. З.А. Гетзингер. Связанные прямоугольные стержни между параллельными пластинами. Перевод Акимовой О. И., ЛЭИС 1972.
33. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств. Под редакцией Вольмана В.И., М: Издательство «Радио и связь», 1982.
34. A.A. Лангин. Расчёт электрических фильтров, г. Рига, Зинатне, 1974.
35. Л.В. Алексеев, А.Е. Знаменский. Автоматизация проектирование фильтров СВЧ., М.: Связь, 1977.
36. С.И. Бахарев, В.И. Вольман, Ю.Н. Либ. Справочник по расчёту и конструированию СВЧ полосковых устройств под ред. Вольмана В. И., М.: Радио и связь, 1982.
37. В.И. Васильев, Т.Н. Гутман, В.В. Павловский. Проектирование технологических процессов изготовления РЭА, М.: Радио и связь, 1979.
38. П.П. Гелль, Н.К. Иванов-Есипович. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры, Л.: Энергомашиздат, 1984.
39. В.И. Голубев,И.С. Ковалёв,Е.Г. Кузнецов. Конструирование и расчёт полосковых устройств. Учебное пособие для ВУЗов под ред. Ковалёва С. И., М.: Советское радио, 1974.
40. Л.Г. Малорацкий, Л.Р. Явич. Проектирование и расчёт СВЧ элементов на полосковых линиях, М.: Советское радио, 1972.
41. М.И. Финкелыитейн. Гребенчатые фильтры, М.: Советское радио, 1969.
42. Д. Херреро, Г. Уиллонер. Синтез фильтров, М.: Советское радио, 1971.
43. К. Гупта К., Р. Гардж , Р. Чадха. Машинное проектирование СВЧ устройств, М.: Радио и связь, 1987.
44. Д.Б. Халяпин. Фильтры СВЧ-приемных устройств. М.: Связь, 1966.
45. В.М. Агафонов, C.B. Мушенко, В.Э. Санников. Структурный и параметрический синтез широкополосных фильтров СВЧ с широкой полосой заграждения. - Таганрог. - 1979.
46. A.M. Модель. Фильтры СВЧ в радиорелейных системах. М.: Связь, 1967.
47. Р. Зааль. Справочник по расчету фильтров. М.: Изд-во Радио и связь, 1983.
48. В.И. Вольман, Ю.В. Пименов, Техническая электродинамика, Учебник. М.: Связь, 1971.
49. Л.Г. Малорацкий, Л.Р. Явич. Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях, М.: Изд-во "Советское радио", 1972.
50. ПЛ. Чебышев. Полное собрание сочинений, Изд-во АН СССР, М.-Л, т. 1, 1946- 1951.
51. Я.Н. Фельд. Техника сверх высоких частот. М.: Изд-во "Советское радио" т. 1, 1952.
52. Т.Ю. Куцко. Расчет полосовых фильтров, М.- Л., Изд-во "Энергия", 1965.
53. М.А.Силаев, С.Ф. Брянцев. Положение матриц и графов к анализу СВЧ устройств, М.: Изд-во Советское радио, 1952.
54. П. Леонченко., А.Л. Фельдштейн., Л.А. Шепелянский. Расчет полосковых фильтров на встречных стержнях, справочник, М.: Изд-во "Связь" ,1975.
55. Н.С. Кочанов. Основы синтеза линейных электрических цепей во временной области, М.: Изд-во "Связь", 1967.
56. Л. Книшевская, В.Шугуров. Анализ микрополосковых линий, Вильнюс: Изд-во "Мокслас", 1985.
57. В.И. Голубев, И.С. Ковалев, Е.Г. Кузнецов. Конструирование и расчет полосковых устройств. Учебное пособие для вузов. Под редакцией чл.-корр. Академии наук БССР проф. И.С. Ковалева. М.: Изд-во "Советское радио", 1974.
58. В. Фуско. СВЧ цепи. Анализ и автоматизированное проектирование. М.: Изд-во " Радио и связь", 1990.
59. Ю.А. Быстров, Я.М. Великсон, В.Д. Вогман. Электроника. Справочная книга, СПб.: Энергоатомиздат., 1996.
60. Т.Г.Марков, Е.Н. Васильев. Математические модели прикладной электродинамики. М.:1. Советское радио, 1970.
61. Ю.Сазонов Д.М., Гридин А.Н., Мищустин Б.А. Устройства СВЧ. Под. ред. Д.М. Сазонова. М: Высшая школа, 1981.
62. Вай Кайчань. Теория и проектирование широкополосных согласующих цепей. -М.: Связь, 1979.
63. Е.И.Нефёдов, А.Т. Фиалковский. Полосковые линии передачи. -М.: Наука, 1980.
64. Справочник «Фильтры на поверхностных акустических волнах. Расчет, технология и применение». Под. ред. Г. Мэт-тьюза, М.: Радио и связь, 1981.
65. Д.А.Кабанов. Функциональные устройства с распределенными параметрами. М.: Советское радио, 1979.
66. Б.А. Абубакиров, К.Г. Гудков, Э.В. Нечаев. Измерение параметров радиотехнических цепей. Под. ред. В.Г. Андрюшенко, Б.П. Фатеева. М.: Радио и связь, 1984.
67. J.A. Curtis, S.J. Fiedziuszko. Miniature dual mode microstrip filters // IEEE MT-S, Int. Microwave Symp. Dig. - Boston. - 1991. - P. 443-446.
68. Mi-Hyun Son, Sung-Soo Lee, Young-Jin Kim. Low-Cost Realization of ISM Band Pass Filters Using Integrated Combline Structure // IEEE Asia-Pacific Microwave Conference. - 2000. - P. 1294-1297
69. Zen-Tsai Kuo, Ming-Jyh Maa, and Ping-Han Lu. A Microstrip Elliptic Function Filter with Compact Miniaturized Hairpin Resonators // IEEE Microwave and Guided Wave Letters. - vol. 10. - No. 3. - 2000.
70. K.S.K.Yeo, M.J.Lancaster and J.-S.Hong. The design of microstrip six pole quasi elliptic filter with linear phase responses using extracted pole technique // IEEE trans. Microwave Theory and Techniques. -MTT-49. - Feb. (2001) 321.
71. E. Williams. A four-cavity elliptic waveguide filter // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. - vol. 18. - P. 1109—1114. - Dec. 1970.
72. J.-S. Hong and M. J. Lancaster. Design of highly selective microstrip bandpass filters with a single pair of attenuation poles at finite frequencies // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. - vol. 48. - no. 7. - P. 1098-1106. - 2000.
73. Бергер M.H., Дедов В.В. Линейно - фазовые фильтры СВЧ // Зарубежная радиоэлектроника №1. Радио и Связь. - 1983 г. - С. 44-51.
74. Бергер М.Н., Дедов В.В. Линейно - фазовые фильтры СВЧ // Зарубежная радиоэлектроника №1. Радио и Связь. - 1983 г. - С. 44-51.
75. Бергер М.Н. Фильтры СВЧ с дополнительными параллельными связями // Зарубежная радиоэлектроника №1. Радио и Связь. - 1983 г. - С. 34-43.
76. Sorkin A. R.. The compact microwave filters, Microwave Electronics // Measurements, Identification, Applications MEMIA 2003: Proceedings of the 4-th IEEE - Russia conference. - P. 60 - 66. - December 18-21. - 2003. - Novosibirsk.
77. Sorkin A. R.. Waveguide band-pass filters on the lumped elements // Microwave Electronics: Measurements, Identification, Applications MEMIA 2003: Proceedings of the 4-th IEEE - Russia conference. - P. 119 - 120. - September 18-20. - 2001. - Novosibirsk.
78. Нейман Л. С. Обобщение теории цепей на волновые системы. - М.: Энергия, 1965.- 192 С.
79. Абросимов. А.А., Разинкин В.П. Полосовые фильтры с частичным включением резонаторов // Наука. Технологии. Инновации: труды Всероссийской научной конференции молодых учёных. - Новосибирск. -2011.-С. 285-287.
80. Абросимов А. А., Разинкин В.П. Узкополосные фильтры на сосредоточенных элементах // Информатика и проблемы телекоммуникаций: материалы Российской научно-практической конференции. - Новосибирск. -2011.-Т. 1 - С. 466^468.
81. Абросимов А.А., Разинкин В.П. Фильтры на спиральных резонаторах с перекрестными связями // Наука, образование, бизнес: материалы
региональной научно-практической конференции. - Омск. - 2011. - С. 114116.
82. Abrosimov А.А., Razinkin V.P. Phase-shift keying device based on tunable filter // International Siberian Workshop and Tutorials on Electron Devices and Materials EDM 2011: Proceedings of the 10th annual international conference. -Novosibirsk. - 2011. - P. 186-188. [СВЧ фазовый манипулятор на основе перестраиваемых фильтров].
83. Абросимов А.А. Разинкин В.П. Мехтиев А.Д. Амплитудный детектор на основе фильтрового диплексера // Современные проблемы телекоммуникаций: материалы Российской научно-технической конференции. - Новосибирск. - 2012. - С. 242-245.
84. Разинкин В.П., Абросимов А.А., Мехтиев А.Д. СВЧ выключатели на основе фильтровых структур // Наука, образование, бизнес: материалы Российской научно-практической конференции. - Омск. - 2012. - С. 193-195.
85. Абросимов А.А., Разинкин В.П., Мехтиев А.Д. Широкополосный СВЧ коммутатор // Современные проблемы радиоэлектроники. - Красноярск. -2012.-С. 287-289.
86. Абросимов А.А., Разинкин В.П. Полосовые фильтры с эллиптическими характеристиками // Научный вестник НГТУ. - 2012. - № 1 (46). - С. 149156.
87. Разинкин В.П., Хрусталев В.А., Рубанович М.Г., Востряков Ю.В., Абросимов А.А. Широкополосная амплитудно-частотная коррекция // Радиопромышленность. -2012. -№ 1. - С. 31-41.
88. Разинкин В.П., Абросимов А.А., Мехтиев А.Д. Анализ переходных процессов в нестационарных частотно-избирательных цепях // Научный вестник НГТУ. - 2012. - № 2 (47). - С. 115-120.
89. АбросимовА.А., Разинкин В.П. Высокоизбирательные фильтры на спиральных резонаторах // Радиопромышленность. - Москва. - 2012. - Вып. № 1.-С. 21-31.
90. Абросимов А.А., Разинкин В.П. Эллиптические фильтры на сосредоточенных элементах // Доклады ТУСУРа. - 2012. - № 2. - часть 2. -С. 29-31.
91. Абросимов А.А. Полосно-пропускающие фильтры с комбинированной связью // Современные проблемы телекоммуникаций: материалы Российской научно-технической конференции. - Новосибирск. - 2013. - С. 255-258.
92. Седышев Э.Ю. Синтез эллиптических фильтров СВЧ диапазона. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Г. Санкт-Петербург, 2005. - 136 С.
93. М. Banu, Y. Tsividis. An elliptic continuous-time CMOS filter with on-chip automatic tuning // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - vol. 20. - P. 1014— 1021.- 1985.
94. D. C. Rebenaque, F. Q. Pereira, J. P. Garcia, A. A. Melcon, and M. Guglielmi. Two compact configurations for implementing transmission zeros in microstrip filters // IEEE Microw. Wireless Compon. Lett. - vol. 14. - no. 10. - P. 475-477. - Oct. 2004.
95. U. Rosenberg and S. Amari. Novel coupling schemes for microwave resonator filters // IEEE Trans. Microw. Theory Tech. - vol. 50. - no. 12. - P. 2896-2902.-Dec. 2003.
96. S. Amari and U. Rosenberg. New building blocks for modular design of elliptic and self-equalized filters // IEEE Trans. Microw. Theory Tech. - vol. 52. -no. 2. - P. 721-736. - Feb. 2004.
97. Абросимов. A.A., Разинкин В.П. Эллиптические фильтры на спиральных резонаторах // Наука. Технологии. Инновации: труды Всероссийской научной конференции молодых учёных. - Новосибирск. -2012.-Часть 2.-С. 217-219.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.