Компактные фильтры СВЧ на базе микрополосковых шпилечных резонаторов с заземляющими отверстиями тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Харланов Дмитрий Валентинович

• Харланов Дмитрий Валентинович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Харланов Дмитрий Валентинович

ВВЕДЕНИЕ

1 ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ И АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ ТОПОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ И ПОДХОДОВ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ МИКРОПОЛОСКОВЫХ ФИЛЬТРОВ

1.1 Анализ известных топологических решений для построения микрополосковых фильтров

1.2 Постановка задачи синтеза и анализ подходов к проектированию микрополосковых фильтров

1.3 Выводы

2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФИЛЬТРА НА ДВУХ ПРОТИВОНАПРАВЛЕННЫХ ШПИЛЬКАХ С ОДНИМ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫМ ОТВЕРСТИЕМ В КАЖДОМ РЕЗОНАТОРЕ

2.1 Обоснование эффекта от введения в полуволновый резонатор металлизированного отверстия

2.2 Задачи синтеза фильтра и обзор этапов его проектирования

2.3 Решение задач анализа и синтеза в Н^Б

2.4 Теоретические основы построения методики синтеза фильтров

2.5 Один из возможных алгоритмов проектирования фильтра на двух шпилечных резонаторах с отверстием

2.6 Три различных способа размещения полюсов 4-полюсника при переходе к нему от фильтра на двух шпилечных резонаторах

2.7 Пример характеристик 2п-полюсника и фильтра после выполнения условий резонанса и согласования

2.8 Выводы

3 МЕТОДИКА СИНТЕЗА И АЛГОРИТМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФИЛЬТРА НА ШПИЛЕЧНЫХ РЕЗОНАТОРАХ С ОТВЕРСТИЯМИ

3.1 Предварительный этап разработки методики синтеза

3.2 Результаты сопоставления характеристик фильтра и 2п-полюсника

3.3 Окончательная корректировка параметров фильтра

3.4 Алгоритм проектирования фильтра заданной топологии

3.5 Проектирование фильтра с полосой пропускания от 0,9 до 1,1 ГГц

3.6 Выводы

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФИЛЬТРА ИЗ ТРЕХ

ШПИЛЕЧНЫХ РЕЗОНАТОРОВ И ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ФИЛЬТРОВ

4.1 Проектирование микрополоскового фильтра из трех шпилечных резонаторов

4.2 Исследование зависимости ширины ОПП одного шпилечного резонатора от зазора между плечами шпильки и ширины плечей шпильки

4.3 Исследование ширины ФПП фильтра из двух шпилек

4.4 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ ООО «РАТЕМ». 164 ПРИЛОЖЕНИЕ Б

АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ В ООО «ЭКСПЕРТ ГРУПП»

ПРИЛОЖЕНИЕ В

АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ В НИР ИРТСУ .. 166 ПРИЛОЖЕНИЕ Г

АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС НА КАФЕДРЕ ТОР

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Компактные фильтры СВЧ на базе микрополосковых шпилечных резонаторов с заземляющими отверстиями»

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Для того чтобы сформулировать цель диссертационной работы и обосновать ее актуальность проведем краткий обзор состояния вопроса в области проектирования полосовых микрополосковых фильтров (ПМПФ).

Вопросами проектирования микрополосковых фильтров (МПФ) разработчики начали заниматься еще в 60-х годах прошлого века, поэтому история развития фильтров этого типа насчитывает более 60 лет. Известно [1-24] большое число традиционных топологических решений построения ПМПФ и методы их проектирования. К ним относятся хорошо известные фильтры из полуволновых резонаторов с четвертьволновой длиной области связи, гребенчатые и встречно-стержневые фильтры на четвертьволновых резонаторах и ряд других простейших фильтров. Такие фильтры являются совокупностью отрезков однородной по ширине микрополосковой линии, или состоят из отрезков ступенчатой линии.

В настоящее время ПМПФ используются для частотной селекции сигналов на входе устройств, принимающих сигналы малой мощности в диапазоне от 300 МГц до 20 ГГц. Анализ последних публикаций [25-37] в области разработки новых схемных и топологических решений ПМПФ, а также методов проектирования этих устройств показал, что данная тематика по-прежнему является актуальной.

В отдельный класс ПМПФ можно выделить фильтры, состоящие из так называемых шпилечных резонаторов [38-45]. Шпилечный резонатор представляет собой полуволновый резонатор, свернутый пополам, так что после сворачивания он образует объект, похожий на женскую шпильку. Два плеча этой шпильки, как правило, параллельны друг другу, и, в общем случае, эти плечи не обязательно имеют одинаковую длину и ширину.

Традиционные фильтры из шпилечных резонаторов подразделяются на два вида - фильтры из противонаправленных шпилек и фильтры из сонаправленных шпилек. В первом случае каждая из шпилек фильтра сориентирована так, что ее

концы направлены в сторону, противоположную направлению концов соседней шпильки. В случае сонаправленного включения шпилек все их концы направлены в одну сторону. Очевидно, что свойства этих фильтров будут существенно отличаться друг от друга, приблизительно настолько, насколько отличаются свойства фильтра на встречных стержнях от свойств фильтра гребенчатого типа.

Независимо от вида фильтра из шпилечных резонаторов, все они обладают одним существенным недостатком, который свойственен любому фильтру, образованному из полуволновых резонаторов [46-48]. Этим недостатком является наличие резонанса на частоте воздействия, при которой на геометрической длине резонатора укладывается целая длина волны в линии X. Эта частота всего лишь в два раза выше частоты основного (самого низкочастотного) резонанса, когда на геометрической длине резонатора укладывается половина длины волны в линии Х/2. Таким образом, многорезонанстность, характерная для отрезков микрополосковых линий, приводит, в данном случае, к возникновению первой паразитной полосы пропускания в окрестности удвоенной средней частоты основной полосы пропускания (ОПП). А это обстоятельство, в свою очередь, обусловливает слишком узкую верхнюю полосу заграждения фильтра.

Надо заметить, что некоторые разработчики фильтров формально переводят первую паразитную полосу пропускания из разряда отрицательных факторов в разряд положительных, говоря о том, что они проектируют двухдиапазонный и даже многодиапазонный фильтр [56-65]. При этом способы разделить сигналы разных диапазонов, которые в процессе эксплуатации будут одновременно присутствовать на выходе такого многодиапазонного фильтра, они не рассматривают. А эти способы требуют использования дополнительного фильтрующего устройства - диплексера.

Чтобы преодолеть указанный недостаток фильтров из полуволновых резонаторов и расширить их полосу заграждения используют разные подходы. Существует способ подавления первой паразитной полосы пропускания за счет соответствующего выбора длины области связи между соседними резонаторами [23]. Некоторые решения [49-55] основаны на двухстороннем размещении

элементов фильтра на диэлектрической подложке или на использовании травление на металлизированной стороне подложки определенных щелевых элементов.

В данной диссертации используется иной подход для устранения паразитной полосы пропускания на удвоенной частоте основной полосы пропускания. Он базируется на преобразовании простого полуволнового резонатора в совокупность двух четвертьволновых резонаторов.

Известно, что четвертьволновый резонатор имеет второй резонанс на частоте в три раза выше, чем частота основного (низкочастотного) резонанса. Это обусловливает определенное преимущество фильтров, построенных из четвертьволновых резонаторов, по сравнению с фильтрами из полуволновых резонаторов.

Для расширения полосы заграждения само собой напрашивается решение перейти от полуволнового резонатора в фильтре на шпильках к четвертьволновым резонаторам. И это очевидное решение, основной сутью которого является размещение металлизированного отверстия в центре полуволнового резонатора, уже было предложено ранее. Действительно, как будет показано в следующих главах, закорачивание средней точки резонатора приводит к невозможности получить резонанс на частоте воздействия, при которой на геометрической длине резонатора укладывается целая длина волны в линии X. Тем самым полоса заграждения фильтра потенциально расширяется в два раза.

С другой стороны, такое, казалось бы, незначительное изменение в структуре резонатора, обеспечивающее столь существенное улучшение характеристик фильтра, приводит к тому, что все прежнее методы синтеза шпилечных фильтров перестают работать. В подтверждение этого не нашлось ни одной публикации, в которой был бы изложен подход к проектированию фильтров на более чем двух шпилечных резонаторах с металлизированным отверстием посередине резонатора.

Поэтому поиск подходов к проектированию фильтров, образованных шпилечными резонаторами с металлизированным отверстием в центре сгиба каждого резонатора, является интересной и, несомненно, актуальной задачей, решению которой и посвящена настоящая диссертация.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ. Целью диссертации является разработка эффективной методики проектирования полосовых микрополосковых фильтров на шпилечных резонаторах и улучшение их электрических характеристик путем введения в резонаторы металлизированных отверстий, что позволяет существенно расширить верхнюю полосу заграждения при обеспечении равномерности характеристики затухания и минимального уровня потерь в пределах основной полосы пропускания фильтра.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать полуволновый резонатор с металлизированным отверстием в центре резонатора и провести сопоставительный анализ его характеристик с характеристиками обычного полуволнового резонатора.

2. Исследовать свернутый в шпильку полуволновый резонатор с металлизированным отверстием в центре резонатора и обосновать эффект расширения верхней полосы заграждения фильтра от введения металлизированного отверстия в центр сгиба шпильки.

3. Разработать методику синтеза фильтра, образованного заданным количеством шпилечных резонаторов, на базе общей методики перехода от фильтра к 2п-полюснику.

4. Разработать алгоритм синтеза полосовых микрополосковых фильтров заданной топологии для проектирования селективного устройства в программе

5. Спроектировать несколько различных микрополосковых фильтров заданной топологии в программе НЕББ при реализуемых совокупностях исходных параметров характеристики затухания в рамках потенциальных возможностей фильтра данной структуры.

6. Исследовать два расположенных рядом и свернутых в шпильки полуволновых резонатора с металлизированным отверстием в центре сгиба шпильки и оценить влияние зазора внутри шпильки, ширины плечей шпильки и зазора между шпильками на относительную ширину основной полосы пропускания двухрезонаторного устройства.

7. Оценить потенциальные возможности полосовых фильтров заданной топологии, использование которых повысит эффективность проектирования устройства.

ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ являются полосовые микрополосковые фильтры, реализованные на базе противонаправленных шпилечных резонаторов с одним металлизированным отверстием, расположенным в центре сгиба шпильки.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ базируются на методах электродинамики, реализованных в пакете программ Н^Б, позволяющем вычислять Y-параметры и многомодовые -параметры микрополосковых устройств в трехмерных пассивных структурах произвольной формы. использует для решения уравнений

электродинамики метод конечных элементов, включающий адаптивное генерирование и деление ячеек.

При реализации алгоритма проектирования применяются численные методы решения систем трансцендентных уравнений, в которых искомые геометрические параметры фильтра являются аргументами входящих в уравнение трансцендентных функций, причем эти функции не имеют аналитического представления.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В диссертационной работе получен ряд новых результатов, которые сводятся к следующему:

1. Исследован полуволновый резонатор с металлизированным отверстием в центре резонатора и показано, что введение этого отверстия позволяет представить полуволновый резонатор как совокупность двух четвертьволновых резонаторов, что позволяет устранить паразитную полосу пропускания в окрестности удвоенной частоты основной полосы пропускания [97].

2. Сформулировано основополагающее отличие используемой методики синтеза, заключающееся в переходе от фильтра к 2п-полюснику и в решении задачи синтеза не на основе оптимизации характеристик фильтра, а на основе анализа и правильного подбора проводимостей 2п-полюсника [93-99, 106, 107].

3. Сформулированы математические соотношения, которым должны удовлетворять характеристики 2п-полюсника в пределах основной полосы пропускания [93-99, 106, 107].

4. Показано соответствие итоговых характеристик 2п-полюсника и результирующих характеристик фильтра [93-99, 106, 107].

5. Разработана методика синтеза фильтра, образованного заданным количеством шпилечных резонаторов, на базе общей методики перехода от фильтра к 2п-полюснику [97, 99].

6. Разработан алгоритм синтеза полосовых микрополосковых фильтров заданной топологии для проектирования селективного устройства в программе НЕББ [107].

7. Дана оценка потенциальных возможностей полосовых фильтров заданной топологии, использование которых повышает эффективность проектирования устройства [107].

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Предложенное топологическое решение в виде совокупности нескольких шпилечных резонаторов с металлизированным отверстием в центре сгиба шпилек позволяет более чем в 2 раза расширить полосу заграждения фильтра и обеспечить удовлетворительную равномерность характеристики затухания фильтра в пределах основной полосы пропускания. Разработанная методика проектирования микрополоскового фильтра позволяет в несколько раз (или даже на порядок) сократить продолжительность разработки фильтра рассматриваемой топологии при обеспечении высокой точности получаемых решений.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Полуволновый резонатор с металлизированным отверстием, размещенным в его центре, не резонирует на удвоенной частоте основной полосы пропускания, и его первая паразитная полоса пропускания формируется только в окрестности утроенного значения средней частоты основной полосы пропускания [95-99].

2. Для существенного расширения верхней полосы заграждения фильтра на свернутых шпилечных полуволновых резонаторах целесообразно ввести металлизированные отверстия в центр сгиба шпилек [95-99].

3. Решение задачи синтеза фильтра может быть получено не на основе анализа и управления элементами матрицы рассеяния фильтра, а на основе анализа и правильного подбора проводимостей 2п-полюсника [93-99, 106, 107].

4. От фильтра можно осуществить переход к соответствующему 2п-полюснику и на основе прототипного подхода математически сформулировать требования, предъявляемые к характеристикам 2п-полюсника, удовлетворение которых позволит обеспечить выполнение требований к характеристикам фильтра [93-99, 106, 107].

5. Формализация требований к характеристикам 2п-полюсника позволяет построить четкий и обоснованный итерационный алгоритм поиска геометрических параметров устройства, причем значения некоторых из этих параметров для следующей итерации можно рассчитывать по формулам, подставляя в них значения, полученные на текущей итерации [93-99, 106, 107].

6. Использование проводимостей 2п-полюсника для решения задачи синтеза фильтров позволяет существенно повысить эффективность проектирования за счет сокращения его продолжительности в несколько раз при обеспечении высокой точности получаемых результатов [93-99, 106, 107].

7. Полученные зависимости относительной ширины основной полосы пропускания от зазора внутри шпильки и ширины плечей шпильки позволяют разработчику выбрать оптимальное начальное приближение для геометрических размеров проектируемого фильтра и тем самым сократить продолжительность разработки [107].

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Полученные в работе результаты используются в учебном процессе на кафедре Теоретических основ радиотехники Института радиотехнических систем и управления Южного федерального университета. Они также внедрены и используются в фирмах ООО «Эксперт

Групп» и ООО «Ратем». Внедрение и использование результатов работы подтверждено соответствующими актами.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

1. Международная научная конференция. International Scientific Conference. Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW), 2019.

2. IV Международная научно-практическая конференция Science and technology research - 2022. Петрозаводск, 2022.

3. Международная научная конференция. International Scientific Conference. Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW), 2023.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 9 статей. Из них в перечне рецензируемых научных изданий, рекомендованных ВАК Минобрнауки России для публикации материалов диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора технических наук, опубликованы 3 статьи [95, 106, 107]. В сборниках трудов конференций, входящих в Scopus и/или Web of Science, опубликованы 4 статьи [93, 94, 97, 98]. В реферируемых изданиях, учитываемых в РИНЦ, опубликовано 2 работы [96, 99].

СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ. Диссертационная работа написана на русском языке, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Диссертация изложена на 167 машинописных страницах, содержит 114 рисунков, 1 таблицу и список литературы из 107 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении приведены основные квалификационные характеристики работы: обоснована актуальность проблемы, сформулированы цели и задачи исследования; представлены объект и методы исследования; указана научная новизна и практическая значимость; приведены результаты, выносимые на защиту; представлен перечень конференций, на которых была осуществлена апробация результатов; кратко рассмотрена структура диссертационной работы.

В первой главе диссертационной работы рассмотрены известные топологические решения для построения ПМПФ и основные методы синтеза этих устройств. Особое внимание уделено фильтрам на противонаправленных шпилечных резонаторах, которые являются объектом данного диссертационного исследования. В процессе критического анализа выявлены недостатки данного фильтра и намечены пути их устранения и улучшения электрических характеристик фильтра путем введения в резонаторы металлизированных отверстий. Показано, что данное усложнение конструкции резонатора позволяет трактовать его не как простой полуволновый резонатор, а как совокупность двух четвертьволновых резонаторов. С другой стороны, это усложнение конструкции резонатора приводит к необходимости разработки новой методики синтеза и алгоритма проектирования фильтров из шпилечных резонаторов с металлизированными отверстиями [97]. В итоге рассмотрения всех указанных вопросов в первой главе сформулированы цель диссертационного исследования и перечень научных задач, решение которых позволит эту цель достичь.

Во второй главе разработана математическая модель фильтра на двух противонаправленных шпильках и сформулированы основные математические условия, удовлетворение которых позволяет решить задачу синтеза рассматриваемых фильтров и построить на их основе методику и алгоритм проектирования фильтра.

Обоснован эффект от введения в полуволновый резонатор металлизированного отверстия. Сделан вывод о том, что резонатор с металлизированным отверстием не резонирует на удвоенной частоте основной полосы пропускания, и следствием этого является то, что полоса заграждения фильтра расширяется в два раза, поскольку первая паразитная полоса пропускания формируется только в окрестности утроенного значения средней частоты основной полосы пропускания [97].

Выполнена постановка задачи синтеза фильтра, рассмотрены и проанализированы укрупненные этапы проектирования микрополосковых фильтров, которыми являются:

- этап задания требований к электрическим характеристикам устройства;

- этап выбора подходящего конструктивно-топологического решения;

- этап поиска значений всех геометрических размеров фильтра, при которых этот фильтр будет обладать требуемыми по ТЗ электрическими характеристиками.

Рассмотрены функциональные возможности пакета программ Н^Б, с помощью которого будет осуществляться моделирование процессов в синтезируемом устройстве, и который позволяет решать задачу анализа и задачу синтеза фильтра. Показаны различия в подходах при традиционном решении задачи синтеза и методике, использованной в данной диссертации.

Сформулировано основополагающее отличие используемой методики, заключающееся в переходе от фильтра к 2п-полюснику и в решении задачи синтеза устройства не на основе анализа и управления элементами матрицы рассеяния фильтра, а на основе анализа и правильного подбора проводимостей 2п-полюсника.

Разработаны теоретические основы построения методики синтеза фильтров на основе использования прототипного подхода к проектированию. Введены в рассмотрение собственные проводимости резонансных элементов фильтра и проводимости связи между резонаторами. Введены в рассмотрение электрические характеристики фильтра-прототипа и выведены условия эквивалентности меду ними и соответствующими характеристиками фильтра.

Введены понятия резонансной характеристики отдельного резонансного элемента и потенциальной полосы пропускания 2п-полюсника. Сформулированы требования к проводимостям 2п-полюсника в пределах основной полосы пропускания, которые представляют собой совокупность условий формирования потенциальной полосы пропускания и условий согласования 2п-полюсника с внешними цепями в пределах этой полосы. Составлена система трансцендентных уравнений, решение которой позволяет найти геометрические размеры всех элементов 2п-полюсника и, тем самым, решить задачу синтеза фильтра. Выполнен предварительный качественный анализ основных погрешностей используемой методики проектирования.

Отмечено, что основным достоинством проводимостей 2п-полюсника является то, что они в основном зависят от геометрических параметров резонатора, на полюсе которого они определяются, и от зазоров между рядом стоящими резонаторами. Это приводит к возможности построения эффективного алгоритма проектирования, как с точки зрения уменьшения временных затрат на разработку, так и в смысле повышения точности получаемых результатов.

Рассмотрены два правомерных подхода к проектированию, отличающиеся друг от друга числом резонансных элементов, которые включаются в рассмотрение при проектировании устройства и приведены результаты проектирования фильтра на одном конкретном примере [97].

Рассмотрены три возможных варианта размещения полюсов на резонаторах 2п-полюсника и выбраны два из них, которые оптимальным образом подходят для решения задачи синтеза [97].

Приведен пример результатов синтеза конкретного фильтра, позволяющий сопоставить итоговые характеристики 2п-полюсника с результирующими характеристиками фильтра, полученными после удовлетворения условий формирования потенциальной полосы пропускания и условий согласования. Результаты подтвердили работоспособность, эффективность и достаточно высокую точность используемого подхода к проектированию фильтра [97].

В третьей главе диссертации приведены результаты разработки методики синтеза и алгоритма проектирования фильтра на двух противонаправленных шпильках.

Введены понятия заданной полосы пропускания (ЗПП), потенциальной полосы пропускания (ППП) и фактической полосы пропускания (ФПП). ЗПП определяется частотными границами, заданными в ТЗ, ППП соответствует диапазону частот, в пределах которого модуль резонансных характеристик 2п-полюсника не превышает единицу, а ФПП определяется по уровню минус 3 дБ характеристики затухания спроектированного фильтра [99, 107].

Разработан фильтр заданной топологии, обладающий удовлетворительной характеристикой затухания в пределах некоторой произвольной ФПП. Ширина

этой полосы пропускания и ее положение на частотной оси на данном этапе разработки не задавались. Значения граничных частот ФПП фильтра являлись результатом решения этой задачи и играли роль задаваемых границ ППП.

Для установления характера поведения проводимостей 2п-полюсника, фигурирующих в условиях его синтеза, и степени влияния на это поведение параметров прототипа в пределах ППП, рассмотрены характеристики трех возможных вариантов 2п-полюсников при различном размещении полюсов на резонаторах. Сделан вывод о том, что 2п-полюсник по одному из вариантов можно эффективно использовать для проектирования фильтра [97].

Выполнен поиск значений параметров прототипа, при которых ППП 2п-полюсника совпадает с ФПП фильтра. Значение этих параметров заложено в алгоритм синтеза фильтра на двух шпилечных резонаторах. На конкретном примере подтверждена состоятельность и эффективность применяемых подходов к проектированию фильтра и высокая точность получаемых результатов [99].

Разработан алгоритм проектирования фильтра на двух противонаправленных шпильках и представлена блок-схема этого алгоритма [99].

Разработанный алгоритм подробно проиллюстрирован в процессе пошагового проектирования конкретного фильтра. Приведен пример проектирования фильтра с заданной по ТЗ полосой пропускания от 0,9 ГГц до 1,1 ГГц. Результаты синтеза подтвердили правильность и эффективность использованной методики синтеза и алгоритма [99].

В четвертой главе настоящей работы приведены результаты проектирования в программе М^Б нескольких микрополосковых фильтров заданной топологии при различном числе шпилек в фильтре и реализуемых совокупностях исходных параметров характеристики затухания в рамках потенциальных возможностей фильтра данной структуры [99, 107].

Сформулированы условия формирования потенциальной полосы пропускания и условия согласования, положенные в основу синтеза фильтра на трех шпилечных резонаторах с металлизированными отверстиями [99].

Спроектирован фильтр на трех шпилечных резонаторах с металлизированными отверстиями. Результаты проектирования подтвердили применимость и эффективность использованной для проектирования методики синтеза [99].

Определен диапазон реализуемых геометрических размеров элементов фильтра, влияющих на ширину основной полосы пропускания [107].

Получена зависимость относительной ширины ФПП одного шпилечного резонатора от зазора между плечами шпильки и ширины плечей шпильки. Указанная зависимость представлена в табличном и графическом виде [107].

Исследована возможность получения максимально узких и максимально широких ФПП фильтра из двух шпилек. Получены практически важные результаты, позволяющие спроектировать узкополосный фильтр с удовлетворительной характеристикой [107].

В Заключении сформулированы основные научные и практические результаты диссертационной работы.

В Приложение вынесены документы, подтверждающие внедрение разработанного алгоритма и методики проектирования фильтров.

1 ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ И АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ ТОПОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ И ПОДХОДОВ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ

МИКРОПОЛОСКОВЫХ ФИЛЬТРОВ

1.1 Анализ известных топологических решений для построения микрополосковых фильтров

Необходимость в использовании полосовых фильтров для предварительной селекции полезного сигнала во входных цепях высококачественного приемного устройства для борьбы с шумами и сигналами по зеркальному каналу не подлежит сомнению. В диапазоне дециметровых волн и вплоть до 15-20 ГГц роль таких селективных устройств могут выполнять полосовые микрополосковые фильтры (ПМПФ).

Разработкой полосковых и микрополосковых фильтров ученые занимаются уже более 60 лет. За это время выпущено большое число монографий, учебников и других публикаций, наиболее значимыми из которых являются работы [1-19]. В 80-е годы этими разработками занимались и научные сотрудники Таганрогского радиотехнического института, которые оставили свой след в [20-23].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Харланов Дмитрий Валентинович, 2024 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кон С.Б. Экранированная связанная полосковая линия. - В кн.: Полосковые системы сверхвысоких частот. Пер. с англ./ Под ред. В.И. Сушкевича. - М.: ИЛ, 1959, с. 173 - 193.

2. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.П. Справочник по элементам волноводной техники. Изд.2-е. - М.: Сов.радио, 1967, - 651 с.

3. Емелин Б.Ф. Фильтры СВЧ на связанных линиях. - Военная академия связи, 1969. - 103 с.

4. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. Изд. 2-е. М.: Связь, 1971. - 388 с.

5. Бачинина Е.Л., Прохорова Н.И., Фельдштейн А.Л. Потери в фильтрах СВЧ и проблемы миниатюризации. - Радиотехника, 1971, т.26, №10, с. 46 - 52.

6. Полосковые линии и устройства сверхвысоких частот / Под ред. В.М.Седых. - Харьков: Вища школа, 1974. - 276 с.

7. Конструирование и расчет полосковых устройств / Под ред. И.С.Ковалева. - М.: Сов.радио, 1974. - 296 с.

8. Фильтры и цепи СВЧ. Пер. с англ. Л.В.Алексеева, А.Е.Знаменского, В.С.Полякова. - М.: Связь, 1976. 248 с.

9. Малорацкий Л.Г., Явич Л.Р. Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях. - М.: Сов.радио, 1972. - 232 с.

10. Справочник по элементам полосковой техники / Под ред. А.Л. Фельдштейна. - М.: Связь, 1979 - 336 с.

11. Полосковые платы и узлы. Проектирование и изготовление / Под ред. Е.П.Котова и В.Д.Каплуна. - М.: Сов.радио, 1979. - 248 с.

12. Сазонов Д.М., Гридин А.Н., Мишустин Б.А. Устройства СВЧ / Под ред. Д.М.Сазонова. - М.: Высш.школа, 1981. - 295 с.

13. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств / Под ред. В.И.Вольмана. - М.: Радио и связь, 1982. - 382 с.

14. Makimoto, M. and Yamashita, S. Microwave Resonators and Filters for Wireless Communications. Berlin, Germany: Springer, 2000. 168 p.

15. Besser, L. and Gilmore, R. Practical RF circuit design for modern wireless system/ Vol. 1. 2003. 550 p.

16. Jarry, P. and Beneat, J. Advanced Design Techniques and Realizations of Microwave and RF Filters. Wiley, New York 2008. 376 p.

17. Агафонов В.М. Полиномиальные фильтры СВЧ. - Радиотехника и электроника, 1970, т.15, №10, с. 2191-2193.

18. Маттей Д.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи: Пер. с англ./ Под ред. Л.В. Алексеева и Ф.В. Кушнира. - М.: Связь,

1971. - 440 с.

19. Маттей Д.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи: Пер. с англ./ Под ред. Л.В. Алексеева и Ф.В. Кушнира. - М.: Связь,

1972. - 496 с.

20. А.С. №1262602. Микрополосковый гребенчатый фильтр. / В.М.Агафонов, В.А.Лабынцев, А.В.Лабынцев. Опубл. В БИ, 1986, №37.

21. Агафонов В.М., Лабынцев А.В. Синтез микрополосковых гребенчатых фильтров. - Изв. Вузов СССР, Радиоэлектроника, №2, 1987, с.95. Рукопись депонирована в ВИНИТИ 29.08.86. №6286-В86.

22. Агафонов В.М., Лабынцев А.В. Синтез микрополосковых фильтров заданной структуры. - В сб.: Тезисы докладов. Всесоюзная научно-техническая конференция «Проблемы математического моделирования и реализации радиоэлектронных систем СВЧ на объемных интегральных схемах. - М., 1987, с. 73.

23. Лабынцев А.В. Пассивные селективные устройства СВЧ на базе многомодовых микрополосковых линий. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. - Таганрог, ТРТИ, 1987, 201 с.

24. Hong, J. S. and Lancaster, M. J. Microstrip Filters for RF/Microwave Applications. Wiley, New York 2001. 476 p.

25. Сержантов А.М. Резонансные полосковые структуры и частотно-селективные устройства на их основе с улучшенными характеристиками. Диссертация на соискание степени доктора технических наук, - Красноярск, 2015. - 316 с.

26. Беляев Б. А., Сержантов А. М., Ходенков С. А., Попов А. М. СВЧ фильтр. Патент, RU 2 781 040 С1, 04.10.2022. https://patenton.ru/patent/RU2781040C1 .pdf

27. Беляев Б.А., Сержантов А.М., Ходенков С.А. Высокоселективный микрополосковый полосно-пропускающий фильтр: Патент № 2775868 C1. Рос. Федерация, 2022.

28. Беляев Б.А., Сержантов А.М., Ходенков С.А. Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр: Патент № 2797166 C1. Рос. Федерация, 2023.

29. Беляев Б.А., Сержантов А.М., Лексиков А.А. Миниатюрный полосковый полосно-пропускающий фильтр: Патент № 2710386 C2. Рос. Федерация, 2019.

30. Беляев Б.А., Сержантов А.М., Бальва Я.Ф. Высокоселективный полосно-пропускающий фильтр на резонаторах с двухсторонним рисунком полосковых проводников на подвешенной подложке // Письма в Журнал технической физики. 2019. Т. 45, № 10. С. 13-16. doi: 10.21883/PJTF.2019.10.47749.17703.

31. Угрюмов А. В. Полосковые резонаторы на подвешенной подложке и частотно-селективные устройства на их основе. Автореферат канд. диссертации, Красноярск - 2020. 22 с.

32. Высокоселективный полосковый фильтр нижних частот: пат. 2708342. Российская Федерация: МПК H01P 1/203 / Беляев Б. А., Сержантов А. М., Лексиков А. А., Дмитриев Д. Д., Бальва Я. Ф., Лексиков Ан. А., Савишников М. О., Угрюмов А. В., Подшивалов И. В.; заявл. 05.04.2019; опубл. 05.12.2019.

33. Leksikov, A. A. A Method of Stopband Widening in BPF Based on Two-ConductorSuspended-Substrate Resonators / A. A. Leksikov, A. M. Serzhantov, I. V.

Govorun, A. O.Afonin, A. V. Ugryumov, An. A. Leksikov // Progress In Electromagnetics Research Letters. - 2018. - Vol. 72. - P. 11-16.

34. Leksikov, A. A. Miniaturized Suspended-Substrate Two-Conductors Resonator anda Filter on Its Base / A. A. Leksikov, A. M. Serzhantov, I. V. Govorun, A. O. Afonin, A. V.Ugryumov, An. A. Leksikov // Progress In Electromagnetics Research M. - 2019. - Vol. 84. - P. 127-135.

35. Лексиков Ан. А. Миниатюризованный двухпроводниковый резонатор наподвешенной подложке и фильтр на его основе / Ан. А. Лексиков, А. А. Лексиков, А. В. Угрюмов, А. О. Афонин // Сборник Тезисов V Всероссийской научно-технической конференции «Системы связи и радионавигации», Красноярск. - 2018. - С. 23-26.

36. Угрюмов А. В. Миниатюризованный двухпроводниковый резонатор на подвешенной подложке и фильтр на его основе / А. В. Угрюмов, А. А. Лексиков // Конкурс-конференция ФИЦ КНЦ СО РАН для молодых ученых, аспирантов и студентов. Секция «Физика»: сборник тезисов, Красноярск. - 2019. - С. 13.

37. Угрюмов А. В. Высокоселективный фильтр нижних частот / А. В. Угрюмов, Ан. А. Лексиков, А. А. Лексиков, И. В. Говорун, А. М. Сержантов, А. О. Афонин // XXII Всероссийская научно-техническая конференция «Современные проблемы радиоэлектроники»: сборник научных трудов, Красноярск. - 2020. - С. 7680.

38. Аристархов Г.М., Чернышев В.П. Микрополосковый фильтр, SU 1058012. 30.11.1983. Бюл. №44.

39. Аристархов Г.М., Вершинин Ю.П. Анализ фильтров на связанных линиях с неравными фазовыми скоростями. - Радиотехника и электроника, 1983, т. 28, № 9, с. 1714 - 1724.

40. Аристархов Г.М., Чернышев В.П. Микрополосковые фильтры на сонаправленных шпильках. - Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ, 1986, № 1, с. 30 - 34.

41. Аристархов Г.М., Кириллов И.Н., Марковский А.В., Пустовалова В.А. Компактные высокоизбирательные микрополосковые фильтры на свернутых

шпилечных резонаторах // REDS: Телекоммуникационные устройства и системы. 2020. Т. 10, № 2. С. 28-33. http://media-publisher.ru/wp-content/uploads/REDS-2-2020.pdf

42. Кириллов И.Н., Аристархов Г.М., Медведева В.С., Шигонцев А.Г. Микрополосковые фильтры на сонаправленных шпилечных резонаторах с расщепленными полюсами рабочего затухания // REDS: Телекоммуникационные устройства и системы. 2020. Т. 10, № 3. С. 14-18. http://media-publisher.ru/wp-content/uploads/REDS-3-2020.pdf

43. Аристархов Г.М. Кириллов И.Н. Компактные микрополосковые фильтры с повышенной частотной избирательностью на основе полуволновых резонаторов // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. 2020. Т. 11, № 2. С. 40-44.

44. Аристархов Г.М., Кириллов И.Н., Корчагин А.И., Кувшинов В.В. Компактные высокоизбирательные микрополосковые фильтры на свернутых сонаправленных шпилечных резонаторах // Радиотехника. 2021. Т. 85, № 4. С. 126137. doi 10.18127/j00338486-202104-14.

45. Аристархов Г.М., Аринин О.В., Кириллов И.Н. Многополосные полосно-пропускающие микрополосковые фильтры на двух сонаправленных шпилечных резонаторах // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. 2023. Т. 14, № 1. С. 4-9.

46. Аристархов Г.М., Гуляев Ю.В., Дмитриев И.Н. и др. Фильтрация и спектральный анализ радиосигналов. Алгоритмы. Структуры. Устройства / Под ред. Ю.В. Гуляева. М: Радиотехника. 2020. 504 с.

47. Aristarkhov, G. M., Grebennikov, A. and Zvezdinov, N. V. High-Selectivity Microstrip Filters Based on Structures With a Limited Number of Hairpin Resonators [Application Notes] // IEEE Microwave Magazine. V. 20 №. 11. P. 22-31. Nov. 2019. DOI: 10.1109/MMM.2019.2935362.

48. Aristarkhov, G. M. and Kirillov, I. N. Compact Microwave Half-Wave Resonator Filters with Increased Frequency Selectivity. Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO).

Svetlogorsk, Russia. 2020. P. 1-5. DOI: 10.1109/ SYNCHR0INF049631.2020.9166122.

49. Петрова Е.В., Фурманова Н.И., Фарафонов А.Ю. Разработка упрощенного алгоритма проектирования микрополосковых ППФ на шпилечных резонаторах с отверстиями в экранирующем слое на основе электродинамического анализа в программе ANSOFT HFSS. Радиоэлектроника и телекоммуникации,

2012, с. 14-17.

50. Boutejdar, Ahmed and Omar, Abbas. Design of microstrip bandpassand lowpass filters using coupling matrix method and anew hairpin defected ground structure. Microwave and optical technology letters / Vol. 50, No. 11, 2008. Pp. 2898-2901.

51. Boutejdar, Ahmed, Omar, Abbas and Edmund, P. Burte and Reinhard Mikuta. An Improvement of Defected Ground StructureLowpass/Bandpass Filters Using H-Slot Resonators and Coupling Matrix Method. Journal of Microwaves, Optoelectronics and Electromagnetic Applications, Vol. 10, No. 2, December 2011, pp. 295 - 307.

52. Neelamegam, D, Nakkeeran, R and Thirumalaivasan, K. Development of Compact Bandpass Filter using Defected Ground Structure for UWB Systems. International Journal of Microwaves ApplicationsVolume 2, No.1, January - February,

2013, 28 - 31.

53. Hadi, T. Ziboon and Jawad, K. Ali. Fractal Geometry: An Attractive Choice for Miniaturized Planar Microwave Filter Design. 2018.

54. Louazene, Hassiba, Challal Mouloud and Boulakroune, M'hamed. Compact Ultra-Wide Band Bandpass Filter Design Employing Multiple-Mode Resonator and Defected Ground Structure. The International Conference on Advanced Wireless, Information, and Communication Technologies (AWICT 2015).

55. Ghazali, Abu Nasar and Pal, Srikanta. Planar UWB Filter with Multiple Notched Band andStopband with Improved Rejection Level. DE GRUYTER, 2015.

56. Weng, Min-Hang, Huang, Chun-Yueh, Wu, Hung-Wei, Shu, Kevin and Yan-Kuin Su. Compact dual-band bandpass filter with enhanced feed coupling structures. Microwave and optical technology letters / Vol. 49, No. 1, January 2007, pp. 171 - 173.

57. Weng, Min-Hang, Liauh, Chihng-Tsung, Wu, Hung-Wei, Vargas, Steve Ramirez and Ru-Yuan Yang. A compact microstrip dual-wideband bandpass filter using ladder stub resonator. Wiley Periodicals, Inc. Microwave Opt Technol Lett 51: 1391 -1393, 2009.

58. Ali, Zeshan and Hejazi, Zuhair M. A miniature hext-band bandpass microstrip filter using stepped- impedance spiral resonators. Microwave and optical technology letters / vol. 57, no. 8, august 2015, p. 1842 - 1847.

59. Jang, G. and Kahng, S. Design of a dual-band metamaterial band- pass filter using zeroth order resonance/ Progress In Electromagnetics Research C, Vol. 12, 2010, pp. 93-106.

60. Weng, Min-Hang, Yang, Ru-Yuan, Chang, Yu-Chi, Wu, Hung-Wei and Shu, Kevin. Design of a multilayered dual-band bandpass filter with transmission zeros. Microwave and optical technology letters / Vol. 50, No. 8, 2008. Pp. 2010-2013.

61. Sheikh, Tasher Ali, Borah, Janmoni and Roy, Sahadev. Miniaturized Tri-Band BPF using Asymmetric SIRs and DGS. International Journal of Signal Proctssing. Vol. 8, No.2 , 2015, pp. 337 - 346.

62. Alqaisy, Mushtaq A., Chakrabraty, C., Ali, J., Alhawari, A. R. H. and Saeidi, Tale. Reconfigurable Bandwidth and Tunable Dual-Band Bandpass Filter Design for UWB Applications. Electromagnetics, 2016, vol. 36, no. 6, pp. 1-13.

63. Chen, X.Q., Weng, L. H., Guo, Y. C. and Shi, X. W. RF circuit design integrated with microstrip dgs. Progress In Electromagnetics Research M, Vol. 3, 2008, pp. 141-152.

64. Meesomklin, Suwaluck, Chomtong, Pongsathorn and Akkaraekthalin Prayoot. A Compact Multiband BPF Using Step-impedanceResonators with Interdigital Capacitors. Electromagnetics. 2016.

65. Marimuthu, Jayaseelan, Abbosh, Amin M. and Henin, Bassem. Planar microstrip bandpass filter with wide dual bands using parallel-coupled lines and stepped impedance resonators. Progress In Electromagnetics Research C, Vol. 35, 49-61, 2013.

66. Сафронов А.Н., Корнилов И.С. Микрополосковый ППФ и устройство, включающее МППФ. Патент 2 743 007 С1 12.02.2021.

67. Чечеткин В.А., Летавин Д.А. Микрополосковый ППФ. Полезная модель к патенту. Екатеринбург. ПМ №182125 21.03.2019.

68. Таланов А. Микрополосковые фильтры. Электронные компоненты, №5, 2019. С. 15-17.

69. Salim, Ali J., Gitaffa, Sabah A., Taha, Mohand S. and Ali, Jawad K. A DualBand BPF Based on Asymmetrical- Meandered Configuration for Communication Systems. Third Scientific Conference of Electrical Engineering (SCEE), University of Technology - Iraq, 2018, pp. 294 - 298.

70. Azam, S. M. Kayser, Ibrahimy, Muhammad I., Motakabber, S. M. A., Hossain, A. K. M. Zakir and Islam, Md. Shazzadul. A miniaturized hairpin resonator for the high selectivity of WLAN bandwidth. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics. Vol. 8, No. 3, September 2019, pp. 916 - 922.

71. Salim, A. J., Alkhafaji, A. N., Taha, M. S. and Ali, J. K. A polygonal open-loop resonator compact bandpass filter forBluetooth and WLAN applications. 2nd International Conference on Engineering Sciences: IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 433 (2018), pp. 1 - 9.

72. Ходенков С.А., Беляев Б.А., Борисенков Д.В., Литау К.В. Двухполосные фильтры на шпильковом нерегулярном резонаторе. Космическое электронное приборостроение. Решетневские чтения. - 2014. - С. 251-253

73. Беляев Б.А., Ходенков С.А., Бутиков А.С., Ефремова С.В., Храпунова В.В. Микрополосковый фильтр на двухмодовых резонаторах. Актуальный проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки. Секция «Электронная техника и технологии». - с. 158-159.

74. И.В.Колмакова, Я.А.Колмаков. Микрополосковый ППФ без паразитной полосы пропускания. Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2005, Вып. 1. С. 71 - 74.

75. Boutejdar, A., Batmanov, A., Omar, A. and Burte, E. A Miniature 3.1 GHz Microstrip Bandpass Filter with Suppression of Spurious Harmonics Using Multilayer Technique and Defected Ground StructureOpen-Loop Ring. 2010.

76. Ahmadi, A., Makki, S. V., Lalbakhsh, A. and Majidifar, S. A Novel DualMode Wideband Band Pass Filter. Aces journal, Vol. 29, No. 9, sept. 2014. Pp. 735 -742.

77. Boutejdar, Ahmed and Omar, Abbas. Design of microstrip bandpassand lowpass filters using coupling matrix method and anew hairpin defected ground structure. Microwave and optical technology letters / Vol. 50, No. 11, 2008. Pp. 2898-2901.

78. Николаев М. Компактные микрополосковые фильтры с повышенной селективностью. Современная электроника №1. 2008. С.28-30.

79. Беляев Б.А., Лексиков А.А., Александровский А.А. Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр. Патент RU 2227350 C2. 2004. https://patenton.ru/patent/RU2227350C2.

80. И.А.Довбыш, В.В.Тюрнев. Интеллектуальный метод оптимизации микрополоскового фильтра на двухмодовых свернутых резонаторах. Радиотехника и электроника, 2009 т. 54, №11 с 1339-1343.

81. И.А.Довбыш, В.В.Тюрнев. Микрополосковый широкополосный полоснопропускающий фильтр/ Патент, RU 2 401 490 С1, 27.04.2010

82. Беляев Б.А., Довбыш А.А. и др. Частотно-селективных свойства МПФ на нерегулярных двухмодовых резонаторах. Радиотехника и электроника , 2010, том 55, №6, с. 664 - 669.

83. Шевляков М., Кондратенко А. Полосно-пропускающие СВЧ-фильтры производства НПФ «Микран». Обзор ППФ «Микран» (г. Томск). Компоненты и технологии №11 2008.

84. Fuchang, Chen, Runshuo, Li, Ganlin, Zhuang, Ouyang, Shi, Jianfeng, Chen and Zhihong, Tu. CN104091981 - Microstrip filter based on electromagnetic mixed coupling. H01P 1/203. Publication Date 08.10.2014.

85. Xiao, F., Norgren, M. and He, S. Compact third-order microstrip bandpass filter using hybrid resonators. Progress In Electromagnetics Research C, Vol. 19, 2011, pp. 93-106.

86. Girbau, D., Lázaro, A., Pérez A. and Pradell L. Dual-band bandpass filter based on a hole resonator. Microwave and optical technology letters. Vol: 51, No 7. 2009.

Pp. 1649-1652.

87. Lin, W.J., Li, J.Y., Houng, M.P., Lin, D.B. and Chen, L.S. Miniaturized wideband ring-type bandpass filters with upper stopband characteristic. Journal of electromagnetic waves and applications/ Vol: 24, No 7. 2010. Pp. 931-939.

88. Sasaki, Y., Nakano, A., Tsujiguchi, Tanaka H. (2000) High frequency filter, filter device, and electronic apparatus incorporating the same, Pat. EP, № 1205999.

89. Zhuang, G., Shi, O., Chen J., Tu Z. (2014) Microstrip filter based on electromagnetic mixed coupling, Pat. CN, № 104091981.

90. Komeda, Y. (1991) Band-pass filter, Pat. US, № 5066933.

91. Labyntsev, A.V. and Poveshenko, L.I. The Method of Synthesis of Microstrip Filters using HFSS software package. Published: 1 June 2017 by Institute of Electrical and Electronics Engineers in 2017 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW) 2017, pp 443-445; doi:10.1109/rsemw.2017.8103698.

92. Labyntsev, A.V. and Poveshenko, L.I. Microstrip Bandpass Filters - Current Status of the Question and Direction of Optimization of Filter Characteristics. Published: 1 June 2017 by Institute of Electrical and Electronics Engineers in 2017 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW) 2017 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW) pp 446-448; doi:10.1109/rsemw.2017.8103699.

93. Labyntsev, A.V. Poveshenko, L.I. and Harlanov, D.V. Two-Stage Design of Microstrip Filters from Arbitrary Configuration Resonators. «2019 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves RSEMW», Page(s): 172 - 175. doi: 10.1109/ rsemw.2019.8792770.

94. Labyntsev, A.V. Poveshenko, L.I. and Harlanov, D.V. Microstrip Filter with Extended Barrier «2019 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves RSEMW», Page(s): 176 - 179. doi: 10.1109/rsemw.2019.8792722.

95. Лабынцев А.В., Харланов Д.В., Пономарёв Н.Е., Саржанов А.Н. Полосовой микрополосковый фильтр из двух трехсекционных резонаторов // Антенны. 2022. № 6. С. 69-78. doi.org/10.18127/j03209601-202206-06

96. Лабынцев А.В., Харланов Д.В. Проектирование микрополоскового фильтра их трехсекционных резонаторов шпилечного типа с двумя

металлизированными отверстиями. В сборнике: Science and technology research -2022. Сборник статей IV Международной научно-практической конференции. Петрозаводск, 2022. С. 37-44.

97. Obukhovets, Victor A., Labyntsev, Alexey V., Kharlanov, Dmitry V., Ponomarev, Nikolay E. and 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, Page(s): 160 - 163. Doi: 10.1109/rsemw 58451.2023.10202019.

98. Labyntsev, Alexey V., Ponomarev, Nikolay E., Kharlanov, Dmitry V., Sarzhanov, Alexander N. and Maksimov, Mikhail N.. Design of a Small-Sized Filter on Quarter-Wave Hairpin Resonators. 2023 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW) 2023, Page(s):164 - 167. Doi: 10.1109/rsemw 58451.2023.10202118.

99. Лабынцев А.В., Игнатьев В.В., Васильев В.В., Михайловский Вит.А., Харланов Д.В. Проектирование фильтра из шпилечных резонаторов с металлизированными отверстиями с помощью программной системы // Программные продукты и системы. 2023. Т. 36. №2 4. С. 668-677. doi: 10.15827/0236-235X.142.668-677.

100. Строганова Е. П. Достоверность оценки характеристик и результатов испытаний на этапах проектирования и эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры : специальность 05.12.04 "Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения" : диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Строганова Елена Петровна. - Москва, 2010. - 288 с.

101. Банков С.Е., Курушин А.А., Разевиг В.Д. Анализ и оптимизация СВЧ структур с помощью HFSS: Москва, 2004. 283 с.

102. Банков С.Е., Курушин А.А. Расчет антенн и СВЧ структур: Москва, 2009. 256 с.

103. Банков С.Е., Курушин А.А. Проектирование СВЧ устройств и антенн с Ansoft HFSS: Москва, 2009. 736 с.

104. Самоучитель Ansoft HFSS. https://www.studmed.ru/samouchitel-ansoft-hfss_96dbbb47b 11 .html?ysclid=lmf4j 8eipe676151946

105. Курушин А.А. Гибридное моделирование в Н^Б ЛиБуБ. Солон-Пресс, 2023, 292 с.

106. Лабынцев, А.В. Характеристики двухрезонаторного микрополоскового звена гребенчатого типа с оптимальной длиной области связи между резонаторами / А.В. Лабынцев, Н.Е. Пономарев, А.Н. Саржанов, Д.В. Харланов // Известия ЮФУ. Технические науки. 2024. - С. 153-164. БОГ ИЦрБУ^у-tn.tti.sfedu.ru/index.php/izv tn/issue/view/44/67.

107. Лабынцев, А.В. Потенциальные возможности фильтра на шпилечных резонаторах с металлизированными отверстиями/ А.В. Лабынцев, Д.В. Харланов // Известия ЮФУ. Технические науки. 2024. - С. 191-202. БО1: tn.tti.sfedu.ru/index.php/izv tn/issue/view/44/67.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ ООО «РАТЕМ»

О ннедреиии результату б диссертационной работы Харланопа Дмитрия Ьале][типйвича «Компактные фильтры СВЧ н^ Сяк микронолосковыя шпилечных pcwEiaiopoe с шэшляющньл!откретаяыя»в рпбогакООО«РАТЕМ\ г. Таганрог.

Комиссия в составе коммерческого директора ООО u FAT ЕМ Корсшнош Д.М. н членов;

инженера — конструктор* Кйжуковай М.Е.,

программиста Логиовнно С, Г

рассмотрела научные и практические результаты днееертнинонной работы Харланс®« Дмитрии Вюентиноъкча-

Наетоящим актом комиссия подтвернуыет, что & работах ООО иРАТИМ» используются следующие результаты, полученные в диссертации Харламова Дмитрия Зеинатшювнчк

- метолика Синтеза компактных мшфополйскошх фильтров на ШПЯДвЧНЫХ резонатора* с ИСПЛлНЗНрОйШМмЙ ОТвСрСТНчмЧ;

- алгоритм проектирования фильтра заданной тололоптн;

- пакет прикладных протра_чм для компьютерного проектирования мккрополосковык фильтров на шпилечных резонаторах в Hf-'ilS.

Речул ьтаты, полученные И дкс^ертацнн Харсшнова Дмитрия Пщгентнноннчз. позволяют снраектироиать микропо^осконие фнлыры с улучи^ННЫИН жктрннкшмй характеристиками, которые не пользуются для частотной селекции аналоговых сигналов в» входные цйПЯХ приемника цифровой радиостанции.

<нУ ТЙ Е РЖД АЕО»

Коммерческий директор общества с ограниченной «(жяетн^ностьнэ «Ратеми

АКТ

ПрсЩДЛШ комиссии Коммерческий ООО ^Ратсм»

Программист

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ В ООО «ЭКСПЕРТ ГРУПП»

УТВЕРЖДАЮ

о внедрении результатов диссертационной работы Харланова Дмитрия Валентиновича

«Компактные фильтры СВЧ на бак; микрополосковых шпилечных резонаторов с

заземляющими отверстиями» в работах ООО «ЭКСПЕРТ ГРУПП», г. Таганрог.

Комиссия в составе директора ООО «ЭКСПЕРТ ГРУПП»

Михайловского В.А.

и членов:

начальника коммерческого отдела Волчкова Р.П.,

главного инженера Ширинкина Д.В.

рассмотрела научные и практические результаты диссертационной работы Харланова Дмитрия Валентиновича.

Настоящим актом комиссия подтверждает, что в работах ООО «ЭКСПЕРТ ГРУПП» используются следующие результаты, полученные в диссертации Харланова Дмитрия Валентиновича:

- методика сшгтеза компактных микрополосковых фильтров на шпилечных резонаторах с металлизированными отверстиями;

- алгоритм проектирования фильтра заданной тополог ии;

- пакет прикладных нро1рамм для компьютерного проектирования микрополосковых фильтров на шпилечных резонаторах в ПР'ЭБ.

Результаты, полученные в диссертации Харланова Дмитрия Валентиновича, позволяют спроектировать микрополосковые фильтры с улучшенными электрическими характеристиками, которые используются для частотной селекции аналоговых сигналов во входных цепях приемника цифровой радиостанции.

Директор общества с ограниченной

\ г ^4 иМ^ В.А.Михайловский подпись. М.П.

к /// » /¿^ 2023 г.

АКТ

директор

Председатель комиссии

В.А.Михайловский

начальник коммерческого отдела

Члены комиссии

Р.П.Волчков

главный инженер

Д.В. Ширинкин

ПРИЛОЖЕНИЕ В

АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ В НИР ИРТСУ

о внедрении результатов диссертационной работы Харламова Дмитрия Валентиновича «Компактные фильтры СВЧ на базе микрополосковых шпилечных резонаторов с заземляющими отверстиями» в госбюджетной работе «Исследование профаммно-определяемых радиосистем» (проект № ВнГр/23-01-РТ)

Комиссия в составе председателя - ведущего научного сотрудника, кандидата технических наук Игнатьева В.В. (руководитель НИР), и членов комиссии кандидата технических наук, ведущего научного сотрудника, доцента Цветкова Ф.А. и кандидата технических наук, старшего научного сотрудника, доцента Лабынцева A.B. рассмотрела научные и практические результаты диссертационной работы Харланова Дмитрия Валентиновича.

Настояишм атом комиссия подтверждает, что в госбюджетной работе «Исследование программно-определяемых радиосистем» (проект № ВнГр/23-01-РТ) используются следующие результаты, полученные в диссертации Харланова Дмитрия Валентиновича:

- методика синтеза компактных микрополосковых фильтров на шпилечных резонаторах с металлизированными отверстиями;

- алгоритм проектирования фильтра заданной топологии;

- пакет прикладных программ для компьютерного проектирования микрополосковых фильтров на шпилечных резонаторах в HFSS.

Результаты, полученные в диссертации Харланова Дмитрия Валентиновича, позволяют спроектировать микрополосковые фильтры СВЧ, обладающие улучшенными электрическими характеристиками и позволяющие осуществить предварительную частотную селекцию сигнала во входных цепях приемника цифровой радиостанции.

Председатель комиссии

УТВЕРЖДАЮ

хнических систем и

..С.Болдырев

2023 г.

В.н.с, к.т.н., руководитель НИР

Члены комиссии

В.н.с, к.т.н., доцент

Ф.А.Цветков

С.н.с, к.т.н., доцент

/у.

А.В.Лабынцев

/

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС НА КАФЕДРЕ

ТОР

о внедрении в учебный процесс результатов диссертационной работы Харланова Дмитрия Валентиновича «Компактные фильтры СВЧ на базе микрополосковых шпилечных резонаторов с заземляющими отверстиями»

Комиссия в составе председателя - зав. кафедрой ТОР, кандидата технических наук, доцента Пилипенко А.М. и членов комиссии кандидата технических наук, доцента Цветкова Ф.А. и кандидата технических наук, доцента Лабынцева A.B. установила, что результаты, но;гученные в представленной диссертации используются в учебном процессе на кафедре теоретических основ радиотехники «Южного федерального университета» в нроектной деятельности студентов ИРТСУ и в дипломном проектировании выпускников кафедры ТОР при подготовке выпускных квалификационных работ бакалавров по тематике «Проектирование полосовых микрополосковых фильтров в HFSS» и при подготовке магистерских диссертаций по тематике «Исследование электрических характеристик микрополосковых фильтров и их оптимизация».

Предметом внедрения являются:

- методика синтеза компактных микрополосковых фильтров;

- алгоритм проектирования фильтра заданной топологии;

- пакет прикладных программ для компьютерного проектирования фильтров различной топологии в HFSS.

Результаты, полученпые в диссертации Харланова Дмитрия Валентиновича, используются при освоении бакалаврами и магистрантами знаний и навыков теории и практики проектирования фильтров СВЧ и в цроцессе разработки современных компактных микрополосковых фильтров с улучшенными электрическими характеристиками.

УТВЕРЖДАЮ

АКТ

Председатель комиссии

Зав. кафедрой ТОР, к.т.н., доцент

Члены комиссии

Доцент каф. ТОР, к.т.н., доцент

Ф.А.Цветков

I

Доцент каф. ТОР, к.т.н., доцент //]/, / А.В.Лабынцев