a я ч

cs Н

00 - -> ю

S g §5 12 о*

<л - t- о* ~ - -

i s 2 i g

C>) (M CO C4

m Ф S о 2 CO OS .-H CO

N (N CO M U

. oo -. - Ю

S Й S5 §J

o о - -Г -

5? g ; g

00 00 о о o o о

№ Tf

00 -. о 00

lO 00 CD CO

О 2 Ю -

СП -

ООО -. -.

CD о lO (M

CO CD

О ~ - -

<h--

r~ Ю О

CD

CO CO

CO Ю о (M

о 5: S S R

O) 00 о (M -

~ - (m (m со

к Ю о gj S

CO о

i S S

00 о O. Ю (N

О -. -. - -

Ig CO 1 CO (M

co - m 3 o o -Г -

(M CO О)

(M Ю CO

о - - - -

lO CO CO <N

S 5) - m S o o -Г - -

О) 00 CO lo o* o o* o o

Расчетные даиные для .величии ar для количества звеиьев от двух др пяти и различных значений коэффициента бегущей волны ериведены в табл. 4.5.

В качестве оримера рассмотрим порядок расчета индуктивного и емкостного фнльт130в для дециметрового диапазона волн .(ШИ-е/дО МГц). Фильтры должны удовлетворять следующим требованиям:

- средняя частота полосы прапуока-ния индуктивного фильтра - 550 МГц,

- средняя частота полосы запраждеиия индуктивного фильтра - 660 МГц,

- юредняя частота полосы пропускания емкастнюго фильтра - 660 МГц,

- средняя частота полосы заграждения емкостного фильтра - 550 МГц,

- полоса пропускания фильтров - не менее 55 МГц,

- коэффициент бегущей волны в полосе пропускания - не менее 0,8,

- лотери в полосе ороиускания - не более 0,5 дБ,

- полоса заграждения фильтров - не менее 55 МГц,

- затухание в полосе заграждения - не менее 85 дБ.

Расчет индуктивного фильтра проводится в следующей последовательности.

1. Определяются длины шлейфов h и /2. Для этого записывается система трансцендентных ур-ний (4,36) для крайних частот полосы пропускания и заграждения. На рис. 4.24 показано графическое решение трансцендентных уравневнй для полосы заграждения и полосы пропускания. Решение уравнений показало, что частота резонанса звена сдвигается относительно центра полосы пропускания на 8 МГц в сторону BbTcoiKHx частот, а частота полюса затухания сдвигается относительно центра полосы заграждения на 8,6 МГц в сторону более ниэ1ких частот. В результате решения уравнений получаем, что длина разомкнутого шлейфа /i =1111,51 см, длина коротко-замкнутого шлейфа /г =11,93 см.

2. Определяется число звеньев фильтра по ф-ле (iL15) с учетом выражений (4.32) и (4.34). При этом для обеспечения заданных требований полоса пропускадия и полоса заграждения принимаются с запасом ра1вными: Д/д=б12 МГц; Д/з=62 МГц. Величина коэффициента бегущей волны в полосе пропускаиня принимается равной 0,9 или 6ж=0,01 дБ, а затухание в полосе заграждения *з=90 дБ.

Расчет показывает, что индуктивный фильтр должен состоять из яяти звеиь-

ев. Сряянительный расчет количества звеньев для обычного фильтра, имеющего симметричную частотную характеристику, к которому были предъявлены те же электрические требования, показал, что филмр должен состоять из девяти звеньев, т. е. количество звеньев увеличивается почти в два раза.

tgKtrctgKez

igifztfCtgKzt.

MgKffCtgtz

Рис. 4.24. Решение трансцендентных уравнений для индуктивного фильтра:

а) для полосы заграждения; б) для полосы пропускания

3. Определяются волновые сопротивления шлейфов. Для этого рассчитывают-I ся нормированные волновые проводимости шлейфов по ф-ле (4.38). Для обеспечения коэффициента бегущей волны в полосе пропускания не менее 0,8 в расчете принята величина 0,9. Значения коэффициента or для числа звеньев =5 и кб(в=0,9 берем из табл. 4.5. Для данного

1

случая согласно ф-ле (4.34) величина- .

S I,/оо

Рассчитанные вначевия волновых сопротивлений шлейфов фильтра приведены здесь.

Расчет емкостного фильтра проводится в следующей последовательности.

1. Определяются длины шлейфа / и величина С. Для этого записывается система трансцендентных ур-ний (4.37) для крайних частот полосы пропусканий изаграждения. На рис. 4.25 приведено графическое решение системы трансцендентных уравнений для звена емкостного фильтра в полосе заграждения и полосе пропускания. В результате решения системы уравнений получаем, что длина разомкнутого шлейфа / равна 13,45 см. Величина С*= 1,194-10- Ф.

2. Определяется количество звеньев по ф-ле (1.15) с учетом выражений (4.33), (4.35). При этом, как ив индуктивном фильтре, для обеспечения заданных требований примем с небольшим запасом:

- полосу пропускания Afn=62 МГц;

- полосу заграждения Д/з=62 МГц;

- коэффициент бегущей волны в полосе пропускания равен 0,9 или *п=0,01 дБ;

- затухание в полосе заграждения 6з=90 дБ.

Расчет показывает, что в этом случае фильтр должен состоять также из пяти звеньев.

Аналогичный сравнительный расчет количества звеиьев для обычного фильтра с симметричной характеристикой, обладающего теми же электрическими параметрами, показывает, что фильтр должен состоять из девяти звеньев.

°tQKi+mfwc

Рис. 4.25. Решение трансцендентных уравнений для емкостного фильтра:

а) для полосы заграждения; 6) для полосы пропускания

3. Рассчитываются волновые сопротивления разомкнутых шлейфов. Для это го рассчитываются нормированные волновые проводимости шлейфов по ф-ле-(4.38). где

J 1

Значения коэффициента аг для пятизвенного фильтра с коэффициентом бегущей

волны, равным 0,9, представлены в табл. 4.5. Подсчитанные значения волновых сопротивлений для разомкнутых шлейфов емкостного,

фильтра для - =, , (подсчитано па, S 1,391

ф-ле (4.35)] приведены здесь.

На рис. 4.26 показана схема конструктивного выполнения индуктивного фильтра. Волновое сопротивление крайних звеньев получилось довольно высоким, B7i 5=167 Ом. Поэтому для получения более жесткой конструкции применены полуволновые резонаторы,.; состоящие из двух короткозамкнутых щдейфов. Электрическая длина короткозамкнутого шлейфа, создающего полюс затухания в цо-лрсе заграждения, выбрана равной примерно половине длины волны на средней частоте полосы заграждения. Суммарная электри-; ческая длина двух короткозамкнутых шлейфов равна примерно но-ловиие длины волны и а оредией частогге полосы дропуюкаиия. Центральный стержень коаксиального шлейфа для уменьшения длины выполнен в виде спирали. Остальные звенья представляют собой индуктивные резонаторы, которые рассматривались выше. Диаметры труб резонаторов выбраны равными 30 мм для обеспечения заданных потерь. Такие резонаторы в дециметровом диапазоне волн имеют собственные добротности порядка 1200-ь}300, что для дан-: 174

/77777777777

Рис. 4.26. Схема иидуктявмого фильтра:

/-спаральные резонаторы: 2 - Аетзрртьволновые реэсиаары; 4 - центральные стержни резонаторов; - настроепныВ вшх

ного фильтра составляет величину потерь в полосе пропускания 0,3-7-0,2 дБ. Здесь приведены величины волновых сопротивлений шлейфов такого фильтра, полученные после экспериментальной отработки.

Настройка фильтра осуществляется емкостными EHHTaiMH, расположенными у разомкнутых концов шлейфов, и винтами, вводимыми по оси спиральных короткозамкнутых шлейфов.

В качестве четвертьволновых линий связи для уменьше-яия длины фильтра ириадене-ны полоаковые линии, оверну-тые в петли. На рис. 4.27 схематически показано конструктивное выполнение петель овязи. Петля рассчитывается как несимметричная полооковая линия. Петли связи располагаются в углублениях треугольного сечения между резонаторами. Для полосковых фильтров, которые используются в свч трактах с высоким уровнем мощности, полосковая четвертьволновая связь непригодна. Поэтому здесь следует

-Рис. 4.27. Конструктивное выполне,-ние петли связи:

J-петли связи; 2 -корпус фильтра; 3- чХея<раябаыв стрвжевь

применять обычные коаксиальные линии В таких фильтрах большое значение имеет надежность контакта в местах соединения звеньев фильтра и линии связи. На рис. 4.28 показана схема соединения двух звеньев фильтра с помощью жесткого коаксиального разъема. Центральные проводники 1 я 6 коаксиальных линий

Рис. 4.28. Схема соединения звеньев фильтра с

помощью жесткого разъема:

а) общий вид; б) конструкция разъема.

I, 6 - центральные праводн.икн коаксиальной линии; 2 - гайка; 3 -шайба; 5 -полукольцо

связи стыкуются при помощи накидной гайки 2. Гайка 2 упирается в бортик на стержне 4. Стержень запрессован в центральный проводник 6 и заштифтован. Внешние трубы коаксиалов соединяются при помощи болтов. При этом между фланцами внешних труб устанавливаются металлические полукольца 5.

Порядок сборки соединения следующий. Устанавливается одно полукольцо 5 и стягивается болтами. Поскольку центральные про-

водники для данной конструкции выполняются по длине с минусовым допуском, то между ними образуется зазор. Перед затяжкой гайки 2 между торцами центральных проводников устанавливается шайба 3, по толщине равная зазору. Затем устанавливается второе полукольцо и затягиваются все болты.

Резьба на проводнике / выполнена так, что ее средний диаметр равен диаметру проводника. Поэтому выступающая часть резьбы не вносит рассогласования независимо от величины зазора между проводниками. Конструкция обеспечивает жесткость соединения, высокое согласование и некритична к допускам на линейные размеры за счет наличия регулировочной шайбы.

На рис. 4.29 показаны экспериментальная и расчетная частотные характеристики затухания индуктивного фильтра. Обе характеристики достаточно хорошо совпадают и в полосе пропускания.

-80-B0-W-20 fj+20+40+60+80 fj[+120+m+160Г,МГц

Рис. 4.29. Расчетная и экспериментальная характеристики затухания пятизвенного индуктивного фильтра

И В полосе заграждения. Затухание в полосе заграждения (А/з= = 56 МГц) составляет около 90 дБ. На рис. 4.30о показана экспериментальная характеристика фильтра в полосе пропускания. Коэффициент бегущей волны в полосе fi±28 МГц составляет не менее 0,8, а потери фильтра в той же полосе не превышают величины 0,4 дБ.

На рис. 4.31 схематически показано конструктивное выполнение емкостного фильтра. Фильтр состоит из пяти -разомкнутых коаксиальных шлейфов и параллельно подключенных к ним переменных емкостей. Внешний диаметр коаксиальных шлейфов как и для