Главная
>
Фильтры гармоник отражательнопоглащающие индуктивных фильтров, выбран равным 30 мм. Центоальные стер-жиишлейфов оканчиваются-емкостными втулками. Емкость образуется между втулкой и подстроечиым емкостным винтом. Кйн- - Потери 0.6-
40 30 20 Ю 10 20 30f,m 40 30 20 10 fg 10 29 30f,m Рис. 4.30. Экспериментальные частотные характеристики фильтров в полосе пропускания а) индуктивный фильтр; б) емкостный фильтр Рис. 4.31. Схема емкостного фильтра: / - центральные стержни резонаторов; 2 - настроечный винт С11РУ1НЦИЯ елишстнош узла яоказша иа рис. 4.32. ЕмкосШая втулка I изрлируется от корпуса фильтра при помощи фторопластового крльца 2. Втулка I крепится к кольцу 2, и, в свою очередь, кольцо 2 - к основанию 4 резонатора винтами 3. Емкостная втулка имеет цилиндрический вырез в торцевой поверхности для получения требуемой величины емкости. Общая емкося-ь складывается из постоянной и переменной емкостей. По-стрянная емкость образуется между цилиндрической и торцевой Щ поверхиостоми мхосгаой mjxm, и стешами резонатора, а переменная емкость - между подстроечиым винтом 5 и внутренним цилиндрическим объемом емюоспюй втулки /. Ниже приведены величины волновых сопротивлений разомкнутых шлейфов этого емкостного фильтра, полученные после экшериментальиой отработки.
В качестве четвертьволновых линий связи так же, как и для индуктивного фильтра, применены полосковые линии, отериутые в петли, которые схе-машчеоки показаны на рис. 4.27. На рис. 4.33 показаны экспериментальная и ра1счетная характерис- Рис. 4.32. Конструкция емкостного узла: / - втулка; 2 - изолирующее ноль-цо; 3 -5инт; 4-основание; 5 - подстроечный винт
-60-во-40-го fzo+40+6o+6o fj-m+m+wowii Рис. 4.33. Расчетная и экспериментальная характеристики затухания пятизвенного ечкостного фильтра тяки фильтра IB полосе пропускания и заирамсдеяйя. Об характеристики достаточно хорошо совпадают. Затухание в полосе заграждения /i±28 МГц составляет величину не менее 85 дБ. На рис. 4.306 показана экспериментальная характеристика фильтра в полосе пропускания. Коэффициент бегущей волны в полосе примерно /п±30 МГц составляет не менее 0,8, а потерн не превышают величины 0,3 дБ. Сравнение расчетных и экспериментально полученных величин волновых сопротивлений шлейфов индуктивного н емкостного фильтров показывает удовлетворительное совпадение этих величин. Некоторое несовпадение волновых сопротивлений отдельных звеньев объясняется, вероятно, особенностью выбранного типа четвертьволновой связи, а также отличием реальных схем фильтров от эквивалентных, принятых в расчете. Это относится в индуктивном фильтре к узлу присоединения двух шлейфов к основной линии, а в емкостном фильтре к конструкции емкостного узла. Однако нужно отметить, что предварительное определение волновых сопротивлений шлейфов расчетным путем позволяет правильно выбрать основные размеры фильтра. Волноводный фильтр с несимметричной характеристикой В волноводном исполнении фильтр с несимметричной характеристикой в одном из вариантов образуется индуктивной проводимостью / и режекторным контуром 2, включенными в основной волновод 3 (рис. 4.34). -а-А Рис, 4.34. Волноводный фильтр с несимметричной характеристикой: / - индуктивная реактивность; 2 - режекторный контур; 3 - основной волновод fn fa f Рис. 4.35. Характеристика ре-жекториого контура Режекторный контур представляет собой, напри.мер, резонансную полость, включенную в разрыв широкой стенки основного волновода. На частоте резонанса режекторного контура он вносит в 180 основной волновод бесконечное затухание (полюс затухания). На частоте, соответствующей центру полосы йронуекания резонатора (частота fn на рис. 4.35), режекторный контур вносит в основной волновод некоторую реактивность, которая определяется его добротностью. Эта реактивность компенсируется реактивностью 1: величина реактивности / выбирается равной реактивности режекторного контура, а paidCTOJiHine между мимн соответствует услоВ1ИЮ компенсации. Поскольку режекторный контур в месте своего включения вносит в основной волновод большое последовательное сопротивле-. ние, расстояние между -контуром 2 и реактивностью / близко к четверти длины волны в волноводе. Последовательное сопротивление режекторного контура можно представить в сечении, расположенном на четверть длины волны справа от режекторного контура, как большую проводимость, .вмлючаяную шарашлелыно в (Оановную линию. Поэтому фильтр с несимметричной характеристикой можно рассматривать как образованный из обычного полуволнового резонатора (ом. тл. 3) путем эа;ме1ны одной из постоянных (реактивностей переменной реактивностью режекторного контура. Другой конструктивный вариант волноводного фильтра с несимметричной характеристикой [49] изображен на рис, 4.36. Фильтр представляет собой полуволнову!ю ре-Зонаионую полость 5, ограниченную короткозамкнутой стенкой 5 и реактивностью 2. С лавой стороны полость переходит во (входной волновод 1. 0вя1зь резонатора с выходным волноводом 4 осуществляется через Т-образное ответвление (уголок) в -шлоско-сти. Ответвление в Е-плоскости (без реактивности 2) имеет характеристику режекторного контура (рис. 4.35). Бесконечное затухание соответствует частоте, когда расстояние ответвления от плоскости короткого замыкания равно нечетному числу четвертей длин волн в волноводе. На частоте, соответствующей центру полосы пропускания, режекторный контур представляет собой компенсируется реактивностью 2. Ответвление в -плоскости, если не учитывать реактивности в месте разветвления, эквивалентно режекторному контуру, включенному в разрыв широкой стенки волновода (рис. 4.34). Поэтому расчет описанных фильтров производится по одинаковой методике. Расчет фильтра с несимметричной характеристикой носит ориентировочный характер и состоит в определении длины четвертьволнового режекторного контура и величины реактивности. Исходными данными для расчета являются: .
Рис. 4.36, Волноводный фильтр с несимметричной характеристикой: / - входной волновод; 2 - нн-дуктнвная реактивность; 3 - резонансная лолость; 4 - выходной волновод; 5 - стенка реактивность, которая - частота, соответствующа!? полюсу затухания /в,- - частота, соответствующая центру полосы пропускания fn - ширина полосы запирания 2л/з по заданному в децибелах уровню затух1а(ННя Ь; - добротность фильтра Qa, определенная по полосе пропускания. Установим теперь зависимость между добротностью коротко-замкнутого четвертьволнового контура и его размерами. Контур и его эквивалентная схема изображены на рис. 4.37. На эквива- Рис. 4.37. Режекторный контур и его эквивалентная схема или в децибелах = 101gfl + (--П ,(4.41) где Afa - расстройка от частоты резонанса. Сравнение с экапериментом показывает, что ф-лы (4.40) и (4.41) верны с точностью около 10%. Для определения нагруженной добротности в полосе пропускания фильтра с несимметричной характеристикой необходимо учесть, что тт. из реа1ктивиостей (создается [режекторным контуром и сильно зависит от частоты. Ограничимся рассмотрением случая b = b, когда на эквивалентной схеме рис. 4.37 можно пренебречь Проводимостью В, так как при b=b она близка к нулю[3]. В случае ЬфЬ необходимо учитывать проводимость разветвле-иия В и суммировать ее с Bus. Рассмотрим сначала случай, когда средняя частота полосы пропускания расположенаниже полюса затухания. В этом случае режекторный контур будет иметь индуктивную проводимость лентной схеме мы пренебрегаем реактивностью В в месте разветвления, так как в полосе режекции она мала по сравнению с реактивностью короткозамкнутого отрезка Вкз, равной B = \±cigkl, . (4.39) ГАе k= щ-; 1=р - ;/7=1, 3,5. . . Л 4 Ь b Зависимости Вит от величин - и - даны в виде формул Ь А И графиков в [3]. При - = 1 и - =0ч-0,5 величина В близка к Ь* Ь нулю, а величина т близка к единице при -=0-=-! и - =0-г-0,2. Нагруженная добротность фильтра определяется по ф-ле (3.3). Подставляя (4.39) в (3.3), производят дифференцирование и, учитывая, что,суммарная проводимость g=0,5, получают выражение для нагруженной двбротности фильтра Qa в полосе запирания тЧ 2 U / (4.40) Функция инооимых потерь .режекторноо фильт1ра опнсываегся уравнением \ 2QsAfs i 20зД/ QsAf вде Af - разнос между полк>сом затухания и центром полосы пропускания. В полосе пропускания она компенсируется тоже индуктивной проводимостью Уи образоваяной, например, индуктиины-ми Стержнями. Эквивалентная схема фильтра для этого случая представлена на рис. 4.38. Методика отределения нагруженной добрютности аналогична описанной в гл. 3 для индуктивного фильтра. (4,42) Рис. 4.38. Эквивалентная , схема волноводного стройка бР Р Р гГ?акте = yiy + 1 + sin kl\. (4.43) Нагруженная добротность определяется по ф-ле (3.3) при у1=У2=у и Х = 0: 0)0 .2 ~ d 0) У1ш.у,=у, х=о. Найдем производную -d ш дХ dut дХ dk (4.44) (4.45)
|