2.1 Расчёт полосового фильтра второго канала

Средняя частота полосы пропускания ГГц, на границах полосы заграждения ГГц затухание равнодБ, на границах полосы пропусканияГГц затухание равнодБ.

Произведём расчёт полосового фильтра второго канала, используя ту же методику расчёта, что и для полосового фильтра первого канала. Также выбираем для полосового фильтра второго канала Чебышевскую аппроксимацию, поскольку она обеспечивает более крутые склоны при меньшем числе звеньев фильтра. ПФ для второго канала на одинаковых связанных резонаторах и его размеры показаны на рисунке 19.

Находим число звеньев фильтра по формуле (42):

.

Количество звеньев фильтра округляем до большего целого числа, и тогда n=4. Число каскадно-соединенных звеньев фильтра на связанных линияхn+1=5.

Относительная полоса прототипа вычисляется по формуле (43):

.

Зная относительную полосу прототипа находим значения элементов по таблице 8 [5].

Таблица 8 – Прототипный ступенчатый переход с чебышевской характеристикой

; ;.

Определяем величину переходных затуханий связанных звеньев по формуле (44):

,

,

.

По вычисленным данным определяем размеры элементов фильтра, используя таблицу 6, график рисунка 20, график рисунка 21. Полученные результаты сведём в таблицу 9.

Таблица 9 – Конструктивные размеры элементов фильтра первого канала

	0,872	0,990	0,992
	0,45	2,52	2,90
	0,872	0,990	0,992
	0,45	2,52	2,90
	65	60	60
	0,475	0,467	0,467

Длину отрезков связанных линий вычисляем по формуле (45):

.

_{С учётом формулы (46) вычисляем длину отрезков связанных линий:}

,

,

.

Ширина оконечных 50-омных полосок находится по графику рисунка 21:

Подставляя значения = 4,59;=60 в формулу (50) получим:

.

Значение берем из графика на рисунка 22:

.

_{Подставим найденные значения в формулу (49), получим:}

.

Согласно формуле (48) активные потери на средней частоте полосы пропускания фильтра равны:

.

Эскиз полосового фильтра второго канала изображён на рисунке 24.

Рисунок 23 - Эскиз полосового фильтра второго канала

2.2 Расчёт основных параметров

Частоту пропускания прототипа находим как разность центральной частоты и правой граничной частоты полосы пропускания полосового фильтра f_П-f₀. Аналогично находим и частоту заграждения прототипа.

Для разделения входного сигнала на два канала, используем устройство на связанных микрополосковых диниях, изображенное на рисунке 10.

Рисунок 10 – Устройство разделения на два канала.

Делитель настраивается подбором расстояний L₁иL₂по максимальному ослаблению влияния одного канала на другой.

Расстояние L₁ выбираем равным,

где - волноводная длина волны во втором канале.

L₁=25,25 мм.

Аналогично L₂выбираем равным,

где - волноводная длина волны в первом канале.

L₂=21,6 мм.

2.3 Моделирование в программе Microwave Office

Моделирование и проверку расчёта частотно-избирательного устройства проведём в программе MicrowaveOffice.

Рисунок 11 – Схема фильтра на 2.0…2.2 ГГц

Рисунок 12 – Схема фильтра на 2.4…2.5 ГГц

Рисунок 13 – АЧХ фильтров.

Как видно из графика на рисунке 12 АЧХ фильтров не соответствуют заданным. Такую погрешность полученных результатов можно объяснить неточностью расчётов, так как многие формулы, используемые в расчётах имеют определённые допущения и не учитывают всех факторов влияющих на параметры фильтров. Кроме того, некоторые данные определялись по графикам, что также отразилось на погрешности полученных результатов.

Используя программу MicrowaveOffice, можно в автоматическом режиме отрегулировать параметры фильтров. Параметры фильтров после оптимизации преведены в таблицах 4 и 5. АЧХ фильтров приведены на рисунке 14.

Таблица 4 – Параметры фильтра на 2,0…2,2 ГГц после оптимизации.

i	1	2	3
Wi, мм	3,736	2,504	3,736
Si, мм	2,537	6,781	2,537
li, мм	12,2	12,62	12,2

Таблица 5 – Параметры фильтра на 2,4…2,5 ГГц после оптимизации.

i	1	2	3
Wi, мм	4	3,77	4
Si, мм	3,585	10,68	3,585
li, мм	11,01	9,573	11,01

Рисунок 14 – АЧХ фильтров после оптимизации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработанное устройство, полностью удовлетворяет требованиям технического задания. Данная конструкция проектировалась с учетом использования ее в качестве бортовой аппаратуры на летательных аппаратах.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Драбкин А.Л., Лузенко В.Л., Кислов А.Г. Антенно-фидерные устройства. Изд. 2-е, доп. и перераб.- М.: Сов. радио, 1974. 543с., ил.

2. Справочник по элементам полосковой техники /Мазепова О.И., Мещанов В.П./ Под ред. А.Л. Фельдштейна.- М.; Связь, 1979. 336 с., ил.

3. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств/

Под ред. В.И. Вольмана.- М.: Радио и связь, 1982. 328 с., ил.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Заданные параметры

Выбираем чебышевскую аппроксимацию ЧХ, поскольку она обеспечивает более крутые склоны при меньшем числе звеньев по сравнению с максимально плоской характеристикой.

Материал подложки Поликор

1) Определяем необходимое число элементов прототипной схемы ФНЧ

2) Определяем gi

3) Определяем Аi

4) Определяем волновое сопротивление