Фильтры

Фильтры предназначены для подавления одних частотных составляющих некоторого сложного сигнала и передачи других.

Рис. 19. Частотная характеристика ППФ. ПП – полоса пропускания, ПЗ - полоса запирания, а – поглощение.

Полосно-пропускающий фильтр (ППФ) или просто полосовой фильтр, не пропускает сигналы ниже некоторой частоты ω3 (рис.19).

Полосовые фильтры могут быть реализованы на связанных линиях, на одиночной линии с зазорами, на встречных стержнях, в виде гребенки, на связанных резонаторах и т.д.

На рис.20а в качестве примера показана конструкция двухзвенного фильтра в виде гребенки и его частотная характеристика (рис.20б).

Рис. 20 Двухзвенный фильтр (а) и его частотные характеристики поглощения (б): 1 - S = 0,18; 2 - S = 0,28; 3 - S = 0,40

На рис.21 приведена принципиальная электрическая схема полосового СВЧ фильтра на связанных резонаторах. СВЧ фильтры на связанных резонаторах обычно выполняются на L, С элементах с распределенными параметрами, поскольку в диапазоне СВЧ технологически трудно изготовить элементы с сосредоточенными параметрами.

Рис. 21. Полосовой СВЧ фильтр на связанных резонаторах. Схема электрическая принципиальная 1 – вход; 2 – выход.

Генератор свч колебаний на лавинно-пролетном диоде (глпд)

В ЛПД генерация СВЧ колебаний в режиме лавинного пробоя p-n перехода объясняется тем, что возникающее под влиянием переменного поля изменение потока носителей заряда через диод запаздывает относительно напряжения настолько, что большая часть их движется во время действия тормозящей полуволны СВЧ поля и отдает ему часть энергии, полученной от постоянного поля, созданного источником питания. Преобразование энергии источника питания в энергию переменного СВЧ поля обусловлено двумя основными физическими процессами: лавинным умножением носителей заряда в p-n переходе при высокой напряженности электрического поля, превышающей пробивное напряжение и пролетом этих носителей обедненного слоя диода за определенное время. Отсюда и название – лавинно-пролетный диод.

На рис.22 приведена принципиальная электрическая схема ГЛПД.

Трансформатор Тр1 (фильтр низких частот) служит для согласования сопротивления ЛПД и сопротивления нагрузки. Под обычным согласованием понимается такое преобразование сопротивления нагрузки, при котором в линии передачи устанавливается режим чисто бегущей волны.

Под сопряженным согласованием понимают такую нагрузку для генератора, в которую от генератора поступает максимальная мощность.

Для обеспечения сопряженного согласования служат подстроечные емкости Сп. Полосовой фильтр служит для выделения двух гармоник ω1 и ω2 собран на элементах L1, C1; L2, C2; L3, C3; L4, C4 и L5, C5.

Рис. 22. Генератор на ЛПД. Схема электрическая принципиальная.

Фильтр по питанию на элементах R1, С_пит предназначен для предотвращения опасных скачков напряжения в цепи питания, которые могут вывести схему из строя.

На рис.23 приведена схема крепления (соединения) ЛПД с микрополосковой платой ГЛПД.

Рис. 23. Симметричная (а) и ассиметричная (б) конструкции крепления электрического соединения ЛПД с микрополосковой СВЧ ГИС, 1 – ЛПД; 2 – основание ЛПД; 3 – контактные проводники; 4 – микрополосковая линия; 5 – диэлектрическая подложка СВЧ ГИС; 6 – экран; 7 – корпус; 8 – фиксирующая гайка.