МЕТОД ПРОЄКТУВАННЯ СМУГОВОГО ФІЛЬТРУ НА ЕЛЕМЕНТАХ З ЗОСЕРЕДЖЕНИМИ ПАРАМЕТРАМИ ДЛЯ РАДІОПРИЙМАЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ КОРОТКОХВИЛЬОВОГО ДІАПАЗОНУ ЧАСТОТ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-8106.2(53)2025.342052Ключові слова:
смуговий фільтр, інвертор імпедансів, зосереджені елементи, короткі хвиліАнотація
Одним із основних показників якості радіоприймального пристрою є його здатність виділяти корисний сигнал в умовах наявності радіо завад різної потужності та частоти. Для забезпечення цієї функції в схемах радіоприймальних пристроїв в якості вхідних кіл часто використовують пасивні електричні фільтри. Таким чином, проблема проектування електричних фільтрів є однією з найактуальніших задач у галузі радіотехніки. Водночас, через свою складність, вирішення цієї проблеми не має єдиного універсального підходу, а розробка ефективного методу проектування електричних фільтрів є актуальною науково-технічною задачею.
Найефективніший підхід до проектування смугових фільтрів у смузі короткохвильових частот полягає у створенні низькочастотного прототипу фільтра з певною частотою зрізу з подальшим його перерахунком у смуговий фільтр, при цьому порядки прототипу фільтра та цільового фільтра збігаються. Сам низькочастотний прототип розраховується за існуючими таблицями нормалізованих фільтрів. Використання інверторів імпедансу при проектуванні схем фільтрів дозволяє досягти бажаної ефективності схеми як за величиною параметрів реактивних елементів, так і за загальною топологією схеми.
У роботі розглянуто методику розрахунку смугових фільтрів на елементах з зосередженими параметрами. Показано поетапну процедуру проектування схеми фільтру, в основі якої лежить нормалізований фільтр-прототип. Досягнення практично реалізованих значень параметрів елементів фільтру забезпечується використанням паралельних LC-контурів та схем інверторів імпедансів. Більша ефективність в реалізації забезпечується шляхом перетворення паралельних і послідовних ланок схеми за допомогою законів Кірхгофа. Наведено оптимальні топології електричних фільтрів і проведено їх математичне моделювання. Отримані результати підтверджують ефективність представленої методики проектування смугових фільтрів.
Посилання
Raffo, A., & Crupi, G. (2016). Microwave Wireless communications: From transistor to system level. Retrieved from https://dx.doi.org/10.1016/C2015-0-00491-9
Wang, J., Ding, G., & Wang, H. (2018). HF communications: Past, present, and future. China Communications, 15(9), 1–9. DOI https://doi.org/10.1109/cc.2018.8456447
Miao, G., et al. (2016). Fundamentals of mobile data networks. Cambridge University Press.
Haupt, L. R. (2020). Wireless Communications Systems: An Introduction. John Wiley & Sons, Inc.
Cameron R. J., Kudsia C. M., & Mansour R. R. (2018). Microwave filters for communication systems : fundamentals, design and applications. Second edition. Hoboken, NJ, USA: Wiley.
Li, J., Guo, L., & Xie, S. Circular Waveguide Filter Design based on Multi-mode Equivalent Circuit Model. In 2022 IEEE MTT-S International Wireless Symposium (IWS) (pp. 1–3), Harbin, China.
Li, Y. J., Liu, Y., Feng, L. Y., Liu, X. Y. & Cheng, D. (2018) Design of Multi-Band Bandpass Filters Using Short-Circuited Stub Loaded Meander Loop Resonator. International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT), (pp. 1–3). Chengdu, China. DOI: 10.1109/ICMMT.2018.8563357.
Sánchez-Soriano, M. Á., & Quendo, C. (2021) Systematic Design of Wideband Bandpass Filters Based on Short-Circuited Stubs and λ/2 Transmission Lines. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 31(7), 849-852. DOI: 10.1109/LMWC.2021.3076924.
Simpson, D. J., & Psychogiou, D. (2018) Coupling Matrix-Based Design of Fully Reconfigurable Differential/Balanced RF Filters. IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 28(10), 888-890. DOI: 10.1109/LMWC.2018.2866175.
Syed, L., Hasan, S. H., Rashid, H., & Gulistan, W. (2019) Designing Band Pass Filter for HF Radio’s Front End. 2019 International Conference on Communication Technologies (ComTech), Rawalpindi, Pakistan. pp. 60-64, doi: 10.1109/COMTECH.2019.8737794.
Crawford, J. (2018) High-Power HF Band-Pass Filter Design. QEX. March/April, 2018. pp. 3-10
Raffo A., Crupi G. Microwave Wireless communications: From transistor to system level. Else-vier Inc., 2016. 425 p. https://dx.doi.org/10.1016/C2015-0-00491-9
Wang J., Ding G. Wang H. HF communications: Past, present, and future. China Communications, 2018. vol. 15, no. 9, pp. 1-9 doi: 10.1109/CC.2018.8456447.
Miao G., Zander J., Sung K.W., Silmane S. B. Fundamentals of mobile data networks. Cambridge University Press, 2016. 304 p. https://doi.org/10.1017/CBO9781316534298
Haupt L. R. Wireless Communications Systems: An Introduction. John Wiley & Sons, Inc. 2020. 432 p. DOI:10.1002/9781119419204
Cameron R. J., Kudsia C. M., Mansour R. R. Microwave filters for communication systems : fundamentals, design and applications. Second edition. Hoboken, NJ, USA : Wiley, 2018. 928 p. DOI:10.1002/9781119292371
Li J., Guo L., Xie S. Circular Waveguide Filter Design based on Multi-mode Equivalent Circuit Model. 2022 IEEE MTT-S International Wireless Symposium (IWS), Harbin, China, 2022, pp. 1–3.
Li Y. J., Liu Y., Feng L. Y., Liu X. Y., Cheng D. Design of Multi-Band Bandpass Filters Using Short-Circuited Stub Loaded Meander Loop Resonator. 2018 International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT), Chengdu, China, 2018, pp. 1-3, doi: 10.1109/ICMMT.2018.8563357.
Sánchez-Soriano M. Á., Quendo C. Systematic Design of Wideband Bandpass Filters Based on Short-Circuited Stubs and λ/2 Transmission Lines. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 2021. vol. 31, no. 7, pp. 849-852. doi: 10.1109/LMWC.2021.3076924.
Simpson D. J., Psychogiou D. Coupling Matrix-Based Design of Fully Reconfigurable Differential/Balanced RF Filters. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 2018. vol. 28, no. 10, pp. 888-890. doi: 10.1109/LMWC.2018.2866175.
Syed L., Hasan S. H., Rashid H., Gulistan W. Designing Band Pass Filter for HF Radio’s Front End. 2019 International Conference on Communication Technologies (ComTech), Rawalpindi, Pakistan, 2019, pp. 60-64, doi: 10.1109/COMTECH.2019.8737794.
Crawford J. High-Power HF Band-Pass Filter Design. QEX. March/April, 2018. pp. 3-10.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
