Блок формирования сигналов вспомогательного гетеродина
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?ускания:
?= (3050-2950)/3000 = 0,033
) Относительная ширина полосы S, в пределах которой затухание должно достигнуть заданного высокого уровня (LA)S, находится по формуле :
?S= (3200-2800)/3000 =0,133
) Определяем какое количество резонаторов потребуется в фильтре для выполнения требований ТЗ.
Знаем, что затухание в пределах относительной ширины полосы S (LA)S=40дБ по техническому заданию, ? и ?S были вычислены выше, поэтому из формулы (4.8) можно найти выражение для нахождения n.
=(40+6,02)/20lg(0,133/0,033) =3,8
Округлим до n=5, чтобы было нечетное количество резонаторов для согласования фильтра по входу и выходу.
6)Расiитаем потери в середине полосы по формуле
(LA)0? {4,343 n antilg[((LA)S+6,02 )/(20n)]}/{ S Qu}, дБ
(LA)0=(4,343*5*10^((40+6,02)/20*5)/(0,133*200)=2,36 дБ
Если же смотреть по графику на рис. 4.5, (LA)0=2,37 дБ
Теперь у нас есть все параметры для задания необходимой характеристики фильтра в программе Microwave Office.
.3 Моделирование фильтров на микрополосковых линиях в программном пакете MWO
При моделировании в среде Microwave Office используется AWR Filter Synthesis Wizard, функция, которая по заданным пользователем параметрам строит структуры некоторых фильтров. Далее после начального приближения, которое задает программа, начинается ручная подстройка - так как надо получить резонанс на средней частоте 3 ГГц. Если получившиеся характеристики не удовлетворяют разработчика, то используется компьютерная оптимизация, которая, после ввода требуемых границ для каждой из характеристик, помогает получить желаемые графики или максимально близко приблизиться к ним.
Для начала выбирается, какой фильтр нужен: ППФ (bandpass), далее определяем вид аппроксимации частотной характеристики - чебышевская характеристика, потом вводим порядок фильтра (5) и полосу пропускания, которую задаем от 2,95 до 3,05 ГГц и ещё несколько параметров. Параметры у меня следующие - сам полосок - проводник делаем из алюминия, а диэлектрическую подложку будем выполнять из керамики с относительной диэлектрической проницаемостью 9,8.
При моделировании очень важным параметром является четверть длины волны. Расiитаем её:
f=3 ГГц
?=c/f=3*108/3*109=0,1 м=100 мм
Длина волны в диэлектрике:
?0= ?/?0,5=100/9,80,5=34, 9438 мм
?0/4=7,986=8 мм
Будем рассматривать конструкции фильтров, которые может смоделировать AWR Filter Synthesis Wizard, и одновременно, изменяя каким-либо способом ту или иную конструкцию, будем смотреть, оптимальный ли фильтр предложен нам ЭВМ или есть варианты более выигрышных конструкций.
5.4 Фильтр с параллельно связанными полуволновыми резонаторами
Есть 2 варианта построения такого фильтра. Например, полосковый фильтр с n параллельно связанными резонаторами, короткозамкнутыми на обоих концах, длина которых равна половине длины волны на центральной частоте полосы пропускания или можно iитать, что фильтр состоит из n+1 связанных линий, длиной в четверть длины волны (рис. 5.6 и рис. 5.7). Аналогичный фильтр можно построить с резонаторами, разомкнутыми на концах (рис. 5.2 - 5.5). Руководством в выборе фильтра на резонаторах с КЗ или XX может послужить лишь способ изготовления, так как эти фильтры могут иметь идентичные характеристики.
Рис. 5.2Схема фильтра с параллельно связанными полуволновыми резонаторами, свободными на концах
Определим роль компьютерной оптимизации. На рис. 5.3 представлены характеристики, которые нам были выведены сразу после синтеза фильтра.
Видно, что параметры выбраны не оптимально, т.к. ожидаемого результата не получилось.
Используя же компьютерную оптимизацию, мы доводим характеристики до нужного вида, их можно наблюдать на рис. 5.4
Рис. 5.3Коэффициент передачи и коэффициент отражения фильтра до оптимизации
Рис. 5.4Коэффициент передачи и коэффициент отражения фильтра после оптимизации
Получилось, что S21=-1,39 дБ и S11=-29,3 дБ на частоте 3 ГГц.
Чтобы определить какие геометрические размеры будут у фильтра - смотрим рис. 5.5
Рис.№.5.5Топологическая схема фильтра
Недостатком данной структуры является её протяженность около 57 мм в длину и около 10 мм в ширину.
Фильтры с параллельно связанными микрополосковыми резонаторами обладают радом достоинств: разомкнутые на концах резонаторы технологически удобны в печатном исполнении, габариты фильтров наименьшие в классе планарных полосковых фильтров, фильтры удобны как элемент микрополосковых интегральных схем.
Рассмотрим дуальную схему, которую надо строить вручную. Определим, какие различия могут быть у них.
Рис. 5.6Схема фильтра с параллельно связанными полуволновыми резонаторами, короткозамкнутыми на концах
Рис. 5.7Коэффициент передачи и коэффициент отражения фильтра
Получилось, что S21=-1,44 дБ и S11=-22,38 дБ на частоте 3 ГГц.
Схема для изготовления получилась по структуре такой же, но чуть подлиннее около 58,5 мм.
Различие этих схем, как отмечалось выше, состоит в короткозамкнутых или свободных концах. В данной структуре конструктивно легче выполнять свободные концы, чем короткозамкнутые, т.к. при выполнении КЗ придется проделывать отверстия в диэлектрике, которые нарушат структуру поля, и что отрицательно скажется на характеристиках.
.5 Фильтр со встречно-штыревым включением резонаторов
Полосно-пропускающие фильтры на встречных стержнях состоят из отрезков