Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
Realizacja elementów reaktancyjnych o parametrach
rozłożonych
Elementy indukcyjne i pojemnościowe oraz indukcyjno-
pojemnościowe o parametrach rozłożonych realizowane
są przy wykorzystaniu odcinków linii transmisyjnych.
1 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
rozwarcie
Xstr
Z1
l
f01 f02 f03 f04 f
Zo Zo
1 2
t t
t
t
t
< l <
l <
l =
l =
4 2
4 4
2
L
L
C 1 2 L
1 2
1 2 1 2 C
C
Rys. 4. Reaktancja wejściowa linii rozwartej na końcu.
2 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
zwarcie
Xstr
Z1
l
f01 f02 f03 f04 f
Zo Zo
1 2
t t
t
t
t
< l <
l <
l =
l =
4 2
4
2
4
L
L
L
C 1 2 1 2
1 2 C
1 2
C
Rys. 5. Reaktancja wejściowa linii zwartej na końcu.
3 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
Realizacja elementów reaktancyjnych quasiskupionych
(przykłady)
Indukcyjność szeregowa:
lL
Zo Zo
1 2
Zo1L
Zo1L > Zo
a)
4 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
lL
Zo1L
Zo1L > Zo
Zo Zo
1 2
b)
5 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
L
CpL
CpL
1 2
c)
Rys. 6. Indukcyjność skupiona szeregowa,
a), b) konstrukcje w technologii NLP (widok od strony
druku), c) schemat zastępczy (liniami przerywanymi
zaznaczono pasożytnicze pojemności).
6 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
Pojemność równoległa:
lC
Zo Zo
1
Zo1C
Zo1C < Zo
a)
7 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
LpC LpC
1 C 2
b)
Rys. 7. Pojemność skupiona równoległa, a) konstrukcja
w technologii NLP (widok od strony druku), b) schemat
zastępczy (liniami przerywanymi zaznaczono
pasożytnicze indukcyjności).
8 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
rozwarcie
Z2 l2
l2 << t
C
1 2
l1
Zo Z1 Zo
L
l1 << t
1 2
Rys. 6. Kaskadowo połączone linie transmisyjne
o różnych impedancjach charakterystycznych włączone
równolegle do linii transmisyjnej o impedancji
charakterystycznej ZO.
9 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
Pojemność szeregowa:
l
1 2
a)
10 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
C
dielektryk
wyprowadzenia
lutownicze
b)
11 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
C
1 2
Zo Zo
c)
Rys. 8. Pojemność skupiona szeregowa
a) konstrukcja w technologii NLP (widok od strony
druku), b) element montowany, c) schemat zastępczy.
12 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
Nieprzestrajalne filtry mikrofalowe w technologii linii
mikropaskowych
Xstr
1 2
Z0 Z0
Z01
zwarcie
a)
Xstr
f01 f02 f03 f04 f
b)
13 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
S21
f01 f02 f03 f04 f
c)
S11
f01 f02 f03 f04 f
d)
Rys. 9. Prosty filtr mikrofalowy w technologii NLP z pojedynczym strojnikiem
równoległym zwartym na końcu a) topologia (widok od strony ścieżek),
b) przebieg impedancji (reaktancji) wejściowej strojnika w funkcji
częstotliwości, c) charakterystyka transmisyjna
(linią przerywaną naniesiono charakterystyki filtru wykonanego na podłożu
stratnym), d) charakterystyka odbiciowa (linią przerywaną naniesiono
charakterystyki filtru wykonanego na podłożu stratnym).
14 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
Xstr
1 2
Z0 Z0
Z01
rozwarcie
a)
Xstr
f01 f02 f03 f04 f
b)
15 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
S21
f01 f02 f03 f04 f
c)
S11
f01 f02 f03 f04 f
d)
Rys. 10. Prosty filtr mikrofalowy w technologii NLP z pojedynczym strojnikiem
równoległym rozwartym na końcu a) topologia (widok od strony ścieżek),
b) przebieg impedancji (reaktancji) wejściowej strojnika w funkcji
częstotliwości, c) charakterystyka transmisyjna
(linią przerywaną naniesiono charakterystyki filtru wykonanego na podłożu
stratnym) , d) charakterystyka odbiciowa (linią przerywaną naniesiono
charakterystyki filtru wykonanego na podłożu stratnym).
16 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
Z1Z1 Z1 Z1 Z1
1 2
Z2 Z2 Z2
Z0 Z0
Z2>Z0
a)
Lsz Lsz Lsz
1 2
Cr
Cr Cr Cr
b)
17 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
S21
f1 f2 f3 f4 f
c)
Rys. 11. Filtr dolnoprzepustowy w technologii NLP
a) topologia (widok od strony ścieżek), b) schemat
zastępczy, c) charakterystyka transmisyjna
(linią przerywaną naniesiono charakterystyki filtru
wykonanego na podłożu stratnym).
18 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
Csz Csz Csz
1 2
Z0 Z0
Lr Lr Lr Lr
a)
Csz Csz Csz
1 Lr Lr Lr Lr 2
b)
19 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
S21
f1 f2 f
c)
Rys. 12. Filtr górno - przepustowy w technologii NLP
a) topologia (widok od strony ścieżek), b) schemat
zastępczy, c) charakterystyka transmisyjna
(linią przerywaną naniesiono charakterystyki filtru
wykonanego na podłożu stratnym).
20 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
t / 4 t / 4
1 2
Z0 Z0
Lsr Lsr Lsr
Csr Csr Csr
a)
Lsr Lsr Lsr
1 2
Csr Csr Csr
b)
21 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
S21
f01 f02 f
c)
Rys. 13. Filtr pasmowo - zaporowy w technologii NLP
a) topologia (widok od strony ścieżek), b) schemat
zastępczy, c) charakterystyka transmisyjna
(linią przerywaną naniesiono charakterystyki filtru
wykonanego na podłożu stratnym).
22 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
t / 4
1 Z01 > Z0
Z01
Z0
Z0
obszar linii
sprzężonych
2
a)
obszar
rezonatorów
sprzężonych
1 2
Z0 Z0
b)
23 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
S21
f1 f2 f3 f
c)
Rys. 14. Filtry pasmowo - przepustowe w technologii
NLP a) topologia filtru schodkowego (widok od strony
ścieżek), b) topologia filtru palczastego (widok od strony
ścieżek), c) charakterystyka transmisyjna
(linią przerywaną naniesiono charakterystyki filtru
wykonanego na podłożu stratnym).
24 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
Przestrajalny filtr mikrofalowy z rezonatorem YIG
Prąd sterujący
(przestrajanie)
YIG
900
2
1
Rys. 15. Uproszczona budowa filtru z rezonatorem YIG.
25 AKR
Elektro-
magnes
p
r
a
o
c
m
w
i
n
a
a
i
k
d
d
w
r
a
o
n
o
l
f
i
w
c
a
a
o
f
a
l
r
o
o
p
w
kr
i
a
m
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
Obydwie prowadnice mikrofalowe zakończone są
zachodzącymi na siebie pętlami leżącymi na
płaszczyznach tworzących kąt prosty. W związku z tym
przy braku kulki YIG lub przy braku zewnętrznego
stałego pola magnetycznego obydwie pętle nie będą na
siebie oddziaływać gdyż wektor zmiennego pola
magnetycznego jednej pętli jest zawsze równoległy do
płaszczyzny pętli sąsiedniej. W takim przypadku
transmitancja układu będzie równa zeru.
26 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
Po włączeniu zewnętrznego stałego pola
magnetycznego i doprowadzeniu do wrót 1 lub 2
sygnału mikrofalowego o częstotliwości równej
częstotliwości rezonansowej kryształku YIG wektor
zmiennego pola magnetycznego pętli dołączonej do
prowadnicy pobudzanej sygnałem mikrofalowym zostaje
przez kulkę YIG usytuowany prostopadle do
płaszczyzny pętli drugiej prowadnicy. Skutkiem tego
w pętli tej zostaje wzbudzony sygnał mikrofalowy, który
propaguje się do wrót wyjściowych.
27 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
Dzięki tym właściwościom układ przedstawiony
schematycznie na rysunku 8 pełni rolę odwracalnego
przestrajalnego elektronicznie filtru mikrofalowego.
2
Lr Rr Cr
1
Rys. 16. Schemat zastępczy przestrajalnego filtru
z rezonatorem YIG.
28 AKR
Temat:
REZONATORY I FILTRY MIKROFALOWE.
AKR
Imagn1 < Imagn2
S21
Imagn1 Imagn2
f01 f02 f
Rys. 17. Charakterystyki częstotliwościowe
przestrajalnego filtru z rezonatorem YIG
dla dwóch różnych wartości natężenia stałego
zewnętrznego pola magnetycznego
(ustawianego prądem elektromagnesu Imagn).
29 AKR