Пожалуйста, используйте этот идентификатор, чтобы цитировать или ссылаться на этот ресурс: http://elar.urfu.ru/handle/10995/119438
Название: Исследование полоснопропускающих фильтров на слоистых диэлектрических структурах
Другие названия: Investigation of Bandpass Filters Based on Layered Dielectric Structures
Авторы: Волошин, А. С.
Ефимов, А. Ю.
Ходенков, С. А.
Voloshin, A. S.
Efimov, A. Yu.
Khodenkov, S. A.
Дата публикации: 2022
Издатель: Уральский федеральный университет
Ural Federal University
Библиографическое описание: Волошин А. С. Исследование полоснопропускающих фильтров на слоистых диэлектрических структурах / А. С. Волошин, А. Ю. Ефимов, С. А. Ходенков // Ural Radio Engineering Journal. — 2022. — Vol. 6, No. 3. — P. 231–258.
Аннотация: Исследованы конструкции полосно-пропускающих фильтров на мультислойных диэлектрических структурах, состоящих исключительно из полуволновых резонаторов, а также с четвертьволновыми резонаторами по краям рассмотренных конструкций. Описаны принципы построения устройств с заданными характеристиками и объяснены основные закономерности поведения частотно-селективных свойств мультислойных структур от их конструктивных параметров. Впервые показано, что в многослойных полосно-пропускающих фильтрах на одномерных диэлектрических структурах амплитудно-частотные характеристики остаются неизменными при инверсии скачков волнового сопротивления между соседними слоями конструкции. Определены границы реализуемых характеристик фильтров с использованием имеющегося набора современных широко распространенных в радиотехнике материалов (1 ≤ ε ≤ 1000). Обнаружено, что достижимые значения относительных полос пропускания в конструкциях, состоящих исключительно из полуволновых слоев, составили от 21 до 93 %, при этом самые узкополосные фильтры можно реализовать с интерфейсными средами, обладающими характеристиками Z0 ≈ 85 Ом (ε ≈ 19,7) в случае прямого скачка и Z0 ≈ 53 Ом (ε ≈ 50,4) - в случае обратного. Показано, что для конструкций с крайними четвертьволновыми слоями (все внутренние слои - полуволновые) при прочих равных условиях селективные свойства становятся лучше, однако относительная ширина полосы пропускания может изменяться лишь от 45 до 115 %, при этом нижняя граница достижима только в случае с интерфейсными средами из воздуха (Z0 ≈ 377 Ом, ε = 1).
The designs of band-pass filters on multilayer dielectric structures consisting of half-wave resonators exclusively, as well as with quarterwave resonators at the edges of the considered structures are investigated. The principles of constructing devices with specified characteristics are described and the basic laws of the behavior of frequency-selective properties of multilayer structures on their design parameters are explained. It is shown for the first time that in multilayer bandpass filters on one-dimensional dielectric structures, the frequency responses remain unchanged when the steps of the characteristic impedance between adjacent layers of the structure are inverted. The boundaries of the realized characteristics of filters are determined using the existing set of modern materials widely used in radio engineering (1 ≤ ε ≤ 1000). It was found that the achievable values of relative passband in constructions consisting exclusively of half-wave layers ranged from 21% to 93%, while the most narrow-band filters can be realized with interface media having characteristics of Z0 ≈ 85 Ohm (ε ≈ 19.7) in the case of a forward step of the characteristic impedance at the edge interfaces of the structure and Z0 ≈ 53 Ohm (ε ≈ 50.4) - in the case of the reverse step (inversely proportional to the original). It is demonstrated that for the structures with the edge quarter-wave layers (all the inner layers are half-wave), other things being equal, the selective properties become better, but the relative passband can vary from only 45% to 115%, while the lower limit is achievable only in the case of air interface media (Z0 ≈ 377 Ohm, ε = 1).
Ключевые слова: ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ ФИЛЬТР
РЕЗОНАТОР
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ
ВОЛНОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
BANDPASS FILTER
RESONATOR
DIELECTRIC CONSTANT
CHARACTERISTIC IMPEDANCE
URI: http://elar.urfu.ru/handle/10995/119438
Идентификатор РИНЦ: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=49798601
ISSN: 2588-0454
2588-0462
DOI: 10.15826/urej.2022.6.3.001
Сведения о поддержке: Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования России по госзаданию № FEFE-2020-0013 «Развитие теории самоконфигурирующихся алгоритмов машинного обучения для моделирования и прогнозирования характеристик компонентов сложных систем».
This study was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, state assignment no. FEFE-2020-0013 «Development of the Theory of Self-Configurable Machine-Learning Algorithms for Simulating and Predicting Characteristics of Complex Systems».
Источники: Ural Radio Engineering Journal. 2022. Vol. 6. № 3
Располагается в коллекциях:Ural Radio Engineering Journal

Файлы этого ресурса:
Файл Описание РазмерФормат 
urej-2022-3-01.pdf1,19 MBAdobe PDFПросмотреть/Открыть


Все ресурсы в архиве электронных ресурсов защищены авторским правом, все права сохранены.