[YouFake 0]

Доброго времени суток, уважаемые форумчане!

Решаю задачу проектирования микрополоскового ФНЧ со следующими параметрами:

- частота среза: 3 ГГц;

- потери в полосе пропускания: не более 1.5 дБ;

- полоса заграждения: от 6 ГГц;

- коэффициент подавления на 6 ГГц: не менее 100 дБ.

В размерах особо не ограничен.

Использую в расчетах среду NI AWR, решатель - AXIEM.

Материал диэлектрика в расчетах использую RO4003C (не панацея).

Пробовал считать различные варианты топологии фильтра, но столкнулся с тем, что после  EM симуляции затухания более 80 дБ в полосе заграждения достигнуть не удаётся. На практике, после изготовления - тоже, максимальный результат - 75 дБ затухания. Повышение порядка фильтра после этого значения (что в принципе логично) ни к чему не приводит, кроме как к большим потерям в полосе пропускания.

Единственное, пока не дошёл (в общем то и никогда не пробовал) до многослойной топологии фильтра.

Прошу подсказать, в каком направлении лучше двигаться, может статьи какие нибудь есть с примерами расчетов. 

Спасибо!

[yurik82 12]

А какой тип линий и резонаторов? Полосковые линии ассиметричны и неэкранированы, поэтому излучают (соотв. и принимают из принципа эквивалентности). Да и ближнее поле тоже немалое
Вот пример поля копланарной линии

Edited April 25, 2019 by yurik82

[Sokrat 4]

9 часов назад, YouFake сказал:

- коэффициент подавления на 6 ГГц: не менее 100 дБ.

А чем измеряете такие подавления? Не у каждого VNA такая "динамика" есть. Да и 100 дБ, как по мне, цифра какая-то запредельная (по воздуху вполне себе "пролезет"). Тут какие-то конструктивные ухищрения, наверное, должны быть.

[MW_Юрий 0]

10 hours ago, YouFake said:

Доброго времени суток, уважаемые форумчане!

Решаю задачу проектирования микрополоскового ФНЧ со следующими параметрами:

- частота среза: 3 ГГц;

- потери в полосе пропускания: не более 1.5 дБ;

- полоса заграждения: от 6 ГГц;

- коэффициент подавления на 6 ГГц: не менее 100 дБ.

 

 

А для чего это, схема применения. Если поясните, то выяснится, что проблема будет далеко не в фильтре и все надо делать не так.

[uve 0]

MW Юрий, похоже до измерений дело не дошло. А по сути вопроса, из своего опыта, для обеспечения затухания 100 дБ фильтр нужно делать секционированным с полным экранированием отдельных секций. В Вашем случае я бы рекомендовал не менее 3-х секций.

[dabbler 0]

1 hour ago, Sokrat said:

А чем измеряете такие подавления? Не у каждого VNA такая "динамика" есть. Да и 100 дБ, как по мне, цифра какая-то запредельная (по воздуху вполне себе "пролезет"). Тут какие-то конструктивные ухищрения, наверное, должны быть.

Измерять наверное при помощи чего-то типа ДК1-16 или забугорного аналога. Но намерить можно все, что угодно, если не понимать, что, как и где измеряешь (пролазы, наводки). Да и с расчетами нужно разобраться, не "шумы" ли уже это вычислялки.

[YouFake 0]

Quote

А чем измеряете такие подавления? Не у каждого VNA такая "динамика" есть. Да и 100 дБ, как по мне, цифра какая-то запредельная (по воздуху вполне себе "пролезет"). Тут какие-то конструктивные ухищрения, наверное, должны быть.

Keysight E5071C

Quote

MW Юрий, похоже до измерений дело не дошло. А по сути вопроса, из своего опыта, для обеспечения затухания 100 дБ фильтр нужно делать секционированным с полным экранированием отдельных секций. В Вашем случае я бы рекомендовал не менее 3-х секций.

Видел такие решения от Гаммы:

https://www.nppgamma.ru/catalog/produktsiya_proizvodstva_fgup_npp_gamma/svch_polosovye_filtry/

Заявляют, что до 125 затухание при расстройке.

Quote

А какой тип линий и резонаторов? Полосковые линии ассиметричны и неэкранированы, поэтому излучают (соотв. и принимают из принципа эквивалентности). Да и ближнее поле тоже немалое
Вот пример поля копланарной линии

Ну разные пробовали, начиная от бабочек, гребенок до встречно-штыревой конструкции резонаторов. Все равно, видимо из-за того что по воздуху просачивается,  ниже 80 не уходит, а на практике до 77 дБ затухания. Пробовали и оптимизировать топологию уменьшая площадь фильтра и повышая плотность топологии (ну и появились дополнительные связи) - дБ 2-3 дало прибавки.

Quote

А для чего это, схема применения. Если поясните, то выяснится, что проблема будет далеко не в фильтре и все надо делать не так.

Нужно с генератора 2.8-2.95 ГГц с выходной мощностью 10 Вт гасить гармоники. С него гармоника идет 5- 7дБм. Проводим эксперименты по части зондирования материалов ВЧ излучением и нам нужно избавится от гармоники, которую налавливает приемник. Развязка между антеннами - 17-20 дБ.

Рассматривали в том числе и ППФ фильтры - такая же история, но у них затухание в полосе пропускания чуть больше получалось при расчете. 

Quote

Измерять наверное при помощи чего-то типа ДК1-16 или забугорного аналога. Но намерить можно все, что угодно, если не понимать, что, как и где измеряешь (пролазы, наводки). Да и с расчетами нужно разобраться, не "шумы" ли уже это вычислялки.

Не сталкивался раньше с проблемой "шумов" AXIEM. Вполне возможно что и так.

В общем и целом нужно давить гармоники дБ на 100, при затухании в полосе пропускания не более 1.5 дБ. Каскадирование фильтров дает результат (мы на текущий момент так и делаем), но увеличивается затухание основного сигнала. Сейчас мы каскадируем три фильтра и общее затухание выходит на 3-4 дБ для основного сигнала.

 

 

Edited April 25, 2019 by YouFake

[MW_Юрий 0]

30 minutes ago, YouFake said:

 

Нужно с генератора 2.8-2.95 ГГц с выходной мощностью 10 Вт гасить гармоники. С него гармоника идет 5- 7дБм. Проводим эксперименты по части зондирования материалов ВЧ излучением и нам нужно избавится от гармоники, которую налавливает приемник. Развязка между антеннами - 17-20 дБ.

Рассматривали в том числе и ППФ фильтры, но такая же история, но у них затухание в полосе пропускания чуть больше получалось при расчете. 

 

 

Не понял что давить. Гармоники передатчика или, то что от этих гармоник принимает ресивер. Похоже с ресивером проблемы. Тогда все понятно. Работу выполняют зашаренные вч аналоговики из 60-х. Никто и нигде и уже как 50 лет не строят ресиверы и пытаются решить проблемы какими то допотопными фильтрами на проволочках (если ресивер?). Фильтры на проволочках и подобных это так, слегка поиграться, а все решает цифра. Ваши сколько там 2ГГц нужно сбросить на ПЧ (а можно и не сбрасывать) и ADC, а далее цифровой ресивер и далее FIR или много других (тот же LPF) и получите 100dB играючи. Менять команду надо. Аналоговиков на улицу,  нормальных хардовцев железо и FPGA цифровиков-сигнальщиков. И чем раньше это поймете, тем меньше шансов обанкротиться.

[Pengozoid 0]

1 час назад, YouFake сказал:

с генератора 2.8-2.95 ГГц с выходной мощностью 10 Вт гасить гармоники. С него гармоника идет 5- 7дБм.

Т.е. у вас с генератора 40 дБм гармоника -35 дБн? Может не изысканный фильтр городить на -100 дБ, а починить этот генератор? Что за генератор-то такой?

Edited April 25, 2019 by Pengozoid

[YouFake 0]

Quote

Не понял что давить. Гармоники передатчика или, то что от этих гармоник принимает ресивер. Похоже с ресивером проблемы. Тогда все понятно. Работу выполняют зашаренные вч аналоговики из 60-х. Никто и нигде и уже как 50 лет не строят ресиверы и пытаются решить проблемы какими то допотопными фильтрами на проволочках (если ресивер?). Фильтры на проволочках и подобных это так, слегка поиграться, а все решает цифра. Ваши сколько там 2ГГц нужно сбросить на ПЧ (а можно и не сбрасывать) и ADC, а далее цифровой ресивер и далее FIR или много других (тот же LPF) и получите 100dB играючи. Менять команду надо. Аналоговиков на улицу,  нормальных хардовцев железо и FPGA цифровиков-сигнальщиков. И чем раньше это поймете, тем меньше шансов обанкротиться.

Давить именно гармонику с передатчика, чтоб не налавливать отраженку по гармонике. В общем, с выхода передатчика по гармонике не более -100 дБ надо.

Так-то я в целом обрисовал ситуацию.

С ЦОС мы тоже работаем, делаем разные штуки

Quote

Т.е. у вас с генератора 40 дБм гармоника -35 дБн? Может не изысканный фильтр городить на -100 дБ, а починить передатчик?

Да. Там конечный каскад усилка в нелинейном режиме работает,  не думаю, что много можно выиграть, разве что какой нибудь Push Pull городить

[Pengozoid 0]

4 минуты назад, YouFake сказал:

В общем, с выхода передатчика по гармонике не более -100 дБ надо.

Я вот совсем не ВЧшник-разработчик, а просто имею дело с разным железом, но в моем представлении с выхода девайса должно быть что-то около -70 дБн, ну и додавите потом еще на 30 дБ. Разве это не проще, чем сделать сначала нелинейный усилитель, а потом давить каким-то сложным и изысканным фильтром?

[Aner 0]

А что является нагрузкой такого генератора, чем и как подводите мощность к нагрузке? Там какие параметры?

[yurik82 12]

2 часа назад, YouFake сказал:

Каскадирование фильтров дает результат (мы на текущий момент так и делаем)

 

4 часа назад, uve сказал:

100 дБ фильтр нужно делать секционированным с полным экранированием отдельных секций

без изоляции пространства более 70 дБ получить сложно

Вот передача в рабочей полосе (отражение <0.1 дБ)

Спойлер

Вот передача за пределами (подавление около 70 дБ)

Спойлер

 

Edited April 25, 2019 by yurik82

[YouFake 0]

Quote

А что является нагрузкой такого генератора, чем и как подводите мощность к нагрузке? Там какие параметры?

Антенна зеркальная

[Y.Kolmakov 0]

Начните с проектирования корпуса фильтра - что бы коэф передачи нему был не более -100dB. Посмотрите как толщина диэлектрика и диэл. проницаемость влияет, высота крышки.