[Turgenev 1]

Есть ли прием или хитрость какая, чтобы при разработке ПФ на резонаторах (600МГц) избавиться от второй моды/гармоники? Или уменьшить ее хотя бы. Т.е. чтобы на 1200 МГц фильтр пропускал как можно меньше.

[cismoll 13]

56 minutes ago, Turgenev said:

Есть ли прием или хитрость какая, чтобы при разработке ПФ на резонаторах (600МГц) избавиться от второй моды/гармоники? Или уменьшить ее хотя бы. Т.е. чтобы на 1200 МГц фильтр пропускал как можно меньше.

А какие  у вас резонаторы? У четвертьволновых полюс пропускания как раз на 2-й центральной частоте будет, а паразитные появляются на нечётных "гармониках".

В любом случае для борьбы с паразитными полосами пропускания используется техника укорочения резонаторов с помощью нагрузочной ёмкости. Подробнее параграф 8.13 в Матее-Янге-Джонсе. Задача в основном сводится к тому, как реализовать эту ёмкость: конструкционный конденсатор, SIR и т.д.

[Freesom 15]

4 hours ago, Turgenev said:

Есть ли прием или хитрость какая, чтобы при разработке ПФ на резонаторах (600МГц) избавиться от второй моды/гармоники?

Хитрость есть. Использовать правильные резонаторы)))

 

Spoiler

 

[khach 33]

Использовать ступенчатые или конические резонаторы- у них вторая мода резонатора не совпадает со второй гармоникой сигнала

[Neznayka 0]

Есть интересный подход, с помощью которого можно улучшить подавление в полосе запирания. Прикладываю материалы с примерами.

Миниатюрный полосно-пропускающий СВЧ-фильтр со сверхглубоким уровнем подавления в широкой полосе заграждения.pdf Полосно-пропускающий фильтр со сверхширокой полосой заграждения и уровнем подавления помех более 100 Дб.pdf Резонансные полосковые структуры и частотно-селективные устройства на их основе с улучшенными характеристиками_Сержантов А.М. (диссертация, 2015).pdf

[Turgenev 1]

В 24.11.2022 в 17:38, cismoll сказал:

А какие  у вас резонаторы? У четвертьволновых полюс пропускания как раз на 2-й центральной частоте будет, а паразитные появляются на нечётных "гармониках".

В любом случае для борьбы с паразитными полосами пропускания используется техника укорочения резонаторов с помощью нагрузочной ёмкости. Подробнее параграф 8.13 в Матее-Янге-Джонсе. Задача в основном сводится к тому, как реализовать эту ёмкость: конструкционный конденсатор, SIR и т.д.

Конечно четвертьволновые! 

Прочитал параграф 8.13. Я припаиваю сапфировые конденсаторы AT27293 к резонаторам, чтобы подвинуть центральную частоту или подкорректировать полосу пропускания. Но ни разу не видел, чтобы происходило что-то существенное со второй гармоникой. Что за конденсаторы имеются в виду в случае коаксиальных резонаторов?

 

В 24.11.2022 в 21:22, Freesom сказал:

Хитрость есть. Использовать правильные резонаторы)))

Нет ли для SIW-фильтров программы для оценочного расчета характеристик будущего фильтра, как у CST Filter designer 2d или у AWR iFilter Synthesis?

 

В 24.11.2022 в 23:55, khach сказал:

Использовать ступенчатые или конические резонаторы- у них вторая мода резонатора не совпадает со второй гармоникой сигнала

Запомню, но это пока не для меня, в моем распоряжении тьма цилиндрических или прямоугольных керамических коаксиальных резонаторов.

[cismoll 13]

8 hours ago, Turgenev said:

Я припаиваю сапфировые конденсаторы AT27293 к резонаторам, чтобы подвинуть центральную частоту или подкорректировать полосу пропускания. Но ни разу не видел, чтобы происходило что-то существенное со второй гармоникой. Что за конденсаторы имеются в виду в случае коаксиальных резонаторов?

В книге речь идёт о значительном укорочении резонаторов до, например, значения 1/8 длины волны (дальше уже сильно падает добротность). По формуле (8.13.7) для частоты, например, 600 МГц и укорочения до 1/8-лямбда получается ёмкость 3,8 пФ. Если б это был 1/4-волновый резонатор, паразитная полоса пропускания возникла бы около частоты 1800 МГц, а в результате получается в районе 3000 МГц, то есть на 5-й "гармонике". Я когда-то давно делал такой проект на 790 МГц:

Spoiler

 

Конденсаторы в том фильтре были сформированы в виде цилиндров: обкладки -- корпус и резонатор; между ними трубочка из фторопласта, вставленная в металлический цилиндр с резьбой для подстройки. Укорочение было до 1/16-лямбда.

Конденсаторы теоретически могут быть любые, реактивные нагрузки всегда одинаково влияют на свойства линий передачи.

 

Похожим образом работают коаксиальные резонаторы со скачком волнового сопротивления: две коаксиальные линии, одна сформирована полостью запредельного волновода и полым металлическим стержнем, другая -- полым металлическим стержнем и сплошным стержнем, вставленным в полый. Между поверхностями стержней образуется ёмкость, которая приводит к укорочению их физических длин и удалению первой паразитной полосы пропускания на значительное расстояние.

Вот, например, статья тех же авторов, что в сообщении от уважаемого @Neznayka:

Полосно-пропускающий фильтр со сверхширокой полосой заграждения на ми-.pdf

 

[Turgenev 1]

В 05.12.2022 в 11:49, cismoll сказал:

например, 600 МГц и укорочения до 1/8-лямбда получается ёмкость 3,8 пФ

Мои AT27293 имеют емкость до 8 пФ. То есть в теории я могу на 1,6ГГц подстройкой этих емкостей добиться такого укорочения резонаторов, при котором вторая гармоника сдвинется выше по частоте?

Я выкручивал на полную свои конденсаторы (чтобы было 8пФ) и это только расстраивало фильтр полностью. Меньше 8пФ тоже делал, результат +- такой же

Спойлер

 

Изменено 8 декабря, 2022 пользователем Turgenev

[cismoll 13]

4 hours ago, Turgenev said:

Мои AT27293 имеют емкость до 8 пФ. То есть в теории я могу на 1,6ГГц подстройкой этих емкостей добиться такого укорочения резонаторов, при котором вторая гармоника сдвинется выше по частоте?

Не совсем так. Резонаторы тоже придётся физически укорачивать. Роль ёмкости тут заключается в том, чтобы компенсировать это физическое укорочение и восстановить положение полосы пропускания. А удаление паразитных полос -- приятный бонус, возникающий за счёт того, что часть резонатора, обладающая периодическими свойствами, изменяется.

 

Spoiler

У меня в рассуждениях выше, к сожалению, присутствует ошибка, которую я не замечал всю свою сознательную жизнь до этого обсуждения: паразитные полосы пропускания в случае резонаторов, нагруженных на ёмкости, будут возникать не на нечётных центральных частотах (через одну), как было сказано мною ранее, а на удвоенных чётных, так как физическая длина укороченного резонатора будет соответствовать половине длины волны на рабочей частоте.

 

[Turgenev 1]

1 час назад, cismoll сказал:

а на удвоенных чётных, так как физическая длина укороченного резонатора будет соответствовать половине длины волны на рабочей частоте.

Ну на место все встало, а то не понимал глядя на параметры своего фильтра, паразитная на удвоенной частоте основного:

Спойлер

Не совсем понял про четную нечетную моду. Для моего фильтра нечетная это 1.8ГГц, если основная 0.6ГГц?

[cismoll 13]

3 hours ago, Turgenev said:

Ну на место все встало, а то не понимал глядя на параметры своего фильтра, паразитная на удвоенной частоте основного:

  Reveal hidden contents

Не совсем понял про четную нечетную моду. Для моего фильтра нечетная это 1.8ГГц, если основная 0.6ГГц?

Я немного не про то. Впрочем, объяснять -- не моя сильная сторона.

Если сразу договориться о терминологии, то понятия моды и гармоники тут вообще не следовало бы применять, потому что, насколько я понимаю, это всё относится к свойствам сигнала. Ну впрочем ладно.

У четвертьволнового резонатора, в силу пропорциональности входного сопротивления тангенсу (или котангенсу), получается так, что нулевые сопротивления возникают на нечётных основных частотах (2n-1)f0. И у фильтра на основе четвертьволновых резонаторов паразитные полосы пропускания будут появляться возле нечётных центральных частот основной полосы.

В случае резонатора, нагруженного на ёмкость, имеем полуволновую систему, так как линия закорочена с двух сторон. У полуволнового резонатора, сопротивление которого также пропорционально тангенсу/котангенсу, нулевые сопротивления будут уже на каждой кратной основной частоте nf0. С помощью конденсатора мы достраиваем длину до требуемой основной частоты (например, 600 МГц), но поскольку система линия+конденсатор непериодическая, то первая паразитная полоса пропускания будет возникать не на 2f0 и не на 3f0 МГц, а (при укорочении, например, до 1/8-лямбда) на частоте 4f0 -- на той частоте, на которой отрезок линии без конденсатора был бы полуволновым (и для него это была бы основная частота), то есть в нашем примере 2400 МГц. Остальные полосы будут на n2400 МГц*.

Spoiler

*На самом деле не точно на частотах n2400 МГц, а на несколько более высоких, потому что ёмкость хоть и будет иметь там гораздо меньшее сопротивление с увеличением n, чем на f0, но всё равно в некоторой степени окажет влияние и укоротит резонаторы.

 

[Turgenev 1]

12 часов назад, cismoll сказал:

С помощью конденсатора мы достраиваем длину до требуемой основной частоты

Все понятно, но просто ради интереса: сейчас, предположим, у меня есть реальный фильтр на коакс.резон-х с подпаянными подстроечными конденсаторами, настроенный на 600МГц.  Сейчас длина резонаторов равна L/4 для 600 МГц, но для 1200 МГц длина резонаторов как раз равна L/8. Могу ли я в теории настроить подстроечными конденсаторами так, чтобы фильтр стал на 1200 МГц и с ближайжим к f0 нулевым сопротивлением на 4*f0?

[cismoll 13]

2 hours ago, Turgenev said:

Все понятно, но просто ради интереса: сейчас, предположим, у меня есть реальный фильтр на коакс.резон-х с подпаянными подстроечными конденсаторами, настроенный на 600МГц.  Сейчас длина резонаторов равна L/4 для 600 МГц, но для 1200 МГц длина резонаторов как раз равна L/8. Могу ли я в теории настроить подстроечными конденсаторами так, чтобы фильтр стал на 1200 МГц и с ближайжим к f0 нулевым сопротивлением на 4*f0?

Ох, здесь, как всегда бывает с фазой, электрической и физической длинами -- возникает путаница.

Ёмкостью вы уменьшаете физическую длину, но электрическую -- увеличиваете, чтобы компенсировать это укорочение. Причём увеличиваете не до четверти, а до половины длины волны, следовательно частота уменьшится в два раза при фиксированной длине линии. То есть тут можно двигаться только вниз по частоте, и вам всё равно нужно пилить резонаторы у ваших фильтров.

 

[Turgenev 1]

В 09.12.2022 в 11:48, cismoll сказал:

всё равно нужно пилить резонаторы у ваших фильтров.

Все равно пилить, чтобы попасть в нужную центральную? А если отбросить требование по центральной частоте, просто ради эксперимента- посмотреть как уйдет вторая гармоника, если оставить длину резонаторов как есть, добавить емкость и уйти вниз по центральной частоте фильтра. Или невозможно будет так настроить, потому что не поймать резонанс у уже настроенного контура добавлением емкости? 

Изменено 12 декабря, 2022 пользователем Turgenev

[cismoll 13]

3 hours ago, Turgenev said:

Все равно пилить, чтобы попасть в нужную центральную? А если отбросить требование по центральной частоте, просто ради эксперимента- посмотреть как уйдет вторая гармоника, если оставить длину резонаторов как есть, добавить емкость и уйти вниз по центральной частоте фильтра. Или невозможно будет так настроить, потому что не поймать резонанс у уже настроенного контура добавлением емкости? 

 

Всё равно пилить, чтоб сработал этот трюк с укорочением. Простыми словами: суть в том, что вы на резонаторе фиксированной длины получаете резонанс, который ниже по частоте, чем его основная "мода".

А ради эксперимента, да, можно попробовать "уехать" в 300 МГц (или даже ниже) и посмотреть, куда уйдёт первая паразитная частота.