Инновационный дизайн фильтра с двойным диапазоном

Современные системы связи часто используют двойные полосовые фильтры для выделения различных операционных полос в одной и той же сети. Традиционные измерения дизайна таких фильтров относительно большие и требуют дополнительной комбинированной сети для двух фильтров. Тем не менее, метод проектирования фильтра с двумя полосами, обсуждаемый подробно в этой статье, может быть сделан очень маленьким. Его структура относительно проста, состоящая из двух асимметричных спиральных спиральных спиральных резонаторов (ASSR), каскадированных с линией микрополосков. Из -за неотъемлемой спиральной геометрии ASSR ASSR может быть полностью встроен в линию микрополосков, поэтому конечный размер конструкции может быть сведен к минимуму. В этом документе также также анализируется этот инновационный дизайн и подтверждает этот подход дизайна с помощью пары прототипов. Два двойных фильтра работают от 1,16 ГГц до 1,84 ГГц и от 1,80 ГГц до 2,45 ГГц соответственно.

Промышленность предприняла много усилий для миниатюризации фильтра с двумя диапазонами. Например, перекрестный фильтр является относительно эффективным решением. В этом методе проектирования изометрический резонатор сплит-кольца с двумя резонансными характеристиками частотной характеристики используется в качестве основы для проектирования фильтра. В одном примере, с использованием четырех резонаторов с двумя полосовыми переходами синтезируется с использованием четырех резонаторов, и относительные положения этих резонаторов должны быть тщательно настроены, чтобы получить подходящий коэффициент связи. К сожалению, использование четырех резонаторов приводит к снижению показателей потери вставки и сложности достижения компактных измерений (особенно размеров поперечного сечения).

Другой подход заключается в использовании резонатора с открытым контуром и параллельной открытой заглушкой в ​​качестве основы для проектирования компактного двойного полосового фильтра. Разработанные и изготовленные здесь представляют собой три двойные фильтры, оптимизированные для отказов вне полости. В этих прототипах вторая полоса проходов можно контролировать, регулируя положение и длину определенной параллельной открытой заглушки. Существует также микро-сплоченное полосовое фильтр с двойным диапазоном, основанный на изогнутом ступенчатом импедансном резонаторе (SIR). Двойная реакция этого фильтра зависит от основных геометрических параметров SIR, в то время как компактный размер достигается путем интеграции U-образного SIR с новейшим механизмом связи. Миниатюрный двойной полосовый фильтр также реализуется с использованием комбинированной структуры связи короткой и открытой четвертиволной сэр. Таким образом, эти различные методы проектирования фильтра с двумя диапазонами полагаются на базовый блок с двойным резонансным режимом.

В этой статье представлены различные методы проектирования для создания компактных двойных полосовых фильтров. В этом новом подходе фильтр состоит из двух каскадных ASSR, соединенных микрополосковыми линиями. Эти ASSR представляют собой улучшенную версию одного плоскости резонатора -резонатора и симметричного спирального резонатора типа Split. Из-за своей специальной геометрии этот ASSR может быть полностью встроен в линию подачи микрополосков, чтобы непосредственно сформировать соответствующий компонент с компактным размером поперечного сечения. В целом, ASSR-это блок отполоса, который работает с помощью электромагнитной (EM) связи. В текущей конструкции первая полоса проходов зависит от внутренней полосы пропускания ASSR, в то время как вторая полоса пропускания создается комбинацией равной импедансной сети ASSR и подключенных линий микрополосков. Таким образом, вторая полоса проходов может быть скорректирована независимо от первой полосы пропускания, используя длину подключенной линии микрополосковой линии в качестве параметра переменной. Этот вывод также будет проверен с помощью анализа модели схемы.

Основываясь на этом анализе, мы разработали и разработали два разных двойных полосовых фильтрах, чтобы продемонстрировать эффективность анализа. Согласно нам известно, эти двойные полосовые фильтры являются самыми узкими фильтрами, зарегистрированными во всей литературе на сегодняшний день из-за их особенно компактных размеров поперечного сечения.

Рисунок 1: макет показывает ASSR (A) и рекомендуемый двойной полосовый фильтр (B). В этом фильтре используется пара ASSR и подключенную к нему линию передачи микрополосков.

На рисунке 1 показан макет ASSR (a) и рекомендуемый фильтр (b), используемый в этом двойном полосовом фильтре. Каждый ASSR состоит из двух отдельных асимметричных прямоугольных спиральных паттернов. Из-за вращательной геометрии прямоугольной спирали, данная единица может быть полностью встроена в линию микрополосковой линии, что приводит к особенно компактному размерному сечению. Таким образом, широкополосный W1 ASSR остается неизменным на уровне 4,6 мм, что эквивалентно ширине линии микрополосков 50 Ом, изготовленной на подложке RT/Duroid 5880 (PCB). Относительная диэлектрическая постоянная этого субстрата составляет 2,2. Толщина составляет 1,5 мм. Эти значения материала также используются для моделирования. Значения для размеров W3 и W4 ограничены из -за ограничений, налагаемых с допусками производства схем (приблизительно 0,1 мм при W1 = 4,6 мм). Для этих двойных диапазонов фильтров фильтра значения для W3 = 0,6 мм и W4 = 0,3 мм используются здесь. В общей модели связанной линии микрополосковой линии эти значения будут поддерживать эффективные полосовые свойства посредством электромагнитной связи. Этот прогноз будет подтвержден методом анализа параметров L1 (основной параметр регулировки полосового фильтра), и результат показан на рис. 2.