СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 7/2016

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 92 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2016 Преимущества каскадирования малоотражающих СВЧ-фильтров В статье рассматриваются преимущества малоотражающих фильтров СВЧ при каскадировании для получения более высоких параметров крутизны среза и режекции. Мэтью А. Морган, Mini-Circuits Перевод: Алексей Лезинов В ВЕДЕНИЕ Последовательное каскадирование СВЧ-фильтров широко распростране- но для улучшения режекции вне поло- сы пропускания и увеличения крутиз- ны среза. Данная техника также может быть использована для комбинирова- ния ФНЧ и ФВЧ и создания полосо- вых фильтров. Хотя использование последовательно соединённых филь- тров позволяет получить необходи- мый результат, традиционные филь- тры полностью отражают сигнал вне полосы пропускания обратно в цепь, при этом отражённые сигналыформи- руют стоящую волну в линии переда- чи между двумя соседними фильтрами. Данный эффект может привести к иска- жению амплитуды проходящих сигна- лов, а также к нестабильности их фазы, из-за чего может наблюдаться деграда- ция параметров системы. Неотражающие фильтры серии X фирмы Mini-Circuits [1, 2] благодаря своей новейшей топологии поглощают сигнал вне полосы пропускания, а не отражают его обратно в источник. Эта характеристика фильтров придаёт раз- работке радиоэлектронных систем ряд преимуществ по сравнению с исполь- зованием традиционных фильтров. Одно из таких преимуществ – воз- можность последовательно каскади- ровать несколько фильтров и получать предсказуемый эффект, тогда как при каскадировании традиционных филь- тров эффект зачастую трудно поддаёт- ся прогнозам. Данная статья демонстрирует, как малоотражающие фильтры исключа- ют проблему плохой предсказуемо- сти результатов при каскадировании, позволяя обеспечить гибкость разра- ботки и улучшение параметров системы. С ИМУЛЯЦИЯ Для примера будем использовать малоотражающий фильтр модели XLF-421+. Это малоотражающий ФНЧ с полосой пропускания от нуля до 420 МГц. Он обеспечивает 1,4 дБ потерь в полосе пропускания, 14-дБ загражде- ние в полосе от 0,9 до 5,2 ГГц и 24-дБ заграждение в полосе от 5,2 до 18 ГГц. Результаты симуляции S-параметров двух последовательно каскадирован- ных фильтров XLF-421+ показаны на рисунке 1. Результаты симуляции вносимых потерь (см. рис. 2) демонстрируют ожи- даемое улучшение режекции в полосе заграждения и увеличение крутизны среза. В то же время, влияние на обратные потери по входу и выходу минималь- но (см. рис. 3 и 4). Обратите внимание: результаты симуляции указывают на отсутствие «гребёнки» (искажения формы АЧХ каскадированных фильтров) или дру- гих нежелательных эффектов для двух каскадированных фильтров, которые Рис. 1. Симуляция двух последовательно каскадированных малоотражающих ФНЧ XLF-421+ Рис. 2. Результаты симуляции вносимых потерь: один фильтр против двух каскадированных Рис. 4. Результаты симуляции обратных потерь по выходу: один фильтр против двух каскадированных Рис. 3. Результаты симуляции обратных потерь по входу: один фильтр против двух каскадированных