Библиографическое описание:Волноводные четвертьволновые поперечные гребневые резонаторы на квази-ТЕМ-волне и фильтры на их основе : научное издание / А. А. Соркин, А. В. Минаков, Ю. П. Саломатов. - Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. - 2025. - Т. 28, № 3. - С. 95-105. - ISSN 1993-8985. - ISSN 2658-4794, DOI 10.32603/1993-8985-2025-28-3-95-105.
Аннотация:Введение. В современных системах связи требования к массогабаритным и частотным характеристикам фильтров во входных и выходных трактах антенно-фидерных устройств (АФУ) становятся все жестче. С учетом этого исследован поперечный волноводный гребневый резонатор, но не полуволновый, а четвертьволновый, что позволяет сократить ширину и длину фильтра. Показано влияние различных параметров резонатора на его резонансную частоту. Рассчитана зависимость нагруженной добротности от высоты поперечного гребневого четвертьволнового резонатора. Рассчитанные волноводные фильтры на резонаторах данного типа показывают возможность формирования полюсов затухания как выше, так и ниже полосы пропускания.Цель работы. Исследование различных типов фильтров на гребневых четвертьволновых резонаторах, а также оценка полосы заграждения по уровню и ширине.Материалы и методы. Численные исследования проведены методом конечных элементов (finite element method - FEM) и методом конечных разностей во временной области (finite difference in the time domain - FDTD).Результаты. Проведено моделирование различных типов пятии десятизвенных фильтров на гребневых четвертьволновых резонаторах. Установлено, что пятизвенные фильтры в зависимости от расположения резонаторов могут формировать полюсы затухания как выше полосы пропускания, так и ниже. Десятизвенный фильтр на поперечных гребневых четвертьволновых резонаторах на приемных частотах Х-диапазона (7.25…7.75 ГГц) обеспечивает вносимые потери не выше 1.2 дБ, при этом уровень ослабления в диапазоне частот передачи (7.9…8.4 ГГц) составляет не менее 80 дБ.Заключение. Применение фильтров на гребневых четвертьволновых резонаторах позволяет существенно сократить длину и улучшить массогабаритные характеристики при сохранении высокого уровня ослабления в полосе заграждения.
Introduction. In modern communication systems, the requirements imposed on the weight, size, and frequency characteristics of filters in the input and output paths of antenna-feeder devices (AFD) are becoming increasingly stringent. Taking this into account, we investigate a transverse waveguide ridge resonator of a quarter-wave structure. The use of a quarterwave resonator, rather than a half-wave structure, allows the width and length of the filter to be reduced. The influence of various resonator parameters on its resonant frequency is demonstrated. The dependence of the loaded Q-factor on the height of the transverse ridge quarter-wave resonator is calculated. The calculated waveguide filters on resonators of this type offer the possibility of forming attenuation poles both above and below the passband.Aim. Investigation of various types of filters on ridge quarter-wave resonators, as well as evaluation of the rejection band by level and by width.Materials and methods. Numerical studies were carried out using the methods of finite elements (FEM) and finite difference in the time domain (FDTD).Results. Simulation of various types of fiveand ten-order filters on ridge quarter-wave resonators was performed. Five-order filters, depending on the arrangement of the resonators, are capable of forming attenuation poles both above and below the passband. A ten-order filter on transverse ridge quarter-wave resonators at receiving frequencies of the X-band (7.25…7.75 GHz) provides insertion losses of no more than 1.2 dB, while the attenuation level in the transmission frequency range (7.9…8.4 GHz) is at least 80 dB.Conclusion. The use of filters on ridge quarter-wave resonators ensures a significant reduction in length and improvement in weight and size characteristics, while maintaining a high level of attenuation in the stop band.
