Коаксиальные фильтры
Коаксиальные фильтры получили распространение в метровом, дециметровом и длинноволновой части сантиметрового (более 5 см) диапазонах радиоволн. Наибольшее распространение получили фильтры на коротких отрезках.
В фильтрах на коротких отрезках линий передач используется свойство эквивалентности коротких отрезков линий ( 
), нагруженных на сопротивление в несколько раз меньше волнового - последовательной индуктивности, а коротких отрезков линий передач, нагруженных на сопротивление большее волнового — параллельной емкости.
Фильтры на коротких отрезках выполняются по трехэлементной схеме звена (рис. 4.2, а, в).
Расчет коаксиальных фильтров производится методом характеристических параметров, то есть выбирается характеристическое сопротивление фильтра из условия конструктивной реализации элементов, определяются элементы схемы фильтра и геометрические размеры.
Фильтры нижних частот на коротких отрезках состоят из последовательно соединенных отрезков линий передач с высоким и низким волновым сопротивлением. Конструктивно ФНЧ представляют собой жесткую коаксиальную линию, внешний проводник которой выполнен из латунной трубы диаметром D(рис. 4.5). Внутренний проводник фильтра, работающего в сантиметровом диапазоне волн, представляет собой латунный стержень, состоящий из отрезков разного диаметра d1 и d2 (рис. 4.5, а), в дециметровом и метровом диапазонах волн отрезки проводника с меньшим диаметром заменены спиральными линиями (рис. 4.5, б).
Каркас спиральной линии и диэлектрическая втулка между внутренним и внешним проводниками коаксиальной линии (параллельная емкость) изготовляется из высокочастотных диэлектриков с малыми потерями типа ПТ, полистирола, фторопласта-4, и т. д. Эквивалентная схема звена фильтра с достаточной для практики точностью может быть представлена схемой фильтра нижних частот типа К, собранного по Т- или П-образной схеме (рис. 4.5, в, г.).
Показанный на рис. 4.5, а фильтр имеет Т-образную схему звеньев. Отрезки линий длиной l1, с большим волновым сопротивлением 
(рис. 4.5, а), и спиральные линии (рис. 4.5, б) эквивалентны сосредоточенным индуктивностям, отрезки линии длиной l2 с малым волновым сопротивлением 
—емкостям.
Законы изменения характеристических сопротивлений для Т- и П-образных фильтров различны и показаны на рис. 4.5, в, г.
Для обеспечения наилучшего согласования Zхар фильтра с сопротивлением нагрузкиZн в полосе частот от 0 до f1 необходимо, чтобы Zо было равно:
для Т-образного звенаZ0»1,41 Zн,(4.11)
для П-образного звенаZ0» Zн/1.41.(4.12)
Рис. 4.5. Фильтр нижних частот: а — ФНЧ сантиметровых воли;
б—ФНЧ дециметровых и метровых волн; в—зависимость Zхар от частоты для Т-образной схемы; г — для П-образной схемы.
Величины емкости и индуктивности звена связаны следующими соотношениями:
(4.13)
(4.14)
Граничная частота f1 и сопротивление Zоравны:
(4.15)
(4.16)
Элементы звена связаны с конструктивными размерами следующими соотношениями:
(4.17)
(4.18)
здесь V1, V2— скорости распространения волн в линиях , для фильтра рис. 4.5, а:
V1= 3*1010 см/сек,
см/сек.
Дата добавления: 2015-08-26; просмотров: 3018;