Бунін А В, Вишняков С В, Геворкян В М, Казанцев Ю А, Михалин С Н, Полукаров В І ГОУВПО МЕІ (ТУ) Красноказарменная 14, м Москва, 111250, Росія Тел / факс: (095) 3621222 e-mail: gvm@emcmpeiacru

Анотація – Розглянуто принципи побудови та наведено результати розробки СВЧ діплексеров на основі відкритих діелектричних резонаторів, що володіють втратами в смузі пропускання шіріной2, 4 .. 2,7% не гірше 1,5 дБ і розвязкою між каналами більше 90 дБ

I                                       Введення

Рис 1 Частотна характеристика ППФ, що формують канали ЧРУ

з розвитком потреб ринку в різних СВЧ пристроях перешкодостійкою дуплексного звязку зростає актуальність створення частотно розділових пристроїв (ЧРУ), що задовольняють високим вимогам до комплексу технічних характеристик Наприклад, для діплексеров S-, С-діапазонів сучасні системи звязку предявляють вимоги втрат у смузі пропускання 1 – 1,5 дБ, розвязки між каналами 80 – 90 дБ, коефіцієнта прямокутності амплітудно-частотної характеристики (АЧХ), що утворюють діплексер фільтрів

2,5 . 3,5 За рівнем 80-100 дБ наявності смуги загородження на рівні 80-100 дБ шириною не менше +10% від центральних частот каналів ЧРУ з такими параметрами на основі обємних резонаторів низько технологічні (або дороги) з огляду на проблеми із забезпеченням необхідних добротностей металевих порожнин і, крім того, характеризуються великими масою і габаритами Суттєвими перевагами в цьому плані мають діплексера на діелектричних резонаторах

Fig 1 Frequency response of the BPF

Відомі [1] конструкції діплексеров, що включають в себе Υ-циркулятор, до двох висновків якого подкпючени входи смугасто-проникних фільтрів (ППФ) на діелектричних резонаторах (ДР) в позамежному хвилеводі Основний недолік таких ЧРУ-додаткові втрати в смузі пропускання, що вносяться У-циркулятором Крім того, відомі діплексера, в яких сигнал з частотами fi і f 2, що надходить на коаксіальний вхід ЧРУ, за допомогою штиря збуджує вхідні ДР обох ППФ Кожен ППФ виконаний на ДР, розміщених планарно, у відрізку позамежного хвилеводу прямокутного перерізу Недолік таких ЧРУ в порівняно низькою вибірковості ППФ у поєднанні зі значним рівнем втрат в смузі пропускання Це повязано з недостатньою (для відносно широкосмугових ППФ) електромагнітної звязком штиря збудження з вхідними ДР і недоліками, властивими ППФ, утвореним конструкціями з планарним розміщенням ДР, тобто більш вузькі смуги пропускання і великі втрати, ніж у фільтрів з співвісним розміщення резонаторів

У доповіді на прикладі ЧРУ С-діапазону представлені результати досліджень, щодо створення діплексеров, позбавлених зазначених недоліків

II                              Основна частина

Процес проектування діплексера включає в себе етапи розробки смугасто-проникних фільтрів каналів і розробку розгалуджувача каналів (РК) У даному випадку розглядається діплексер

містить 9-звенні ППФ Розробка конструкції ППФ грунтується на виборі виду резонансних ланок і звязків між ними Застосування відповідного програмного забезпечення, на основі чисельних методів розрахунку електромагнітних полів, дозволяє з прийнятною точністю визначити геометричні параметри конструкції ППФ

В якості ППФ обраний фільтр, описаний в [2], що має малі втрати в смузі пропускання, високий коефіцієнт прямокутності і широку смугу загородження Вид типовою частотної характеристики такого фільтра представлений на рис 1

Puc 2 Схематичний вигляд діплексера:

1-ДР, 2 – петлі звязку

Fig 2 Schematic diagram of the diplexer:

1 – DR, 2 – coupling loops

Однією з основних проблем проектування діплексера з параметрами, відповідними вказаним вище, є розробка РК Чисельне моделювання РК різних видів, що реалізують звязок коаксіальної лінії з ДР, показало, що достатній для реалізації необхідних параметрів рівень звязку, при допустимому рівні зниження добротності резонатора, забезпечується при застосуванні петель звязку Обраний РК показаний на рис2, він являє собою Т-розгалуження, навантажене з двох виходів петльовими елементами звязку з ДР Остаточно положення і форма петель підбиралися експериментально

Застосування в діплексере зазначеного вище ППФ і петлевого РК дозволило реалізувати наступні характеристики ЧРУ Смуги пропускання каналів 2,4% і 2,7% Втрати в смузі пропускання не більше

1,5 дБ Розвязка між каналами більше 90 дБ Коефіцієнт прямокутності АЧХ ППФ за рівнем 90 дБ становить 3 .. 3,2 АЧХ діплексера представлена ​​на рісЗ Паразитні смуги пропускання, розташовані вище робочої смуги частот, визначаються характеристиками ППФ каналів, а в області частот нижче робочої СМУГИ – визначаються властивостями РК

Puc 4 Зовнішній вигляд ЧРУ ОКМ

Fig 4 Photograph of high-power diplexer

На рис 4 представлений зовнішній вигляд ЧРУ С-діапазону, створеного за розглянутою схемою, для трактів ВИСОКОГО рівня потужності (БУМ) до 150 Бт Технічне рішення діплексера такого типу захищено патентом РФ [3]

Рис 3 Частотна характеристика діплексера Fig 3 Frequency response of the diplexer

Ml Висновок

nators placement

Представлено технічне рішення частотно-розділового пристрою, який може служити базовою конструкцією діплексеров для трактів з високим рівнем ПОТУЖНОСТІ Пристрій реалізує високі технічні характеристики при порівняно невеликих габаритах і масі Дослідження підтвердили перспективність створення таких діплексеров в діапазоні частот від 2,5 до 7 ГГц

[1] Безбородов Ю М, Гасанов Л Г, Ліпатов А А та ін Огляди по Електронної техніці, Серія 1 «Електроніка НВЧ», вип 4 (786), ЦНДІ «Електроніка» МЕП СРСР, 1981, с 53-56

[2] Смугасто-пропускаюш, ий фільтр Патент на корисну модель RU № 51789 U1, МПК Н 01Р 7/10, Бюл № 6 280905

[3]                     Діплексер Рішення від 12102005 про видачу патенту на корисну модель RU за заявкою № 2005131525/22 (035334), МПКН01Р7/10, Н01Р1/202

S, C-BAND DIELECTRIC RESONATOR DIPLEXER

Біп1п А V, Vishnyakov SV, Gevorkyan V М, Kazantsev JA, Mikhalin SN, Polukarov VI

Moscow Power Engineering Institute Krasnokazarmennaya 14, Moscow, 111250, Russia Ph: (095) 3621222 e-mail: gvm@vvk2mpeiacru

Abstract – The principles and results of design of microwave diplexers on dielectric resonators (DR) for high level (over 100W) signals are discussed Diplexers have insertion losses less than 15 dB at 2,4-2,7 % passband and 90 dB isolation between channels

I                                         Introduction

Numerous applications require two channel C- or S- band division of high power signals with good isolation between channels (greater than 90dB) Waveguide diplexers with cavity resonators have large sizes and high cost Well-known diplexer type includes filters on coaxial dielectric resonators placed into the cylinder waveguide with relatively high cutoff frequency and Y- circulator, but circulator increases insertion loses Other diplexers are based on coaxial excitation section, coupled with planar dielectric resonators, placed into rectangular waveguide These diplexers have weak suppression of opposite channel and resonators with relatively low Q-factor

II                                        Main Part

The first Stage is bandpass filters (BPF) design For example, for C-band diplexer two BPF were designed with similar characteristics (frequency response is presented in fig 1)

The most important question is design of coupling sections for the first resonators of the filters Numerical modeling of different types of coupling sections proves that the coupling coefficient required could be realized with specially shaped coupling loops only Then, diplexer’s content could be simply shown on fig 2

C-band diplexer with 90 dB isolation between channels was designed, based upon the coupling loops Using coupling sections made it is possible to achieve insertion losses level less than 15 dB into 2,4-2,7 % passbands Frequency responses for both channels are shown on fig3

Several diplexers (C and S-band) were designed with similar coupling loops The view of C-band diplexer for high power applications (power up to 150W) is shown in fig 4 Principles of the discussed construction were patented (Russian Federation patent [2, 3])

III                                       Conclusion

The coupling section for S- and C-band diplexers for wide application area was developed Computer aided design and technological simplicity of the section decreases cost of diplexers and allow to use effective filters with coaxial dielectric reso

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р