Расчет резонаторного фильтра на прямых объемных магнитостатических волнах

Рис. 6. Эквивалентная схема, использующая модель ПР из сосредоточенных элементов. Для получения АЧХ сопротивление и емкость рассчитаны по (2) и (5). Индуктивности взяты из таблиц 1 и 2.

Этот метод аналогичен методу индуктивной связи между одинаковыми ПР, которая учитывается в эквивалентной схеме с помощью индуктивности,

значение которой пропорционально значению индуктивности резонатора [13, с. 162]. На рис. 6, показана эквивалентная схема фильтра, используемая для одиночного ПР. Индуктивность контура

, (6)

входная и выходная индуктивности

, (7)

где

– коэффициент связи в случае согласования входа и выхода фильтра с ПР, и – внешняя добротность, измеренная по отраженному от входа сигналу.

По аналогии, по «провалу» прошедшей мощности, полная внешняя добротность может быть получена

,

где вход и выход предполагаются одинаковыми (взаимное устройство), то есть . В предположении экспоненциального уменьшения с расстоянием от края пленки ПР до микрополоска, как в случае влияния зазора на связь [2], можно найти

, (8)

где – возбуждаемое волновое число и , когда имеется электрическое согласование. Значения коэффициента связи и индуктивностей при различных рассчитанные по формулам (6), (7) и (8) при Qext = 3296 приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Рис. 7. Влияние расстояния между краем ПР и микрополоском на частотную зависимость коэффициента передачи для от 0 до 20 мкм. R, L и C рассчитаны для микрополоска шириной 240 мкм и пленки ЖИГ c .

На рис. 7 и 8 представлены частотные зависимости параметра передачи и параметра отражения ПР при различном расстоянии . Видно, что потери увеличиваются, когда расстояние между микрополоском и краем ПР также увеличивается. Частотный сдвиг наблюдается у фильтра из-за множителя , который учитывает вклад индуктивности. На рис. 7, кривая с – параметр идеально согласованного ПР. Нагруженная добротность в этом случае равна

и полоса пропускания по уровню 3 децибела приблизительно равна 8 МГц, которая соответствует ΔH = 1 E, как и рассчитывалось по «провалу» прошедшей мощности в случае электрического согласования. Минимальные вносимые потери составили – 3.7 дБ, что согласуется с предполагаемым максимумом для параметра передачи [15]:

дБ (9)

Рис. 8. Влияние зазора d между микрополоском и ПР на S11 для данных рис. 7.

Из-за увеличения внешней добротности при увеличении расстояния , нагруженная добротность также увеличивается. С другой стороны, компромисс между необходимым значением и предполагаемым увеличением вносимых потерь должен быть получен.

Важным свойством ПР является его внеполосное подавление. Когда микрополосковые проводники очень близко друг к другу и/или достаточно широкие, наводка ухудшает характеристики фильтра. Предельный случай, который рассматривается в этой работе – это согласованный микрополосок ширины 240 мкм, расположенный на поликоровой подложке толщиной 254 мкм. Основной вклад в характеристику ПР оказывают его магнитные свойства, которые сильно увеличивают его добротность.

Рис. 9. АЧХ полосно-пропускающего фильтра с ПР при различной ширине линии ФМР пленки ЖИГ от 0.5 E до 2 E. Частотный сдвиг наблюдается из-за индуктивной связи, которая изменяет значение L. d = 10 мкм – расстояние между краями ПР и микрополосками.

На рис. 9 показаны результаты влияния изменения значение ширины линии ФМР пленки, которой соответствует различные R, L, C, полученные из (2), (6), (7) и (5). Численные значение элементов представлены в таблице 2 при d = 10 мкм.

 Скачать реферат