Принцип работы СВЧ фильтров

Основные принципы работы СВЧ фильтров построены на защите системы от посторонних сигналов. Они избирательно пропускают одни частотные составляющие и подавляют другие, сохраняя полезные особенности входного сигнала. Именно от них зависит помехозащищенность и селективность оборудования, его работа и корректность функционирования.

Виды и особенности работы СВЧ фильтров

У каждого СВЧ фильтра есть своя полоса пропускания. Она определяет область частот пропускаемых и задерживаемых сигналов. Фильтрующие свойства устройства измеряются величиной вносимого затухания. Чем больше разница между этим параметром в полосах пропускания и запирания, тем выше эффективность фильтра.

Классификация фильтров по частотным характеристикам

• ФНЧ– низкочастотные;
• ППФ– полосовые;
• ФВЧ– высокочастотные;
• ПЗФ–полосо-заграждающие (режекторные).

Функционирование и принципы работы СВЧ фильтров разной классификации отличаются по диапазону пропускаемых и задерживаемых частот. Конструкционно они могут быть реализованы, как элементы внутреннего и поверхностного монтажа с коннекторами и без.

Физическая реализация СВЧ фильтров:

• устройства на коаксиально-керамических резонаторах;
  • керамические моноблочные фильтры;
  • устройства, работающие по технологии LTCC;
  • фильтры на сосредоточенных элементах;
  • встречно-стержневые и гребенчатые устройства;
  • фильтры на микрополосковыхлиниях.

Фильтры на сосредоточенных элементах позволяют формировать эллиптические характеристики и широкую полосу заграждения. Они могут работать в диапазоне частот от 1 до 3000 МГц и имеют полосу пропускания в диапазоне от 1 до 150%.

Устройства на коаксиально-керамических резонаторах имеют малый процент вносимых потерь и работают в рамках 300–4000 МГц. Они довольно компактны и подходят для массового использования.

Гребенчатые фильтры имею хорошую избирательность и рабочую мощность – до сотен ватт. Они работают в диапазоне частот от 1 до 40 ГГц и имеют полосу пропускания до 40%. Отличительной чертой таких устройств являются низкие вносимые потери.

Моноблочные керамические устройства характеризуются малыми размерами, радиационной устойчивостью и высокой надежностью в работе. Они функционируют в пределах 300–4000 МГц и имеют полосу пропускания от 0,5 до 25 %.

Ключевые принципы работы СВЧ фильтров на микрополосковых линиях позволяют формировать полюсы затухания на нужных частотах и эллиптические характеристики АЧХ. Они обладают температурной стабильностью и работают в диапазоне 1–40 ГГц.

Устройства LTCC имеют полосу пропускания до 25% и диапазон частот в пределах 1-20 ГГц. Они позволяют формировать эллиптические характеристики АЧХ и полюсы затухания на нужных частотах.