Podręcznik

9. Filtry mikrofalowe

9.1. Tłumienie filtru

Filtr włączony jest zwykle między generator a obciążenie w sposób pokazany na rys.11.43. Oznaczona na nim: P_G jest mocą dysponowaną źródła, P_L jest mocą pochłoniętą przez obciążenie, P_R jest mocą powracającą do źródła, P_A jest mocą pochłoniętą przez filtr i obciążenie. Dla filtru zbudowanego z elementów bezstratnych P_L=P_A.

$P_G=P_R+P_A;$

(11-68)

Tłumienie T filtru umieszczonego miedzy generatorem i obciążeniem, związane jest z jego transmitancją S₂₁, a dla filtru bezstratnego określone jest reflektancją S₁₁ – (11-69):

$T=\left | \mathrm{S_{21}} \right |^{2}=\frac{1}{1-\left | \mathrm{S_{21}} \right |^{2}};$

(11-69)

Rys.11.43. Filtr umieszczony między generatorem a obciążeniem.

Rys.11.44. Charakterystyki tłumienia
obu filtrów

Teoria filtrów została bardzo dobrze opracowana i rozbudowana. W naszym wykładzie nie możemy jej zmieścić. Teoria ta oparta jest o analizę struktur bezstratnych o stałych skupionych LC. Wykazano, że dla obwodów tego rodzaju współczynniki macierzy [S] są wielomianami zależnymi od $\omega ^{2}$ i opisane są następującymi ogólnymi zależnościami:

$\left | \mathrm{S_{21}} \right |^{2}=\frac{M(\omega ^{2})}{M(\omega ^{2})+N(\omega ^{2})};$

(11-70)

Tutaj $M(\omega ^{2})$ i $N(\omega ^{2})$ są wielomianami rzeczywistymi. Transmisja mocy określona jest wartością tłumienia T, opisanego następująco:

$\left | \mathrm{S_{21}} \right |^{2}\equiv T(\omega ^{2})=1+\frac{M(\omega ^{2})}{N(\omega ^{2})};$

(11-71)

Wykazano, że istnieje wiele rozwiązań struktury elementów LC tworzących filtr, umożliwiających uzyskanie odpowiedniej charakterystyki tłumienia. Poznamy tylko dwie najpopularniejsze z nich.