Rezonatory i filtry mikrofalowe
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: PG jest mocą dysponowaną źródła, PL jest mocą pochłoniętą przez obciążenie, PR jest mocą powracającą do źródła, PA jest mocą pochłoniętą przez filtr i obciążenie. Dla filtru zbudowanego z elementów bezstratnych PL=PA.
|
\(P_G=P_R+P_A;\) |
(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.