Коаксиальные фильтры кратко

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про коаксиальные фильтры, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое коаксиальные фильтры , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Устройства СВЧ и антенны.

коаксиальные фильтры представляют собой подобие отрезков коаксиального кабеля и обычно выполняют функции фильтра низких частот, включаемого между системой и антенной для снижения интерференции соседних сигналов и подавления боковой полосы частот. Широкая полоса заграждения с уровнем до 45дБ достигается при использовании передаточной характеристики Чебышева. Потери в полосе пропускания 1.5дБ или меньше.

Отличительными особенностями данных фильтров являются идеальное подавление гармоник и возможность работы с высокой мощностью, вплоть до 5кВт.

Маломощные, миниатюризированные варианты таких фильтров предназначены для установки в линию в радиосистему с использованием коаксиальных разъемов на обоих концах фильтра, доступных в конфигурациях TNC, и обратной полярности TNC и SMA. Всепогодная конструкция и прочный корпус позволяют устанавливать фильтр как внутри помещения, так и на улице в течение продолжительных периодов времени.

Благодаря своему широкому рабочему диапазону от 30МГц до 5ГГц коаксиальные фильтры (рис. 1.11) подходят для использования в беспилотных системах, стационарной инфраструктуре, тактических радиосистемах, автомобильных радиосистемах и других системах, где необходима радиочастотная фильтрация.

Рисунок 1.11 – Коаксиальный фильтр: а) внешний вид, б) структурная схема

Коаксиальные фильтры получили распространение в метровом, дециметровом и длинноволновой части сантиметрового (более 5 см) диапазонах радиоволн. Наибольшее распространение получили фильтры на коротких отрезках.

В фильтрах на коротких отрезках линий передач используется свойство эквивалентности коротких отрезков линий (), нагруженных на сопротивление в несколько раз меньше волнового - последовательной индуктивности, а коротких отрезков линий передач, нагруженных на сопротивление большее волнового — параллельной емкости.

Рис. 4.2.Схемы фильтров: а —трехэлементная схема звена; б — четырехэлементная схема звена;в, г —- лестничные схемы фильтров трех- и четырехэлементные соответственно.

Фильтры на коротких отрезках выполняются по трехэлементной схеме звена (рис. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . 4.2, а, в).

Расчет коаксиальных фильтров производится методом характеристических параметров, то есть выбирается характеристическое сопротивление фильтра из условия конструктивной реализации элементов, определяются элементы схемы фильтра и геометрические размеры.

Фильтры нижних частот на коротких отрезках состоят из последовательно соединенных отрезков линий передач с высоким и низким волновым сопротивлением. Конструктивно ФНЧ представляют собой жесткую коаксиальную линию, внешний проводник которой выполнен из латунной трубы диаметром D(рис. 4.5). Внутренний проводник фильтра, работающего в сантиметровом диапазоне волн, представляет собой латунный стержень, состоящий из отрезков разного диаметра d1 и d2 (рис. 4.5, а), в дециметровом и метровом диапазонах волн отрезки проводника с меньшим диаметром заменены спиральными линиями (рис. 4.5, б).

Каркас спиральной линии и диэлектрическая втулка между внутренним и внешним проводниками коаксиальной линии (параллельная емкость) изготовляется из высокочастотных диэлектриков с малыми потерями типа ПТ, полистирола, фторопласта-4, и т. д. Эквивалентная схема звена фильтра с достаточной для практики точностью может быть представлена схемой фильтра нижних частот типа К, собранного по Т- или П-образной схеме (рис. 4.5, в, г.).

Показанный на рис. 4.5, а фильтр имеет Т-образную схему звеньев. Отрезки линий длиной l1, с большим волновым сопротивлением(рис. 4.5, а), и спиральные линии (рис. 4.5, б)эквивалентны сосредоточенным индуктивностям, отрезки линии длиной l2 с малым волновым сопротивлением —емкостям.

Законы изменения характеристических сопротивлений для Т- и П-образных фильтров различны и показаны на рис. 4.5, в, г.

Для обеспечения наилучшего согласования Zхар фильтра с сопротивлением нагрузкиZн в полосе частот от 0 до f1 необходимо, чтобы Zо было равно:

для Т-образного звена Z₀»1,41 Z_н,(4.11)

для П-образного звена Z₀» Z_н/1.41.(4.12)

Рис. 4.5. Фильтр нижних частот: а — ФНЧ сантиметровых воли; б—ФНЧ дециметровых и метровых волн; в—зависимость Z_хар от частоты для Т-образной схемы; г — для П-образной схемы.

Величины емкости и индуктивности звена связаны следующими соотношениями:

(4.13)

(4.14)

Граничная частота f₁ и сопротивление Z_оравны:

(4.15)

(4.16)

Элементы звена связаны с конструктивными размерами следующими соотношениями:

(4.17)

(4.18)

здесь V₁, V₂— скорости распространения волн в линиях , для фильтра рис. 4.5, а:

V₁= 3*10¹⁰ см/сек,

см/сек.

Коаксиальные фильтры обладают хорошими характеристиками изоляции, минимальными потерями и хорошей подавлением сигналов в нежелательных частотных диапазонах. Они широко используются в различных приложениях, включая телекоммуникации, радиосвязь, радиовещание, медицинскую технику и другие области, где требуется фильтрация сигналов в определенных диапазонах частот.

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• теория фильтров , фильры сигналов , фильтр , влияние фильтра на параметры импульса ,

Статью про коаксиальные фильтры я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развитие теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое коаксиальные фильтры и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Устройства СВЧ и антенны