Г.М. Аристархов1, И.Н. Кириллов2, В.В. Кувшинов3

1, 2 Московский технический университет связи и информатики (Москва, Россия)
3 ООО НПП «ФЛИКС» (Москва, Россия)
1 g.aristarkhov2010@yandex.ru, 2 i.kirillov2009@Gmail.com, 3 info@nppfliks.ru

Постановка проблемы. Планарные структуры микрополосковых фильтров на полуволновых резонаторах находят самое широкое применение в интегральных устройствах СВЧ, так как они являются наиболее технологичными в этом классе микроволновых цепей. Повышение частотной избирательности этих фильтров традиционно достигается наращиванием их порядка (что сопряжено с увеличением габаритных размеров и потерь в полосе пропускания) и формированием полюсов рабочего затухания за счет организации кросс-связей между несмежными резонаторами. Однако число формируемых полюсов рабочего затухания в известных структурах микрополосковых фильтров не превышает количества резонаторов в них, что ограничивает возможность создания на их основе более компактных высокоизбирательных фильтров при незначительном числе резонаторов.

Цель. Исследовать способы повышения частотной избирательности планарных микрополосковых фильтров на основе структур с ограниченным числом полуволновых резонаторов за счет формирования в них множества полюсов рабочего затухания.

Результаты. Рассмотрены возможность и эффективность реализации высокоизбирательных фильтров на основе планарных многомодовых структур с ограниченным числом резонаторов. Отмечено, что определяющую роль в этих структурах играет базовое звено – четвертьволновая решетчатая секция на двух связанных микрополосковых линиях с ослабленным электромагнитным взаимодействием между ними на среднем участке их длины, в которой возможны формирование трех полюсов рабочего затухания и одновременно разрядка спектра паразитных полос пропускания. Показано, что в предложенных трех- и четырехрезонаторных структурах формируется до восьми и более полюсов рабочего затухания без введения кросс-связей между несмежными резонаторами. Приведены результаты моделирования и практической реализации этих фильтров с различными типами частотных характеристик, обеспечивающих высокую частотную избирательность как в локальных областях частот, так и в широкой полосе заграждения до четвертой гармоники включительно.

Практическая значимость. Предложенные принцип построения и схемотехнические решения его реализации на основе многомодовых структур позволяют создавать более компактные планарные конструкции фильтров с существенно повышенной частотной избирательностью при ограниченном числе резонаторов. Полученные результаты могут быть использованы при создании фильтров, к которым предъявляются жесткие требования к их частотной избирательности и массогабаритным показателям.

Аристархов Г.М., Кириллов И.Н., Кувшинов В.В. Высокоизбирательные фильтры на основе планарных многомодовых структур с ограниченным числом полуволновых резонаторов // Успехи современной радиоэлектроники. 2026. T. 80. № 4. С. 61–71. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202604-07

1. Александровский А.А., Беляев Б.А., Лексиков А.А. Синтез и селективные свойства фильтров на шпильковых резонаторах со шлейфными элементами // Радиотехника и электроника. 2003. Т. 48. № 4. С. 398–405.
2. Клименко Д.Н. Высокоизбирательный микрополосковый фильтр на плавно-нерегулярных линиях передачи // Современная электроника. 2014. № 3. С. 70-71.
3. Роудз Дж.Д. Теория электрических фильтров. М.: Сов. радио. 1980. 240с.
4. Hong J.-S., Lancaster M.J. Microstrip filters for RF/microwave applications. John Wiley&Sons, Inc. MA. 2001. 471p.
5. Lancaster M.J., Hong J.-S. Theory and experiment of novel microstrip slow-wave open-loop resonator filters // IEEE Trans. MTT. 1997. V. 45. № 12. P. 2358–2365.
6. Аристархов Г.М., Чернышев В.П. Косвенный синтез микрополосковых фильтров на сонаправленных шпилечных резонаторах с полюсами затухания на конечных частотах // Радиотехника и электроника. 1987. Т. 32. № 6. С. 1168–1175.
7. Аристархов Г.М., Звездинов Н.В. Высокоизбирательные одно- и двухрезонаторные микрополосковые фильтры // Радиотехника и электроника. 2017. Т. 62. № 8. С. 819–824.
8. Aristarkhov G.M., Grebennikov A. and Zvezdinov N.V. High-Selectivity Microstrip Filters Based on Structures With a Limited Number of Hairpin Resonators // IEEE Microwave Magazine. Nov. 2019. V. 20. № 11. P. 22–31.
9. Фильтрация и спектральный анализ радиосигналов. Алгоритмы. Структуры. Устройства / Под ред. Ю.В. Гуляева. М.: Радиотехника. 2020. 504 с.
10. Аристархов Г.М., Кириллов И.Н., Кувшинов В.В., Марковский А.В. Селективные свойства двухрезонаторных структур и высокоизбирательные фильтры на их основе // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2023. Т. 17. № 8. С. 21–29.
11. Аристархов Г.М., Кириллов И.Н., Корчагин А.И., Кувшинов В.В. Компактные высокоизбирательные микрополосковые фильтры на свернутых сонаправленных шпилечных резонаторах // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 4. С. 126–137. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202104-14