В.А. Рудаков1, В.А. Следков2, Z. Li3, В.В. Тараненко4, М.Б. Мануилов5

1,5 Южный федеральный университет (г. Ростов-на-Дону, Россия)

2–4 Guangzhou Compass Technology Co. Ltd (Guangzhou, China)

5 m_manuilov@mail.ru

Постановка проблемы. Для современных антенн базовых станций мобильной связи требуются диплексеры с близко расположенными полосами пропускания, ширина полосы частот между которыми составляет всего 2–7% от центральной частоты. При этом диплексер должен иметь низкие вносимые потери в полосах пропускания, низкие интермодуляционные искажения, компактную конструкцию, пригодную для массового производства.

Цель. Предложить техническое решение для создания полосковых диплексеров с полосами пропускания, разделенными узкой частотной полосой (несколько процентов от центральной частоты), низкими вносимыми потерями и низкими интермодуляционными искажениями.

Результаты. Выдвинута новая концепция построения фильтров и диплексеров на основе полосковых линий. Исследованы фильтры для диапазонов 824–880/900–960 МГц и 1710–1830/1885–2025 МГц, а также диплексер для диапазонов
1710–1880/1920–2170 МГц. Показано, что фильтры имеют в полосе пропускания коэффициент отражения минус 20 дБ, вносимые потери – минус 0,35 дБ, затухание в полосе заграждения – минус 20 дБ, в полосах пропускания диплексера коэффициент отражения равен минус 20 дБ, вносимые потери – минус 0,55 дБ, изоляция между выходами составляет менее минус 26 дБ.

Практическая значимость. Предложенные фильтры и диплексеры имеют простую технологичную конструкцию, которую достаточно просто можно адаптировать к условиям массового производства. Таким образом, предложенное техническое решение является перспективным для применения в базовых станциях мобильной связи и других приложениях.

Рудаков В.А., Следков В.А., Li Z., Тараненко В.В., Мануилов М.Б. Полосковые фильтры и диплексеры с корпусом сложного поперечного сечения для систем мобильной связи // Электромагнитные волны и электронные системы. 2025. Т. 30. № 4. С. 40−51. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202504-04

1. Patent US5015976 dated 1991. Microwave Filter / Saka H.
2. Patent US5192297 dated 1993. Apparatus and Method for Placement and Implantation of a Stent / Hull V.W.
3. Patent US5291161 dated 1994. Microwave Band-pass Filter Having Frequency Characteristic of Insertion Loss Steeply Increasing on one Outside of Pass-band / Saka H.
4. Rudakov V., Sledkov V., Li Z., Taranenko V., Manuilov M. A Novel Compact Design of Filters and Diplexers with Metal Housing Having Complicated Cross Section // Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). 2023. P. 80–83. DOI 10.1109/ RSEMW58451.2023.10202146.
5. Patent EP2928011 dated 2015. Microwave Cavity Resonator / Madle E.
6. Patent EP3104452 dated 2016. A Resonator, a Microwave Frequency Filter and a Method of Radio Frequency Filtering / Doumanis E., Bulja S.
7. Kobrin K., Rudakov V., Manuilov M., Sledkov V., Zimeng L. A Novel Design of Wideband Diplexer for Base Station Applications // Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). 2019. P. 148–151. DOI 10.1109/RSEMW.2019.8792810.
8. Kobrin K., Manuilov M., Rudakov V., Li Z. A novel high-performance diplexer for mobile communication base stations // Journal of Electromagnetic Waves and Applications. 2021. V. 35. № 10. P. 1273–1289. DOI 10.1080/09205071.2021.1886998.
9. Kobrin K., Rudakov V., Manuilov M., Li Z., Sledkov V. A Novel Diplexer Design with Closely Situated Pass-bands for Base Stations of Mobile Communications // 7th All-Russian Microwave Conference. 2020. P. 176–179. DOI 10.1109/RMC50626.2020.9312259.
10. Кобрин К.В., Рудаков В.А., Li Zimeng, Следков В.А., Мануилов М.Б. Синтез диплексера с близко расположенными полосами пропускания для систем мобильной связи // Электромагнитные волны и электронные системы. 2022. Т. 27. № 6. С. 28−37. DOI 10.18127/j15604128-202206-04.
11. Matthaei G.L., Young L., Jones M.T. Microwave Filters, Impedance-Matching Networks, and Coupling Structures. New York: McGraw-Hill. 1964.
12. Гупта К., Гардж Р., Чадха Р. Машинное проектирование СВЧ устройств. М.: Радио и связь. 1987. 432 с.
13. Ansys HFSS. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.ansys.com, дата обращения 15.01.2025.