В.В. Комаров – д.т.н., профессор,  кафедра «Радиоэлектроника и телекоммуникации», 

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. 

E-mail: vyacheslav.komarov@gmail.com

А.И. Корчагин – к.т.н., зам. директора по научно-технической работе, 

Мытищинский НИИ радиоизмерительных приборов (г. Мытищи, Московская обл.)

E-mail: korchagin@mniirip.ru

В.П. Мещанов – Засл. деятель науки РФ, д.т.н., профессор, 

директор ООО НПП «НИКА-СВЧ» (г. Саратов) E-mail: nika373@bk.ru

Постановка проблемы. Перспективным направлением усовершенствования современных СВЧ-устройств фильтрации радиосигналов высокого и среднего уровня мощности является поиск новых структур объемных резонаторов и анализ их электродинамических характеристик. В качестве базового элемента полосового фильтра С-диапазона (4...8 ГГц) в данной работе предлагается одна из модификаций тороидального резонатора.

Цель. Определить электродинамические характеристики модифицированного тороидального резонатора и разработать конструкцию СВЧ-фильтра на его основе.  

Результаты. С помощью 2D- и 3D-моделей методом конечных элементов определены собственные параметры основного  Н-колебания модифицированного тороидального резонатора. Предложена новая структура узкополосного СВЧ-фильтра каскадного типа с коаксиальными элементами связи, для которой найдено одно из возможных технических решений. Разработанная конструкция фильтра продемонстрировала затухание сигнала 0,027 дБ на центральной частоте 5,96 ГГц и полосу пропускания 2,4%.   

Практическая значимость. На примере полосового СВЧ-фильтра показано, что полученные результаты численного моделирования могут быть использованы для реализации различных функциональных устройств СВЧ-техники нового типа. Описанная конфигурация модифицированного тороидального резонатора обладает бóльшим числом степеней свободы (вариаций внутренних размеров), чем классический тороидальный резонатор, что позволяет расширить зону поиска возможных решений задачи оптимизации для устройств на его основе.

Комаров В.В., Корчагин А.И., Мещанов В.П. Электродинамическое моделирование микроволнового резонаторного фильтра // Радиотехника. 2020. Т. 84. № 7(14). С. 20−25. DOI: 10.18127/j00338486-202007(14)-03.

1. Cameron R.J., Kudsia C.M., Mansour R.R. Microwave filters for communication systems. NY: Wiley. 2007. 
2. Апин М.П., Боков С.И., Бушуев Н.А. и др. СВЧ-фильтры и мультиплексоры для систем космической связи / Под ред.  В.П. Мещанова. М.: Радиотехника. 2017. 
3. Dounamis E., Goussetis G., Kosmopoulos S. Filter design for satellite communications. Boston: Artech House. 2015. 
4. Sh-Asanjan D., Mansour R.R. A novel coaxial resonator for high power applications // Proceedings of the 44th European Microwave Conference. 2014. Rome. Italy. P. 295−298. 
5. San-Blas A., Vidal A., Muller A.A., Soto P., Mira F., Perez-Soler F.J., Gimeno B., Boria V.E. Flexible and efficient computer-aided design tool for advanced comb-line rectangular waveguide filters // International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering. 2015. V. 25. № 8. P. 696−708.  
6. Mira F., San Blas A.A., Boria V.E., Rogla L.J., Gimeno B. Wideband generalized admittance matrix representation for the analysis and design of waveguide filters with coaxial excitation // Radio Science. 2013. V. 48. № 1. P. 50−60.  
7. Li Y., Wang X., Li Y., Wang W. Design of compact coaxial cavity bandpass filter with high selectivity //  Proceedings of the IEEE MTT-S International Biomedical Conference. 2019. Nanjing. China. P. 1−4. 
8. Wong S.-W., Feng S.-F., Zhu L. Multi-mode wideband bandpass filters using waveguide cavities // Asia-Pacific Microwave Conference. 2015. Nanjing. China. P. 1424−1426. 
9. Wong S.-W., Feng S.-F., Deng F., Zhu L., Chu Q.-X. A quintuple-mode wideband filter on single metallic cavity with perturbation cylinders // IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 2016. V. 26. № 12. P. 975−977. 
10. Komarov V.V. Approximating functions for computation of resonant wavelengths of the reentrant cavity resonator with extended capacitance gap // International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering. 2013. V. 23. № 3. P. 285−289.
11. Xi W., Tinga W.R., Voss W.A., Tian B.Q. New results for coaxial re-entrant cavity with partially dielectric filled gap // IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques. 1992. V. 40. № 4. P. 747−753. 
12. Hadjistamov B.N., Levcheva V.P., Dankov P.I. Dielectric substrate characterization with reentrant cavities // Proceedings of the 5th Mediterranean Microwave Symposium. 2007. Budapest. Hungary. P. 183−186.