Mikrovlnné filtre s rozloženými parametrami

Mikrovlnný filter s rozloženými prvkami je elektronický filter, ktorého indukčnosti, kapacity a rezistancie nie sú realizované diskrétnymi súčiastkami. Filtre budované z diskrétnych súčiastok sa veľmi jednoducho popisujú modelmi, ktoré však predpokladajú sústredenie súčiastok na jednom mieste, t. j. fyzické rozmery obvodu sú oveľa menšie ako spracovávané vlnové dĺžky. Keď sa však vlnové dĺžky začínajú blížiť k rozmerom obvodu, modely prestávajú byť presné, pretože každá časť vedenia medzi súčiastkami sa začína správať ako ďalšia súčiastka. Práve táto vlastnosť špeciálne tvarovaných (často periodických) mikropásikových štruktúr sa využíva pri návrhu a realizácii mikrovlnných filtrov s rozloženými parametrami. Jednotlivé indukčnosti, kapacitory či rezistory sú tvorené krátkymi úsekmi vedenia a vodiče sú neoddeliteľne spojené dohromady. Pri návrhu filtra sa pracuje len s hodnotami kapacity či indukčnosti. Neexistuje presná hranica frekvencie, od ktorej sa musia začať používať filtre s rozloženými parametrami, vo všeobecnosti sú však používané v mikrovlnnom pásme (>300 MHz).

Základné komponenty
Najjednoduchšia štruktúra, ktorá môže byť vytvorená mikropásikovou technológiou je zmena charakteristickej impedancie vedenia. Toto sa dá dosiahnuť jednoduchou zmenou šírky vedenia. Na obrázku je zobrazená fyzická realizácia a náhradná schéma z diskrétnych súčiastok. 

Zmena šírky mikropásikového vedenia

Ďalšou jednoduchou štruktúrou je prosté ukončenie vedenia, tzv. kýpete, ktoré sa v úzkom rozsahu frekvencií správa ako kondenzátor alebo cievka, pričom jeho impedancia je určená dĺžkou. V širšom rozsahu frekvencií však nadobúda vlastnosti rezonančného obvodu. Ak je koniec vedenia skratovaný, správa sa ako paralelný LC obvod, ak otvorený tak ako sériový LC obvod. Výroba otvorených vedení je jednoduchšia, nevýhoda však je že parametre otvoreného konca sa výrazne odlišujú od ideálneho vedenia. Toto vedie k preferovaniu skratovaných ukončení. V prípade potreby je možné ich navzájom zameniť prostým pripočítaním či odpočítaním λ/4. Na obrázkoch je skratovaný a otvorený kýpeť a ich náhradné schémy.

Skratovaný kýpeť na mikropásikovom vedení

Otvorený kýpeť na mikropásikovom vedení

Viazané vedenia sú ďalším prvkom používaným pri konštrukcii filtrov. Podobne ako kýpte môžu byť skratované a otvorené. Sú uprednostňované hlavne v planárnych technológiách, pretože sa pomocou nich dajú jednoducho vyrobiť.

Referencie


Kategória:Elektronika