АДАПТИВНИЙ СМУГОВИЙ ФІЛЬТР МІКРОХВИЛЬОВОГО ДІАПАЗОНУ ЧАСТОТ - Ткач, В. О. (Вісник Вінницького політехнічного інституту, 2024)
Розроблено та досліджено адаптивні фільтри мікрохвильового діапазону частот з можливістю статичного та динамічного контролю смуги робочих частот. Зростаючі вимоги до точності та ефективності роботи систем передачі сигналів вимагають нових підходів до проектування фільтрів, які здатні адаптуватися до змін у зовнішньому середовищі та умовах експлуатації. Для досягнення цієї мети у статті використано кільцеві резонатори, що є планарними структурами на діелектричній підкладці. Ці резонатори є одним із найперспективніших елементів для створення мікрохвильових фільтрів завдяки їхній простій конструкції та можливістю точного їх налаштування. У мікрохвильовому представленні кільцевий резонатор діє як резонансний коливальний LC-контур. Особливістю розглянутих фільтрів є можливість контролю резонансних характеристик контуру двома шляхами: статичним та динамічним. Статичний контроль здійснюється шляхом зміни геометричних параметрів кільцевого резонатора. У ході роботи проведено експерименти, коли змінювалася відстань між кільцевими резонаторами на значення h = [0,37, 0,51, 0,66, 0,81, 0,96] мм. Це дозволило досягти зміни смуги робочих частот з 250 МГц до 60 МГц на рівні 0,707. Такий підхід є ефективним для налаштування фільтра на певний діапазон частот на етапі проектування або виготовлення. Динамічний контроль досягається за рахунок використання варакторного діоду, що вмонтовується в додатковий розріз кільцевого резонатора. Варакторний діод є напівпровідниковим пристроєм, який діє як змінна ємність, керована напругою зміщення. Наявність варакторного діоду в структурі кільцевого резонатора дозволяє змінювати його імпеданс зміною загальної ємності контуру. Дослідження показало, що варіювання напруги зміщення від 1 до 7 В, прикладеної до варакторного діоду, забезпечує керування смугою робочих частот у діапазоні до 140 МГц. Через це фільтр стає універсальнішим і дозволяє швидко адаптувати його до змінних умов експлуатації без необхідності фізичної перебудови. Додатково у статті розглянуто принцип роботи досліджуваного фільтра з погляду електромагнітних (ЕМ) процесів, що відбуваються в зоні реактивної близькопольової взаємодії. Це дало можливість якісно продемонструвати, як фільтр працює в межах робочого діапазону частот і поза ним. Таке розуміння дозволяє точніше моделювати поведінку фільтра в реальних умовах і забезпечувати оптимальні характеристики під час роботи.