Синтез квадратурных ответвителей с LC-фильтрами различного порядка

Abstract

The research is devoted to the study of replacing quarter-wave sections in dual-stub directional couplers with low-pass filters (LPF) of different orders. The purpose of the work is to miniaturize the device without significantly degrading their characteristics. It has become possible to derive formulas for calculating the values of the filter inductances and capacitances by comparing the matrices ABCD of the low-pass filter and the λ/4 segment. The comparison of filters of the 3rd, 5th, and 7th orders has revealed that the increase in the LPF order expands the operating frequency band of the device, but complicates the circuit and design implementation. The results of the research provide engineers with the methodology of designing compact microwave devices with improved weight and size indicators, relevant for modern communication and radar systems.Статья посвящена исследованию замены четвертьволновых отрезков в двухшлейфных направленных ответвителях или квадратурных мостах (КМ) на LC-элементы со структурой фильтров нижних частот (LC-элементы ФНЧ) различных порядков. Основная цель работы заключается в анализе влияния порядка фильтра на частотные характеристики КМ. Сопоставляя ABCD-матрицу LC-элементов ФНЧ с матрицей четвертьволнового отрезка, удалось вывести формулы для расчета значений индуктивностей и емкостей LC-элементов. Сравнение фильтров 3‑го, 5‑го, 7‑го и 9‑го порядков показало, что увеличение порядка ФНЧ расширяет полосу рабочих частот устройства, но усложняет схемно-конструктивную реализацию. Результаты работы предоставляют инженерам методику проектирования СВЧ-устройств с улучшенными массогабаритными показателями