Наукові вісті Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут" (Dec 2018)

Надвисокочастотні фільтри на базі структур із резонаторами в паралельних каналах як комірки метаматеріалів

  • Mikhail E. Ilchenko,
  • Alexander P. Zhivkov

DOI
https://doi.org/10.20535/1810-0546.2018.6.151520
Journal volume & issue
Vol. 0, no. 6
pp. 7 – 21

Abstract

Read online

Проблематика. Багато властивостей метаматеріалів подібні до тих, які мають фільтри на взаємно розстроєних за частотою і не пов’язаних між собою резонаторах. Як низькочастотні прототипи таких мікрохвильових фільтрів використовуються мостові фільтри. Для подальшої розробки і проектування нових типів метаматеріалів необхідно встановити аналогію між метаматеріалами і фільтрами на взаємно розстроєних за частотою і не пов’язаних між собою резонаторах. Мета досліджень. Створення моделей метаматеріалів на основі режекторних надвисокочастоних (НВЧ) фільтрів на взаємно розстроєних резонаторах, а також на базі низькочастотних прототипів. Методика реалізації. Перевірка еквівалентності характеристик метаматеріалів фільтрам СВЧ на взаємно розстроєних резонаторах, виявлення притаманних їм закономірностей (типи коливань у паралельних каналах, розміщення полюсів загасання вище або нижче смуги пропускання), що проявляються незалежно від типів резонаторів, які використовуються, вивчення можливості використання мостових фільтрів-прототипів для моделювання метаматеріалів. Результати досліджень. Детально досліджено базову модель 8-полюсника з резонаторами в паралельних каналах. Отримано аналітичні вирази для коефіцієнтів передачі та відбиття по всіх входах 8-полюсника. Досліджено 4-полюсники, реалізовані на основі згаданої вище базової моделі. Проведено експериментальні дослідження, які підтвердили адекватність аналітичних моделей. Встановлено аналогію між метаматеріалами і фільтрами СВЧ на взаємно розстроєних резонаторах, показано можливість використання як низькочастотних прототипів мостових смугових фільтрів. Висновки. Для моделювання метаматеріалів можуть бути використані фільтри НВЧ на взаємно розстроєних резонаторах, а як низькочастотні прототипи – мостові смугові фільтри, методики проектування яких добре опрацьовані.

Keywords