Синтез фильтра на встречных стержнях Опции

[Demonis]

Есть ли программа, в которой можно реализовать синтез фильтра на встречных стержнях для случая воздушного фильтра и круглых штырей? Или такая работа проводится по методикам в книгах?

Что-то нашел в AWR, но при проверке в CST результат не сильно похож (в основном по S11, полосу и центральную частоту можно подстроить меняя полосу и центральную частоту в синтезаторе AWR)/

[evgdmi]

Есть ли программа, в которой можно реализовать синтез фильтра на встречных стержнях для случая воздушного фильтра и круглых штырей?

В AWR Вы врядли получите хорошие результаты для таких фильтров. И зачем Вам эти фильтры, у них и с настройкой могут быть проблемы. Почему не сделать печатные на каком-нибудь диэлектрике?

[Demonis]

В AWR Вы врядли получите хорошие результаты для таких фильтров. И зачем Вам эти фильтры, у них и с настройкой могут быть проблемы. Почему не сделать печатные на каком-нибудь диэлектрике?

Нужны маленькие потери. Фильтр имеет полосу 10 МГц на частоте 1 ГГц.

[Filippov]

Есть ли программа, в которой можно реализовать синтез фильтра на встречных стержнях для случая воздушного фильтра и круглых штырей? Или такая работа проводится по методикам в книгах?

Что-то нашел в AWR, но при проверке в CST результат не сильно похож (в основном по S11, полосу и центральную частоту можно подстроить меняя полосу и центральную частоту в синтезаторе AWR)/

В CST13 есть макрос для синтеза такого фильтра.

[Demonis]

В CST13 есть макрос для синтеза такого фильтра.

Спасибо за подсказку. Буду пробовать. Пока что этот макрос у меня зависает.

[evgdmi]

В своём предыдущем сообщении я был не совсем прав. В AWRDE такую структуру всётаки можно моделировать, и редактировать геометрию двольно просто, но только с прямоугольными стержнями. Думаю результаты в качестве первого приближения годятся. Потом можно уточнить в том же CST.

[APEHDATOP]

Доброго времени суток! А не могли бы Вы выложить проект в MWO?

[Demonis]

В своём предыдущем сообщении я был не совсем прав. В AWRDE такую структуру всётаки можно моделировать, и редактировать геометрию двольно просто, но только с прямоугольными стержнями. Думаю результаты в качестве первого приближения годятся. Потом можно уточнить в том же CST.

А в чем именно в AWRDE синтезировали фильтр на прямоугольных штырях? Я в 10-й версии пробовал в iFilter. Там есть на круглых штырях, но для узкополосного фильтра совсем неправильный результат получается. Если установить ширину фильтра на 10-15 мм больше длины штырей, то центральная частота при расчете в CST вместо 1000 МГц переезжает на 750 МГц. Или я что-то не так делаю?

[evgdmi]

Доброго времени суток! А не могли бы Вы выложить проект в MWO?

А в чем именно в AWRDE синтезировали фильтр на прямоугольных штырях?

Синтезировал "вручную". Решил для интереса взять штыри сечением 5х5 мм. Создал в AXIEM структуру с тремя слоями воздуха: средний толщиной 5 мм, верхний и нижний - 2 мм. В материалы добавил медь толщиной 5 мм. На слое 3 создал проводник из этой меди длиной примерно четверть длины волны и шириной 5 мм. Потом добавил ещё 4 резонатора и 2 стержня для возбуждения (copy - paste). Затем по соответствующим краям резонаторов вставил перемычки от верхней земли до нижней, получился корпус. Т.к. полоса узкая, то расстояния между резонаторами должны быть довольно большими. Начал с 6 мм между средними резонаторами. Известно, что между крайними резонаторами это расстояние должно быть чуть меньше, а расстояния между возбуждающими штырями и крайними резонаторами заметно меньше. Ну а потом начал корректировть длину штырей и расстояний между ними. Весь процесс на 2-х 6-ти ядерных процессорах занял примерно 3 часа параллельно с другими работами.
Проект выкладываю.

Прикрепленные файлы

 Fil.rar ( 13.16 килобайт ) Кол-во скачиваний: 36

 

[EVS]

Есть ли программа, в которой можно ...

А зачем? Вся процедура синтеза - по расчитанным или табличным значениям требуемого полинома прототипа и требуемой полосе вычислить коэф-ты связи соседних резонаторов и нагруженные добротности первого и последнего. Затем в симуляторе сваять пару параметрических графиков: один для коэф. связи, второй - для добротности. Из них уже получить геометрию. Всего-то и делов.

[APEHDATOP]

Никак не могу найти в iFilter возможность синтезировать фильтр на круглых(или прямоугольных) ОБЪЁМНЫХ штырях. Подскажите пожалуйста

[evgdmi]

Никак не могу найти в iFilter возможность синтезировать фильтр на круглых(или прямоугольных) ОБЪЁМНЫХ штырях. Подскажите пожалуйста

В iFilter есть Interdigital>Round Rods для круглых штырей, есть и для квадратных. В результате синтеза определяются электрические параметры штырей. Потом нужно самому потрудиться, чтобы получить геометрию. Если уж идти таким путём, думаю проще воспользоваться советом , который дал EVS.
Я ведь выложил проект и написал как довольно просто создать нужную ЕМ структуру в AXIEM.

[khach]

Mician умеет симулировать, вроде в последние версии добавили и синтезатор.

[Demonis]

В итоге был синтезирован и реализован фильтр. Попал по частоте, более-менее настроился, но показывает потери в полосе пропускания -2 дБ. Конструкция выполнена из алюминия с электропроводным покрытием. Резонаторы серебренные. Какая может быть причина таких потерь?

[serega_sh____]

картинки побольше сделайте

[Demonis]

Прошу прощения, должны были большие открываться по клику

[Proffessor]

В итоге был синтезирован и реализован фильтр. Попал по частоте, более-менее настроился, но показывает потери в полосе пропускания -2 дБ. Конструкция выполнена из алюминия с электропроводным покрытием. Резонаторы серебренные. Какая может быть причина таких потерь?

1. За счет излучения в пространство (открытый корпус).
2. За счет высокого сопротивления поверхности корпуса (тоже надо бы посеребрить).

[Demonis]

1. За счет излучения в пространство (открытый корпус).
2. За счет высокого сопротивления поверхности корпуса (тоже надо бы посеребрить).

Корпус закрыт. Крышку я в модели скрыл, чтобы было видно внутренность. Обычный химокс электропроводный может дать на 1 ГГц такие потери?

[Ya. Kolmakov]

Обычный химокс электропроводный может дать на 1 ГГц такие потери?

А какие были расчетные потери? Какая расчетная добротность резонатора? Если есть возможность сделать вторую попытку, я бы посоветовал вернутся к проектированию отдельного резонатора и оптимизировать его добротность в заданных габаритах фильтра.

[evgdmi]

А какие были расчетные потери? Какая расчетная добротность резонатора? Если есть возможность сделать вторую попытку, я бы посоветовал вернутся к проектированию отдельного резонатора и оптимизировать его добротность в заданных габаритах фильтра.

А что значит "серебряные резонаторы"? Из серебряных прутков или из чего-то посеребрённого? И как Вы встраивали их в корпус, ввинчивали или впаивали? А у химокса проводимость не очень то хорошая. Не знаю как на 1ГГц, но на алюминиевых волноводах с химоксом мы однажды накололись, фланцы "свистели".

[Demonis]

А какие были расчетные потери? Какая расчетная добротность резонатора? Если есть возможность сделать вторую попытку, я бы посоветовал вернутся к проектированию отдельного резонатора и оптимизировать его добротность в заданных габаритах фильтра.

Расчетные потери - 0,1-0,2 дБ. Проектировалось и проверялось в CST, как частотным, так и временным солвером. Добротность одного резонатора я сказать не могу. Грубо размер резонаторов и расстояние между ними бралось из синтезатора в AWR и потом оптимизатором доводилось до нужных значений.

А что значит "серебряные резонаторы"? Из серебряных прутков или из чего-то посеребрённого? И как Вы встраивали их в корпус, ввинчивали или впаивали? А у химокса проводимость не очень то хорошая. Не знаю как на 1ГГц, но на алюминиевых волноводах с химоксом мы однажды накололись, фланцы "свистели".

Резонаторы латунные посеребренные. К корпусу прикручиваются винтом. В похожем фильтре для более широкой полосы и без дополнительных стенок между резонаторами проблем с химоксом и таким способом крепления резонаторов не было. Потери были 0,15 дБ.

[serega_sh____]

Вы обрезали картинку АЧХ снизу. Возможно измерительный прибор врёт. Или калибровалсь с ошибками. Или может калибровка слетела. Или порт 1 жженый. Там все нормально?
Попереключайте аттенюаторы. Попробуйте другой каллибров набор.

Хотя... Но все же... Как вариант...

[khach]

Как серебрили? Какова рассчетная добротность одиночного резонатора и реального? Серебрянное покрытие раскатывали твердосплавным шариком с последующим отжигом в безкислородной атмосфере? Потери -2 дб в полосе для 4 резонатороного фильтра достигаются на обычной фрезерованной алюминиевой болванке при острозаточенных фрезах (поверхность из под фрезы матовая гладкая). Так что косяк с покрытием скорее всего. Отрабатывайте технологию на одиночном модельном резонаторе.

[EVS]

показывает потери в полосе пропускания -2 дБ.

Прикидочный расчет:


Резонатор из алюминия после трех проходов фрезеровки и покрытием 3u никеля плюс 4u серебра дает на 2GHz добротность около 1000. Максимум 1200.
Так что все нормально.

[Demonis]

Как серебрили? Какова рассчетная добротность одиночного резонатора и реального? Серебрянное покрытие раскатывали твердосплавным шариком с последующим отжигом в безкислородной атмосфере? Потери -2 дб в полосе для 4 резонатороного фильтра достигаются на обычной фрезерованной алюминиевой болванке при острозаточенных фрезах (поверхность из под фрезы матовая гладкая). Так что косяк с покрытием скорее всего. Отрабатывайте технологию на одиночном модельном резонаторе.

Серебрили без раскатывания твердосплавным шариком. Толщина покрытия 9 микрон.

Если верить книге VHF/UHF Filters and Multicouplers. Applications of Air Resonators. Bernard Piette то добротность получается 4500



Можно как-то простой доработкой фильтра посмотреть добротность резонаторов в нем?

Прикидочный расчет:


Резонатор из алюминия после трех проходов фрезеровки и покрытием 3u никеля плюс 4u серебра дает на 2GHz добротность около 1000. Максимум 1200.
Так что все нормально.

Есть пример аналогичного фильтра с 3 резонаторами в составе дуплексера с потерями 0,3 дБ, поэтому 2 дБ очень удивлен.

Насколько корректно CST может предсказать потери в фильтре? У меня для алюминия получалось 0,3 дБ.

[l1l1l1]

...
Есть пример аналогичного фильтра с 3 резонаторами в составе дуплексера с потерями 0,3 дБ, поэтому 2 дБ очень удивлен.

пожалуйста укажите полосу пропускания "аналогичного фильтра с 3 резонаторами".

[Demonis]

пожалуйста укажите полосу пропускания "аналогичного фильтра с 3 резонаторами".

У аналогичного фильтра с 3 резонаторами полоса по уровню -3 дБ ~20МГц по уровню -0.1 дБ от максимум - 10 МГц (подтверждалось измерениями). Потому возникает вопрос какие элементы конструкции наиболее критичны с точки зрения потерь в полосе пропускания.

[EVS]

>Demonis
Любопытный диссер по теме.

[khach]

Серебрили без раскатывания твердосплавным шариком. Толщина покрытия 9 микрон.

то добротность получается 4500

Урежте осетра. Если полторы тысячи получится в реале- уже успех. Дело в том, что симуляторы оперируют идеальной поверхностью чистого металла. А в реале после гальваники он шероховатый, пористый, с примесями. Для оценки, насколько технология портит идеальную модель и делаются тестовые резонаторы. Переделать фильтр в тестовый резонатор будет сложновато- там слишком широкие окна связи. Тестовый резонатор делают с очень слабой связью с измерительной цепь, иногда делают связь "на проход" а не на отражение, и по ширине резонансной линии определяют реальную добротность. Конечно, измерительная аппаратура должна быть с соовтетсвующими ФШ источников сигнала, т.е широптреб с ФШ -80 дбс на 10 кгц не прокатит для измерения высокодобротного резонатора.
Только все же я ожидал бы меньших потерь из за технологии изготовления. Потерять 3 дб в полосе из за добротности- это уже скаты фильтра начали бы сильно портится, было бы видно на АЧХ.
Да, и с регулировочными винтами там надо внимательно посмотреть- СВЧ токи через резьбу силно все портят, обычно стараются уменьшить диаметр винтов для уменьшения этой проблемы. А вот как реализованан связь между резонаторами что то из чертежа не понятно. Она вообще регулируется или конструкцией задана жестко?

[Demonis]

Всем спасибо за советы. Укатка серебра твердосплавной отверткой позволили уменьшить потери с 2 до 0,7 дБ. Будем перешлифовывать и перепокрывать резонаторы, снимать хим.окс с корпуса и посмотрим, что в итоге получится.

[ledum]

Всем спасибо за советы. Укатка серебра твердосплавной отверткой позволили уменьшить потери с 2 до 0,7 дБ. Будем перешлифовывать и перепокрывать резонаторы, снимать хим.окс с корпуса и посмотрим, что в итоге получится.

У нас применялось уплотнение Крацеванием медными щетками на высокооборотном движке. Потери очень узкополосного посеребряного фильтра на 1500МГц падали с 7 до положенных ему 3дБ.

Сообщение отредактировал ledum - Jun 11 2014, 05:34

[Demonis]

Снятие химокс.э еще уменьшило потери. В итоге получилось 0,35 дБ. Еще раз всем спасибо за советы.

[khach]

Вопрос к СВЧ технологам. Какое покрытие имеет смысл положить на серебро, чтобы защитить его от потемения в течении срока эксплуатации? Элемент негерметичный, поэтому сухой азот не поможет.
Оптики защищают алюминиевые зеркала тонкими слоями диэлектрика типа SiO. Имеет ли смысл применить подобные покрытия на СВЧ? ПОнятное дело что наносить покрытие надо избирательно- там, где не требуется электрический контаки (фланцы, плкнжера итд).

[ledum]

Вопрос к СВЧ технологам. Какое покрытие имеет смысл положить на серебро, чтобы защитить его от потемения в течении срока эксплуатации? Элемент негерметичный, поэтому сухой азот не поможет.
Оптики защищают алюминиевые зеркала тонкими слоями диэлектрика типа SiO. Имеет ли смысл применить подобные покрытия на СВЧ? ПОнятное дело что наносить покрытие надо избирательно- там, где не требуется электрический контаки (фланцы, плкнжера итд).

А Вы гляньте в мишках на интелсатовские станции от Хьюза или Митсубиши. У нас в военке также вопрос не стоял. Как только требовалось длительная эксплуатация без настоящей герметизации - только золото. Не так уже и дорого - мы вроде сейчас на Королева (Меридиане) золотим - пока осталось производство. При правильной технологии нанесения - проводимость золотой пленки только чуть уступала серебру - золото обычно получалось плотнее - поэтому проводимость на СВЧ была только процентов на 20 хуже такого же серебра, а не в полтора раза как на НЧ в толстом образце.

[Demonis]

А чем защитным можно покрыть алюминий, чтобы не ухудшить добротность? Для некоторых деталей используем Alodine 1000. Одинаково плохо, как и для хим.окс.э?

[khach]

А чем защитным можно покрыть алюминий, чтобы не ухудшить добротность?

Часто золотом покрывают. Только подслой надо наносить из неводных электролитов или цинкатное покрытие. Как вариант вакуумным напылением. Тут рецепт от НАСА http://download.springer.com/static/pdf/89...f9&ext=.pdf

[DmitryHF]

А чем защитным можно покрыть алюминий, чтобы не ухудшить добротность? Для некоторых деталей используем Alodine 1000. Одинаково плохо, как и для хим.окс.э?

Можно еще таким, Н21.М6.Ср6 + если его уплотнить еще лучше будет.