КВЧ-фильтры, где купить или как сделать Опции

[VCO]

Привет Всем

Интересует информация прежде всего по полосовым фильтрам (ну и по ФНЧ, ФВЧ - тоже) КВЧ-диапазона (30-300 ГГц).
Пока ограничен частотой 100 ГГц, поэтому особо интересны полосовые фильтры, работающие на частотах 50-100 ГГц.

В частности в ближайшее время хотелось бы найти готовый фильтр на 88 ГГц с полосой не более 5 ГГц.
Если нет готового, то хотелось бы выбрать технологию их разработки и производства в нашей фирме.

Методом Гугления нашёл нечто близкое, но нам технология SiGe пока ещё недоступна:  pub_et_12742.pdf ( 360.08 килобайт ) Кол-во скачиваний: 266

Делаем сами волноводные и микрополосковые до 50 ГГц, выше пока ещё не пробовали...

[barr]

Привет Всем

Интересует информация прежде всего по полосовым фильтрам (ну и по ФНЧ, ФВЧ - тоже) КВЧ-диапазона (30-300 ГГц).
Пока ограничен частотой 100 ГГц, поэтому особо интересны полосовые фильтры, работающие на частотах 50-100 ГГц.

В частности в ближайшее время хотелось бы найти готовый фильтр на 88 ГГц с полосой не более 5 ГГц.
Если нет готового, то хотелось бы выбрать технологию их разработки и производства в нашей фирме.

Методом Гугления нашёл нечто близкое, но нам технология SiGe пока ещё недоступна:  pub_et_12742.pdf ( 360.08 килобайт ) Кол-во скачиваний: 266

Делаем сами волноводные и микрополосковые до 50 ГГц, выше пока ещё не пробовали...

Здравствуйте.

Волноводный не подходит?

фрезеровали пару лет назад 81-86 ГГц с симметричными диафрагмами...

[khach]

Фильтры с возможностью подстройки на этапе производства или надо обеспечить безподстроечную технологию? Волноводные или микрополоски или вообще струкутры на чипе? Проходная мощность (для приемников или для передатчиков)? Добротность (крутизна срезов частотных характеристик)? Наличиствующие технологии - фотолитография, вакуумное напыление, электроэрозия, гальваническое наращивание... Без ответов на все эти вопросы что то конкреное посоветовать трудно.

[VCO]

Здравствуйте. Волноводный не подходит?
фрезеровали пару лет назад 81-86 ГГц с симметричными диафрагмами...

Подходит, но пока наши фильтровики не готовы сразу после 44 ГГц на 88 ГГц перейти.
Из оборудования есть только древняя панорама до 110 ГГц, которой ещё не дали ладу.

А в вашем фильтре вход и выход были волноводные или с переходами?

Фильтры с возможностью подстройки на этапе производства или надо обеспечить безподстроечную технологию?

Лично мне проще было бы заказать готовый без подстройки, но пока не нашёл где. Фильтровикам - скорее всего с возможностью подстройки

Волноводные или микрополоски или вообще струкутры на чипе?

Микрополоски - врядли. Скорее всего волноводные или структуры на чипе, как в приложенном мною выше аттаче.

Проходная мощность (для приемников или для передатчиков)?

Не более 20 дБм

Добротность (крутизна срезов частотных характеристик)?

Фильтрация после умножения на HMC1110. Подавление на частотах 73 и 103 ГГц - не хуже 60 дБ. Ниже - всё добивается волноводом.

Наличиствующие технологии - фотолитография, вакуумное напыление, электроэрозия, гальваническое наращивание...

Фотолитография, точная механика (швейцарские СЧПУ), гальваника.

[khach]

Подходит, но пока наши фильтровики не готовы сразу после 44 ГГц на 88 ГГц перейти.

А в чем прблема, если технологии позволяют, то отмасштабировать готове изделие и скорректировать по результатам тестовой партии?

Из оборудования есть только древняя панорама до 110 ГГц, которой ещё не дали ладу.

Скалярник или векторник? Фланцы какие, подходящие под фланцы или разьемы фильтров?
Просто если фильтр с разьемами коаксиальными 1 мм а панорама с волноводами, то геморроя с сопряжением будет немеряно. А под микрополоски нужны зондовые станции с микроскопом и сопрячь их с панорамой.
Ну а под фильтры на полупроводниковом кристалле - это вообще отдельная песня с паспортизацией подложки и подгонки фильтра под техпроцесс чипа. Полупроводниковая подложка это обычно вынужденная мера для интегрирования фильтра с активной частью схемы на одном кристалле. Отдельный фильтр проще на сапфире делать, т.к LTCC уже не тянет по частотам. Но вот входы-выходы фильтра совершенно различны для волноводного исполнения и для коаксиальных разьемов.

Лично мне проще было бы заказать готовый без подстройки, но пока не нашёл где. Фильтровикам - скорее всего с возможностью подстройки

Одну штуку конечно проще заказать

Фотолитография, точная механика (швейцарские СЧПУ), гальваника.

Какие подтравы на фотолитографии достигаются? ЧПУ шка фрезер или электроэрозия? Я вот сейчас к Sarix присматриваюсь, электроэрозия с микрофрезерным в одном флаконе и заточка инструмента для электроэрозии в размер на том же станке.
От фрезера зависит состояние поврехности волновода и соответственно добротность. Сделать тестовый резонатор и на основани этого принимать решение о используемой технологии.
С подстройкой может быть геморрой- нужны винты с диэлектрическими сапфировыми вкладками, все остальное губит добротность. Винты такие совсем не дешевые.

[barr]

если нужно волноводное исполнение (wr10 или wr12)- есть возможность спроектировать, изготовить и испытать.

материал - дюраль,
техпроцесс - фрезерование на чпу
вносимые потери от 1,5дб (4,5дб на краях полосы, соответственно)
порядок фильтров - до 7
попадание в полосу: +-0,5 ГГц.

[VCO]

А в чем прблема, если технологии позволяют, то отмасштабировать готове изделие и скорректировать по результатам тестовой партии?

Вы сами же и ответили, в чём проблема

Одну штуку конечно проще заказать

Скалярник или векторник? Фланцы какие, подходящие под фланцы или разьемы фильтров?

Скалярник, к нему целый чемодан всевозможных приблуд, КВП, аттенюаторов, волноводов и пр.

Какие подтравы на фотолитографии достигаются?

Вот тут ничего определённого сказать не могу, шеф сам этим занимается на заводе вместе с технологами.
Знаю только, что микрополосковые фильтры они уже начали шлёпать серийно, но они всё равно требуют регулировки.

ЧПУ шка фрезер или электроэрозия?

Два фрезера, один специально для тонкой и точной работы, другой - для более грубой.

От фрезера зависит состояние поврехности волновода и соответственно добротность. Сделать тестовый резонатор и на основани этого принимать решение о используемой технологии.
С подстройкой может быть геморрой- нужны винты с диэлектрическими сапфировыми вкладками, все остальное губит добротность. Винты такие совсем не дешевые.

Да, про подстройку уже наслышан, но там винты с диэлектрическими сапфировыми вкладками вроде бы уже на что-то заменили.
Это надо у тех, кто освоил этот диапазон спрашивать, если скажут...

если нужно волноводное исполнение (wr10 или wr12)- есть возможность спроектировать, изготовить и испытать.

материал - дюраль,
техпроцесс - фрезерование на чпу
вносимые потери от 1,5дб (4,5дб на краях полосы, соответственно)
порядок фильтров - до 7
попадание в полосу: +-0,5 ГГц.

Да, нужно, но это сначала надо согласовать с начальством.
Если будем заказывать, то скорее всего по одной штуке на несколько разных частот, с которыми пока ещё не определились.
Проекты пока на стадии анализа и сбора информации.
Отправьте, пожалуйста, мне в личку свои координаты, чтобы можно было связаться для дальнейшего диалога.

[Chenakin]

Интересует информация прежде всего по полосовым фильтрам (ну и по ФНЧ, ФВЧ - тоже) КВЧ-диапазона (30-300 ГГц).
Пока ограничен частотой 100 ГГц, поэтому особо интересны полосовые фильтры, работающие на частотах 50-100 ГГц.

В частности в ближайшее время хотелось бы найти готовый фильтр на 88 ГГц с полосой не более 5 ГГц.
Если нет готового, то хотелось бы выбрать технологию их разработки и производства в нашей фирме.

Я бы порекомендовал структуру, которая приведена в приложенной статье.

 paper.pdf ( 464.28 килобайт ) Кол-во скачиваний: 417

Программу синтеза таких фильтров можно приобрести здесь (точный электромагнитный расчет, синтез и оптимизация): www.mig-germany.com
Вся технология – это вытравливание металлической пластины (фактически фольги, т.к. чем тоньше, чем точнее выдерживаются размеры). В крайнем случае можно вытравить набор пластинок с небольшим разбросом размеров резонатора и выбрать наиболее удачную. Я пробовал такие фильтры до 50 ГГц (расчитанные по приведенной выше программе) – работали с первого раза и без подстройки (отсюда ещё одно правило к неписанному (для себя) своду – “никогда не пользуйся HFSS, если в этом нет необходимости”). Также хорошо держат параметры при изменении температуры. Рекомендую.

Да, про подстройку уже наслышан, но там винты с диэлектрическими сапфировыми вкладками вроде бы уже на что-то заменили.

Для такого фильтра это скорее всего не потребуется.

[VCO]

Я бы порекомендовал структуру, которая приведена в приложенной статье.
 paper.pdf ( 464.28 килобайт ) Кол-во скачиваний: 417

Спасибо, Александр.
Оказывается, наши фильтровики и такие делали, но отказались от них в сторону волноводных, т.к. у них иные требования к параметрам фильтров. Мне же для синтеза частот, похоже, они тоже могут подойти.

Программу синтеза таких фильтров можно приобрести здесь (точный электромагнитный расчет, синтез и оптимизация): www.mig-germany.com

WASP-Net - "Осиное гнездо". Уже пару раз попадалась на глаза. Пока не понял, есть ли у них демоверсия, но постараюсь связаться.

Вся технология – это вытравливание металлической пластины (фактически фольги, т.к. чем тоньше, чем точнее выдерживаются размеры). В крайнем случае можно вытравить набор пластинок с небольшим разбросом размеров резонатора и выбрать наиболее удачную. Я пробовал такие фильтры до 50 ГГц (расчитанные по приведенной выше программе) – работали с первого раза и без подстройки (отсюда ещё одно правило к неписанному (для себя) своду – “никогда не пользуйся HFSS, если в этом нет необходимости”). Также хорошо держат параметры при изменении температуры. Рекомендую.

Сегодня уже крутил в руках один такой фильтр от вышеуказанной панорамы. Разобрать пока не решился, но появилась одна идея, возможно, кем-то уже реализованная:

А что, если вместо решётки просто очень точно вырезать полОски, а в теле "разрезанного пополам" волновода выфрезеровывать направляющие пазы для их укладки? Тут появляется проблема провисания полОски из-за меньшей жёсткости, но думаю, что она если не надумана, то решаема.
Для надёжного зажима полОсок можно фрезеровать только одну половину волновода на глубину, скажем, вдвое мЕньшую толщины полОсок.

Что скажете насчёт рацпредложения? Бред?

[Chenakin]

WASP-Net - "Осиное гнездо". Уже пару раз попадалась на глаза. Пока не понял, есть ли у них демоверсия, но постараюсь связаться.

Последний раз я пользовался этой программой лет пятнадцать назад. Демо версия у них была, но они намеренно вводили в неё частотную погрешность. Т.е. можно было посмотреть, как работает программа, но синтезированной геометрией пользоваться нельзя.

Если хотите, я могу состыковать Вас с проф. Арндтом (разработчиком этого метода и самой программы) или/и его женой (директором этой компании). Они смогут или синтезировать структуру для Вас (а это занимает буквально секунды), или дать Вам облегченную версию, которая будет считать только определенные (но нужные для Вас структуры).

А что, если вместо решётки просто очень точно вырезать полОски, а в теле "разрезанного пополам" волновода выфрезеровывать направляющие пазы для их укладки? Тут появляется проблема провисания полОски из-за меньшей жёсткости, но думаю, что она если не надумана, то решаема.
Для надёжного зажима полОсок можно фрезеровать только одну половину волновода на глубину, скажем, вдвое мЕньшую толщины полОсок.

Что скажете насчёт рацпредложения? Бред?

Лучшее – враг хорошего. Ширина полОски определяет связь между резонаторами, а расстояние между ними – резонансную частоту. Выдержать нужные размеры вручную будет весьма сложно (это ж 100 ГГц как-никак). Так что, тут лучше не мудрить, а травить фольгу – как доктор (Арндт) прописал. И никаких сапфировых винтов.

[khach]

Я бы порекомендовал структуру, которая приведена в приложенной статье.
 paper.pdf ( 464.28 килобайт ) Кол-во скачиваний: 417

А как токой тип фильтра называется? Пытаюсь нечто подобное изобразить в Mician Wizard, но что то с "окошками" найти струкутру не получается. Хотя фильтр из самих перегородок симулируется хорошо.

[Filippov]

А как токой тип фильтра называется? Пытаюсь нечто подобное изобразить в Mician Wizard, но что то с "окошками" найти струкутру не получается. Хотя фильтр из самих перегородок симулируется хорошо.

E-plane insert или что-то типа того.

[l1l1l1]

А как токой тип фильтра называется? Пытаюсь нечто подобное изобразить в Mician Wizard, но что то с "окошками" найти струкутру не получается. Хотя фильтр из самих перегородок симулируется хорошо.

очень сложно не найти такой тип фильтра в примерах Mician Wizard, или там же в Filter assistant.

[khach]

очень сложно не найти такой тип фильтра в примерах Mician Wizard,

Этот пример конечно же нашли. Проблема в другом- хотелось просимулировать влияние технологических разбросов и иметь возможность задать горизонтальный элемент "лесенки" который в идеальном случае прячется в широкую стенку волновода. На самом деле он или слегка вылазит, или наоборот образует канавку в стенке волновода. Разбросы небольшие, до 5 мкм, но хотелось бы иметь возможность оценить из влияние.
PS. Неплохой докторат по теме E-plane insert хоть и не миллиметровые волны, но можно масштабировать http://www.ros.hw.ac.uk/bitstream/10399/26...aR_1012_eps.pdf

Эскизы прикрепленных изображений

 

[freeport]

Если набрать в поисковике слова Millimeter-Wave Substrate Integrated Waveguides, то можно найти много публикаций о волноводных фильтрах на печатных платах. Стенки волновода образованы проходными отверстиями на плате, а вместо диафрагм - тоже проходные отверстия. Вот в этой публикации приведены фильтры от 60 до 180ГГц, сделанные по данной технологии.

Прикрепленные файлы

 Millimeter_Wave_Substrate_Integrated_Waveguides.pdf ( 929.93 килобайт ) Кол-во скачиваний: 95

 

[l1l1l1]

... На самом деле он или слегка вылазит, или наоборот образует канавку в стенке волновода. Разбросы небольшие, до 5 мкм, но хотелось бы иметь возможность оценить из влияние. ...

выступ можно смоделировать в том же mWaveWizard, используя переходы с обычного волновода нулевой или очень малой длины на П-образный волновод, а вот влиянием канавки придется пренебречь.
как мне кажется, ее влиянием можно пренебречь, по сравнинию с влиянием выступа.
докторат интересный, спасибо.

[VCO]

Последний раз я пользовался этой программой лет пятнадцать назад. Демо версия у них была, но они намеренно вводили в неё частотную погрешность. Т.е. можно было посмотреть, как работает программа, но синтезированной геометрией пользоваться нельзя.

Понятно. Я уже нашёл в сети одну демоверсию, посмотрел примеры. Работает странно, запускается только в Se7en, в XP - не запускается.
Честно скажу, что очень впечатляет. Виден серьёзный подход к делу. И даже к той 5-й версии Tutorial на 1200 страницах, а Qwick Start - на 113.
Пока заморачиваться не стал - нужно определиться с технологией. Фильтровики и шеф буквально навязывают волноводные фильтры.

Если хотите, я могу состыковать Вас с проф. Арндтом (разработчиком этого метода и самой программы) или/и его женой (директором этой компании). Они смогут или синтезировать структуру для Вас (а это занимает буквально секунды), или дать Вам облегченную версию, которая будет считать только определенные (но нужные для Вас структуры).

Большое СПАСИБО, но пока не стОит. Я, Александр, в отличие от Вас - специалист не автономный и не способный определять политику фирмы.
Я понимаю, почему навязываются волноводы: сегодня мне надо отфильтровать 88 ГГц от 73 и 103, а завтра - придётся из 80 и 96, для примера.

Лучшее – враг хорошего. Ширина полОски определяет связь между резонаторами, а расстояние между ними – резонансную частоту. Выдержать нужные размеры вручную будет весьма сложно (это ж 100 ГГц как-никак). Так что, тут лучше не мудрить, а травить фольгу – как доктор (Арндт) прописал. И никаких сапфировых винтов.

Я так и подозревал, не вдаваясь в тонкости. Кроме бОльшей жёсткости, фольга обеспечивает более чёткую периодичность "окон" в теле волновода.
Просто был расчёт на то, что после первых неудачных опытов с полОсками металла (а в том, что они были, я не сомневаюсь), многое изменилось...

Если набрать в поисковике слова Millimeter-Wave Substrate Integrated Waveguides, то можно найти много публикаций о волноводных фильтрах на печатных платах. Стенки волновода образованы проходными отверстиями на плате, а вместо диафрагм - тоже проходные отверстия. Вот в этой публикации приведены фильтры от 60 до 180ГГц, сделанные по данной технологии.

Вот это действительно актуально, особенно с учётом того, что не нужно никаких переходов на волновод и соответствующих рассогласований и потерь, если топологию удастся интегрировать в цепи умножения. Но хватит ли точности изготовления современных СВЧ-плат - это ещё вопрос.

Ну и как я понял, обычных процессов фотолитографии тут недостаточно, нужен узкоспециализированный техпроцесс.

Как альтернативный вариант - "нашинковать" обычный волновод и "склеить" со смещением. Такие фильтры известны природе человеческой?

[Моня]

Таки, всем здравствуйте!

Пратических решений для ППФ на этот диапазон ровно два и оба они основанны на волноводах:
1. Волноводный фильтр с металлической диафрагмой в Е плоскости
2. Волноводный фильтр на объемных резонаторах с индуктивной связью

В первом случае к достоинствам можно отнести простоту изготовления волноводной части (практически идентичные детали с фрезерованными в них половинками волновода), среднюю повторяемость.
Недостатки:
1. Необходимость очень точного совмещения диафрагмы с половинками волновода. В своем случае я решал данную проблему штифтами диаметром 1 мм. Диафрагма растягивается на 4-6 штифтах, что позволяет избежать её провисания. Однако, это не уберегает от продольного смещения диафрагмы при сопряжении волноводов. Необходимы очень жестие требования к положению отверстий под штифты.
2. Размеры окошек в диафрагме и расстояния между ними крайне малы, и при использовании фотолитографии, допуск даже в 5-10 мкм составляет примерно 5-7% от величины этого окошка. Соответственно фильтр будет или сдвинут по частоте или немного подразвалится.
Выхода два - или отбраковыввать неудачные экземпляры, или переходить на другую технологию травления(например, плазмохимическое травление).

Во втором случае все решает фрезеровка или эрозия. Размеры здесь будут больше. Допуски соответсвенно также ослабнут. Но если пролетел по размерам, то фильтр уже сразу на выброс. В нашей действительности, делать такие вещи настраиваемыми, не представляется возможным.
Короче, нужно несколько иттераций, и все будет в лучшем виде.

Считается это все прекрасно и в CST и в HFSS.

Что касается SIW фильтров, пока про них можно не вспоминать по нескольким причинам.
1. Подходящих материалов для реализации на диапазон выше 60 ГГц кране мало, да и те дают приличные потери. А в случае с дюроидом, еще и проблемы с металлизацией отверстий (фторопласт, ой вей).
2. Никуда не пропадет необходимость точного позиционирования отверстий.
3. Параметры фильтров. Ради интереса, мы с Изей сделали таки эти фильтры на диапазон примерно 30ГГц. И что вы таки думаете? Ни приличного подавления, ни приличных потерь, а какие размеры? Нет, спору нет, до 20 ГГц эта технология имеет право на жизнь, но выше пока не годится.
Возможно вы таки состоятельный человек и имеете технологию тонких пленок, но тогда зачем вы это читаете?

Тоже самое касается и изготовления на микрополосках. С увеличением диэлектрической проницаемости, физические размеры топологических элементов уменьшаются значительно. Качественно изготовить такое можно только с использованием технологий по которым лепят MMIC. А это серьезные деньги, даже за фотошаблоны.

Во вложении пример того насколько может уйти по частоте фильтр с диафрагмой

и пример реализации фильтра на объемных резонаторах

[khach]

и пример реализации фильтра на объемных резонаторах

А можно еще и фото верхней крышечки попросить? Попадаете в размеры с первого раза если фильтр без подостройки? Или это гальванопластика по подогнанной матрице? Можно пару слов о технологии изготовления?

[Моня]

А можно еще и фото верхней крышечки попросить? Попадаете в размеры с первого раза если фильтр без подостройки? Или это гальванопластика по подогнанной матрице? Можно пару слов о технологии изготовления?

А вот и крышечка. Только ничего интересного в ней особо нет.
Технология изготовления - фрезеровка, о чем свидетельствуют характерные скругления по внутренним углам, на данном фото это должно быть заметней.
Данная итерация ППФ за номером один, немного смещена по частоте, но в целом требованиям удовлетворяет. Если будет получено добро, то будет и вторая итерация.
Гальванопластика для нас недоступная технология, но богаты фрезерами разного достоинства, на чем и выезжаем.

[khach]

Спасибо, теперь более понятно. Ожидал увидеть там подстроечные элементы. Типа как у этого фильтра. Хотя это не КВЧ, а нечто более длинноволновое.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Моня]

Проблемы подстроечных элементов в миллеметровом диапазоне несколько:
1. Шаг резьбы подстроечного винта намного больше необходимого. Возможны конечно варианты решения.
2. Электрическая герметичность.
3. Материалы и технологичность изготовления.

Если через все это перепрыгнуть, то можно сделать с подстройками, но при этом стомость прыгнет пропорционально. Честно говоря, даже не встречал в продаже фильтров на этот диапазон с подстройками. Или такие, или с диафрагмой.

Вот например:
 _plk107_1_EBandDipl.pdf ( 175 килобайт ) Кол-во скачиваний: 237

[VCO]

Честно говоря, даже не встречал в продаже фильтров на этот диапазон с подстройками. Или такие, или с диафрагмой.

Вот например:
 _plk107_1_EBandDipl.pdf ( 175 килобайт ) Кол-во скачиваний: 237

А разве приведённый в примере диплексор нерегулируемый?

[Моня]

Судя по размерам крепежа и его расположению, я склонен считать что скорее нет, чем да.
Опять же в описании есть строчка: "the diplexer is designed to provide a minimum of 15 dB return
loss without any tuning."

[VCO]

Опять же в описании есть строчка: "the diplexer is designed to provide a minimum of 15 dB return
loss without any tuning."

Так эта фраза как раз и может означать, что регулировка предусмотрена, если нужно бОльшее подавление.

[Моня]

Исходя из числа резонаторов, количество винтов и их расположение должен быть примерно таким:



На данном фото изображен дуплексер где-то на 40 ГГц (возможно чуть ниже). Диаметр винтов примерно 0.9 мм.

Есть некоторая (очень обстрактная) вероятность, что в дуплексере 71-76/81-86 подстройки сделаны внутри крышки. Обратную сторону этого решения я думаю пояснять нет нужды.
Таки как вы считаете, есть ли смысл городить подстроечные элементы?

[VCO]

Таки как вы считаете, есть ли смысл городить подстроечные элементы?

Нет, я почти уговорил наших фильтровиков на фильтры с решёткой.
Мало того, решили опробовать моё рацпредложение с полосками вместо решёток.
В любом случае попытка - не пытка. Не получится с полосками - закажем решётки.
Просто вариант с полосками мы можем сами опробовать, а решётки - только на заводе.

Пересчитали фильтр с 77 ГГц, который у нас был, на 88 ГГц - размеры получились не такими уж и маленькими.
Может быть, что ошиблись, но живой пример на 67 и 77 ГГц вроде как исключает ошибку экстраполяции...

[barr]

VCO, ваше рац предложение с полосками не принесет ожидаемого результата, к сожалению.
Если только это не будет фильтр 3-4 порядка...
на фильтрах 10 порядка на 80 ГГц точность на размеры должна достигать 2-3 мкм. Очевидно, вы не сможете соблюсти это условие, если будете использовать отдельные полоски.

по поводу диплексеров на E-V band - поверьте, они без механической подстройки.


Моня, подскажите пожалуйста, на каком оборудовании и чем полировали половинки фильтра?

[VCO]

VCO, ваше рац предложение с полосками не принесет ожидаемого результата, к сожалению.
Если только это не будет фильтр 3-4 порядка...

Это будет фильтр 5-го порядка. Не принесёт - ничего страшного. Отрицательный результат - тоже результат
Политика руководства фирмы неприклонна: всё делать самостоятельно, и я на это никак не могу повлиять.
Даже посоветовали забыть о покупке готового фильтра. Это обстоятельство важно в плане импортозамещения .

по поводу диплексеров на E-V band - поверьте, они без механической подстройки.

Это и хорошо и плохо одновременно. Лучше бы подстройку предусмотрели, но не делали, если это вообще возможно...

[khach]

Мало того, решили опробовать моё рацпредложение с полосками вместо решёток.

А что будете делать со щелями между полосков в сплитблоке?
Вопрос всем- разыскивается пример конструкции фильтра КВЧ с подстроечными элементами из пьезокерамики с электрической подстройкой. Интересует и конструкция подстроечных элементов, и выводов электрических.
Возможно рассмотерь конструкцию ЖИГ волноводного фильтра, но там магнитная система слишком габаритная получается.

[Моня]

Моня, подскажите пожалуйста, на каком оборудовании и чем полировали половинки фильтра?

По правде говоря, не полировали. На фрезерном получили минимально возможную шероховатость и этим ограничились.

Этот фильтр нужен в том числе для изучения влияния шероховатости на параметры ППФ. Планируется измерить данный фильтр, потом после покрытия, потом после полировки вручную и кульминацией должна стать технология ионно плазменного полирования, но последнее если все срастется со сторонними организациями.

[VCO]

А что будете делать со щелями между полосков в сплитблоке?

Не совсем внятно понял с какими щелями? В описанной выше конструкции фильтра их быть не должно, равно как и выступов решётки.
Придётся хорошо продумать конструкцию половинок волновода и техоснастку на предмет более точного совмещения и фиксации в единую конструкцию.
Первая итерация - подтверждение работоспособности фильтра и работа над ошибками.
Вторая итерация - совершенствование технологии и повышение точности конструкции.
Третья итерация - изготовление техоснастки для сборки таких фильтров низкого порядка.

Параллельно будем выжигать решётки на заводе, в т.ч. для моих целей фильтрации частоты после умножения.
Как я понял, сборка таких фильтров с решёткой тоже требует точного совмещения половинок с решёткой, но она проще.

Дополнительно вопрос ко всем:
В даташите HMC1110 [attachment=92140:hmc1110.pdf] на странице 6 показана разварка кристалла и конденсаторов.
Из всего рисунка не могу пока понять, что за толстые провода соединяют контакты танталов с некоей маленькой контактной площадкой,
расположенной на широкой площадке. Что это? И зачем вся эта городуха нужна? И если можно, ткните носом в пример такого монтажа.

[khach]

Не совсем внятно понял с какими щелями? В описанной выше конструкции фильтра их быть не должно, равно как и выступов решётки.

Мне казалось, что для настройки такого фильтра прийдется полоски сдвигать немного по длине резонатора. Т.е выборки в теле сплитблока будут немного шире полосок, да и технологически так получится, т.к если зазор будет в минусе то полоску зажует, а в плюсе- даст возможность подстройки. Вот только после подстройки щели чем-то замазать надо, типа серебра в эпоксидке или чем то подобным. Вот про это и вопрос.
Кстати, теперь понял , что за приспособление видел в каком-то мусорнике с кучей микрометрических винтов, похоже как раз для настройки такого фильтра. Там еще внутренние перегородки были немного треугольные, т.е вдвигая и выдвигая их из фильтра можно было подстраивать ширину перемычек. Все это производилось на слегка недозажатом фильтре (отдельный винты с пружиной) а после настройки сплит затягивался и лишняя фольга срезалась. Кстати, державки для каждой полоски там были подпружиненны, так что фольга была натянута и не сминалась при настройке.
Жалко давно это было и сфоткать приспособу не догадался.

[serega_sh____]

В даташите HMC1110 [attachment=92140:hmc1110.pdf] на странице 6 показана разварка кристалла и конденсаторов.
Из всего рисунка не могу пока понять, что за толстые провода соединяют контакты танталов с некоей маленькой контактной площадкой,
расположенной на широкой площадке. Что это? И зачем вся эта городуха нужна? И если можно, ткните носом в пример такого монтажа.

Предполагаю. Если чип(или микросборка с чипом) приклеен на текстолит, то перейти со сварки на пайку можно через такие проводящие квадратики (наверно из керамики).
Видел что то подобное в буржуйских приборах в которых СВЧ микросборки приклеены на текстолит.

[Моня]

Не совсем внятно понял с какими щелями? В описанной выше конструкции фильтра их быть не должно, равно как и выступов решётки.
Придётся хорошо продумать конструкцию половинок волновода и техоснастку на предмет более точного совмещения и фиксации в единую конструкцию.
Первая итерация - подтверждение работоспособности фильтра и работа над ошибками.
Вторая итерация - совершенствование технологии и повышение точности конструкции.
Третья итерация - изготовление техоснастки для сборки таких фильтров низкого порядка.

Параллельно будем выжигать решётки на заводе, в т.ч. для моих целей фильтрации частоты после умножения.
Как я понял, сборка таких фильтров с решёткой тоже требует точного совмещения половинок с решёткой, но она проще.

Дополнительно вопрос ко всем:
В даташите HMC1110 [attachment=92140:hmc1110.pdf] на странице 6 показана разварка кристалла и конденсаторов.
Из всего рисунка не могу пока понять, что за толстые провода соединяют контакты танталов с некоей маленькой контактной площадкой,
расположенной на широкой площадке. Что это? И зачем вся эта городуха нужна? И если можно, ткните носом в пример такого монтажа.

khach прав. По сторонам от волновода придется делать пазы, и пазы эти буду с допуском по размерам в плюс (скорее всего), соответственно, как планируется фиксировать данные полоски внутри волновода? Необходимо учесть, что смещение полоски на 10-20 микрон, влияет на параметры фильтра.
Если я правильно понял, про конструкцию фильтра, то это моменты выделенный красными кружками


А что касается умножителя, то я думаю, что таким образом показаны штыри, через который заводятся Vg и Vd.

Позвольте поинтересоваться, на ричардсоне есть вот такая ремарочка к HMC1110: This product is available in the following countries: Europe (excluding Israel - Eastern Europe - Russia). Это не станет проблемой при покупке сих устройств? Я, таки, почему интересуюсь, этож просто находка, раньше такой же функционал на трех микрухах приходилось делать, а теперь на одной можно.

Не разжигания для, а любопытства ради, по СВЧ как планируете соединять умножитель с последующими и предыдущими платами? Проволока, лента, сетка?

[VCO]

khach прав. По сторонам от волновода придется делать пазы, и пазы эти буду с допуском по размерам в плюс (скорее всего), соответственно, как планируется фиксировать данные полоски внутри волновода? Необходимо учесть, что смещение полоски на 10-20 микрон, влияет на параметры фильтра.

Дело в том, что именно такие фильтры (с полОсками) наши левши и кулибины уже делали, и не раз.
Только без пазов, вручную с помощью мелкой сетки микроскопа. Но ведь время на месте не соит.
Теперь появился очень точный фрезерный СЧПУ, который может выдержать тебуемый период с нужной точностью.
Поэтому пока планировали сконцентрироваться на том, чтобы полоски упирались в притык с одной стороной паза.
Про зазор пока не думал, но скорее всего соглашусь, что khach прав - возможно придётся продумать и подстройку.

А что касается умножителя, то я думаю, что таким образом показаны штыри, через который заводятся Vg и Vd.

Пока у меня появилась такая версия, что эти маленькие контактные площадки - пикофарадные СВЧ-конденсаторы, а штыри - толстая золотая проволока. Возможно, таким образом устраняется паразитическое влияние большой контактной площадки, на которой расположен тантал.

Позвольте поинтересоваться, на ричардсоне есть вот такая ремарочка к HMC1110: This product is available in the following countries: Europe (excluding Israel - Eastern Europe - Russia). Это не станет проблемой при покупке сих устройств?

Вполне возможно, но это уже не моя проблема. Делаю умножитель в альтернативном варианте, если этот вариант не удастся реализовать.

Не разжигания для, а любопытства ради, по СВЧ как планируете соединять умножитель с последующими и предыдущими платами? Проволока, лента, сетка?

В том то и дело, что не будет ни предыдущих, ни последующих плат, чип будет полностью автономен.
Даже аттенюатор для подстройки входного уровня решил сменить на коаксиальный, чтобы не мешать.
Вход чипа - две проволоки сразу с микрополоска от входного SMA-разъёма.
выход - скорее всего сетка и сразу на микрополосково-волноводный переход.
Потерю мощности на переходе компенсирую только после фильтрации вместе с потерями в фильтре усилителем.

[Моня]

Пока у меня появилась такая версия, что эти маленькие контактные площадки - пикофарадные СВЧ-конденсаторы, а штыри - толстая золотая проволока. Возможно, таким образом устраняется паразитическое влияние большой контактной площадки, на которой расположен тантал.

Возможно это действительно конденсаторы, в таком случае, не совсем ясно как реализована земля под ними. Возможно окошко в плате, только зачем оно, если кондесатор можно рядом поставить?
Паразитные параметры имеет не только площадка но и сам корпус конденсатора, возможно это связка действительно работает как фильтр. Только смысла в этом особого не вижу.

В том то и дело, что не будет ни предыдущих, ни последующих плат, чип будет полностью автономен.
Даже аттенюатор для подстройки входного уровня решил сменить на коаксиальный, чтобы не мешать.
Вход чипа - две проволоки сразу с микрополоска от входного SMA-разъёма.
выход - скорее всего сетка и сразу на микрополосково-волноводный переход.
Потерю мощности на переходе компенсирую только после фильтрации вместе с потерями в фильтре усилителем.

А усилитель на чем планируете собрать?

[VCO]

А усилитель на чем планируете собрать?

На кристалле CHA2080 от UMS. Возможно тоже будут проблемы с приобретением, в т.ч. из-за количества 2 шт.
Есть альтернатива у Hittite с меньшим коэффициентом усиления. Отечественных на этот диапазон пока не видел.

[Моня]

На кристалле CHA2080 от UMS. Возможно тоже будут проблемы с приобретением, в т.ч. из-за количества 2 шт.
Есть альтернатива у Hittite с меньшим коэффициентом усиления. Отечественных на этот диапазон пока не видел.

Да, CHA всем хорош, ценой особенно.
Отечественных нет на этот диапазон.
Использовал HMC-ALH509 и HMC-AUH318/317, в принципе понравились, только жаль что в них детектора нет встроенного и контактные площадки по СВЧ всего 50 на 50 микрон, очень проблемно нормально разваривать.

[Stingwray]

Таки, всем здравствуйте!

Пратических решений для ППФ на этот диапазон ровно два и оба они основанны на волноводах:
1. Волноводный фильтр с металлической диафрагмой в Е плоскости
2. Волноводный фильтр на объемных резонаторах с индуктивной связью

В первом случае к достоинствам можно отнести простоту изготовления волноводной части (практически идентичные детали с фрезерованными в них половинками волновода), среднюю повторяемость.
Недостатки:
1. Необходимость очень точного совмещения диафрагмы с половинками волновода. В своем случае я решал данную проблему штифтами диаметром 1 мм. Диафрагма растягивается на 4-6 штифтах, что позволяет избежать её провисания. Однако, это не уберегает от продольного смещения диафрагмы при сопряжении волноводов. Необходимы очень жестие требования к положению отверстий под штифты.
2. Размеры окошек в диафрагме и расстояния между ними крайне малы, и при использовании фотолитографии, допуск даже в 5-10 мкм составляет примерно 5-7% от величины этого окошка. Соответственно фильтр будет или сдвинут по частоте или немного подразвалится.
Выхода два - или отбраковыввать неудачные экземпляры, или переходить на другую технологию травления(например, плазмохимическое травление).

Во втором случае все решает фрезеровка или эрозия. Размеры здесь будут больше. Допуски соответсвенно также ослабнут. Но если пролетел по размерам, то фильтр уже сразу на выброс. В нашей действительности, делать такие вещи настраиваемыми, не представляется возможным.
Короче, нужно несколько иттераций, и все будет в лучшем виде.

Считается это все прекрасно и в CST и в HFSS.

Возник вопрос по поводу моделирования в CST. Появилась необходимость синтеза фильтра. Решил сначала разобрать пример из книжки Шарова "Волноводные устройства" - 3-х звенный фильтр с центральном частотой 76 ГГц и полосой 1070 МГц. Сделал модель. Цифра ширины полосы совпала точно, а вот центральная ушла на 500 МГц. Может быть в модельке какие-нибудь ошибки?
Спасибо заранее.

Прикрепленные файлы

 E_band_filter.rar ( 18.92 килобайт ) Кол-во скачиваний: 16

 

[Corner]

В порядке бреда.
Возможна подстройка сминанием всего фильтра или его участков с помощью пресса. Внутренние элементы, соответственно, смещаются и меняют геометрию. Электрическая целостность не нарушается. Операция, как понимаете, необратимая. Так как размеры уменьшаются, исходный фильтр надо считать с допуском вниз по частоте

Сообщение отредактировал Corner - Aug 8 2016, 18:01

[Моня]

Возник вопрос по поводу моделирования в CST. Появилась необходимость синтеза фильтра. Решил сначала разобрать пример из книжки Шарова "Волноводные устройства" - 3-х звенный фильтр с центральном частотой 76 ГГц и полосой 1070 МГц. Сделал модель. Цифра ширины полосы совпала точно, а вот центральная ушла на 500 МГц. Может быть в модельке какие-нибудь ошибки?
Спасибо заранее.

Про книгу ничего не могу сказать. Модель открылась с ошибками, т.к. сделана в 2015 или 2016 версии. Не понятно почему фильтр не семмитричен (расстояние от порта 1 до R1 и расстояние от порта 2 до R3 не равны), а так вроде нормальная модель. Дело либо в размере резонаторов, либо в толщине диафрагмы.

В порядке бреда.
Возможна подстройка сминанием всего фильтра или его участков с помощью пресса. Внутренние элементы, соответственно, смещаются и меняют геометрию. Электрическая целостность не нарушается. Операция, как понимаете, необратимая. Так как размеры уменьшаются, исходный фильтр надо считать с допуском вниз по частоте

Не такой уж это и бред, на частотах примерно до 10 ГГц вполне рабочий вариант. В тех случаях, когда фильтр сделан на основе трубы нужного сечения. И желательно наличие подстроечных элементов.
Выше 50 ГГц уже повторить тоже самое не получится. И фильтры не из трубы делаются, и вдавливать стенку на необходимую глубину проблематично, и подстроить нечем.

[l1l1l1]

Возник вопрос по поводу моделирования в CST. Появилась необходимость синтеза фильтра. Решил сначала разобрать пример из книжки Шарова "Волноводные устройства" - 3-х звенный фильтр с центральном частотой 76 ГГц и полосой 1070 МГц. Сделал модель. Цифра ширины полосы совпала точно, а вот центральная ушла на 500 МГц. Может быть в модельке какие-нибудь ошибки?

в модельке, конечно же есть ошибки.
в трёхзвенном фильтре должны быть четыре полоски (диафрагмы) и три окошка (резонатора).
в вашей модели один резонатор (и одна диафрагма) пропущен.
у вас 2-х звенный фильтр.
но это не отменяет имеющегося сдвига по частоте.
к сожалению, никакие программы не обладают абсолютной точностью.
вы получили отклонение 500 МГц от 76 ГГц. это отклонение в процентах - 0,66%.
это совсем не так уж много.
вот здесь (ссылка) приведены результаты численного эксперимента для МПЛ-резонатора на 2.5 ГГц рассчитанного различными программами. там точность примерно та же.
если бы вы включили рефайнмент в настройках солвера, вы получили бы более точный результат - 0,46%, но это тоже не мало, для вашего диапазона частот это 350 МГц.
просто это надо учитывать при проектировании узкополосных устройств.

[Stingwray]

l1l1l1
Спасибо! Действительно настройки солвера позволили улучшить результат. Аналогичная ситуация возникла с фильтром для сечения волновода 5,2х2,6 мм. Решил попробовать посчитать фильтр в бесплатной версии Mician'a - отклонение составило всего 50 МГц. Ширина полосы совпала. Получается что непрямой метод даёт результат лучше. Волноводные фильтры лучше моделировать в Miciane?

[l1l1l1]

...
Волноводные фильтры лучше моделировать в Miciane?

если в mWaveWizard в модели фильтров используются только стандартные элементы, без использования FEM, то это работает быстрее и дает более точные результаты, чем CST MWS или HFSS.

[VCO]

Волноводные фильтры лучше моделировать в Miciane?

CST-Studio вне конкуренции

[Stingwray]

VCO
Ну, насчёт волноводных я погорячился. Имел ввиду именно E-plane fin-line фильтры. Или их тоже лучше в CST моделировать? Несмотря на то, что CST дал смещенный по частоте результат?

[VCO]

VCO
Ну, насчёт волноводных я погорячился. Имел ввиду именно E-plane fin-line фильтры.

Не, эти я ещё не моделировал, я не волшебник, я пока только учусь.
Ответ касался именно волноводных. От E-plane мы отказались в принципе.

[l1l1l1]

CST-Studio вне конкуренции

как-то уж очень категорично.
Не кажется ли вам, что такие заявления надо хотя бы немножечко аргументировать?
и еще вопрос: вы с Mician mWaveWizard работали?

[VCO]

Не кажется ли вам, что такие заявления надо хотя бы немножечко аргументировать?

Это я отзывы на другом форуме проанализировал. Сам я во всех этих САПРах пока полный олень.

Впрочем, Вы правы, мои выводы ошибочны. Вот тут статья голосует в пользу Mician mWaveWizard.
 45.pdf ( 663.09 килобайт ) Кол-во скачиваний: 69


Но там тоже выводы неоднозначные. Как я понял, лучше всего моделировать фильтр как минимум в 3-х разных САПР.

[khach]

Mician неплох для предварительных рассчетов, но потом все равно надо корректировать геомерию по пробной серии. Например очень тяжело учесть подтравы диафрагм, из за чего отверстия в диафрагмах имеют скошенные края. Это при изготовлении фотолитографическими методами. С другой стороны в серии можно собрать стопку диафрагм стянуть в пакет и прожечь электроэрозией. При этом форму электрода для прожигалки проверяют опять же на тестовых моделях, сделанных фотолитографией. Резка лазером не всегда дает хорошие результаты из за образования грата (пригара по краям отверстий). Из за его стуркутры типа порошка сильно подает добротность резонаторов. Надо чистить, например наклейкой диафрагм на держатель смолой и шлифовокй на плоскошлифовальном.
Вопрос- кто какой длины делает волноводы на тестовых струкутрах для обмера параметров чего получилось в макетах? Можно ли их сделать например вкладными, чтобы каждый раз не переводить кучу материала?

[saab]

CST-Studio вне конкуренции

Мдя, Mician заточен под волноводные конструкции а CST годится под любую 3D cтруктуру и даже под всяко разно спайс
заточки.
С таким же успехом CST для антенн forever.

[l1l1l1]

Mician неплох для предварительных рассчетов, но потом все равно надо корректировать геомерию по пробной серии. Например очень тяжело учесть подтравы диафрагм, из за чего отверстия в диафрагмах имеют скошенные края. Это при изготовлении фотолитографическими методами.

фотолитографию делали двухстороннюю. в 5-10 микрон на 50-микронной фольге укладывались. правда, тут многое зависит от искусства оператора, совмещающего фотошаблоны.

С другой стороны в серии можно собрать стопку диафрагм стянуть в пакет и прожечь электроэрозией. При этом форму электрода для прожигалки проверяют опять же на тестовых моделях, сделанных фотолитографией.

пакет прожигали проволокой. после электроэрозии на острых краях при серебрении растет борода, которая, правда, легко осыпается при легком механическом воздействии. золото не попробовали.
от лазера отказались, за исключением чего-нибудь срочно нужного без особых требований к параметрам.

Вопрос- кто какой длины делает волноводы на тестовых струкутрах для обмера параметров чего получилось в макетах? Можно ли их сделать например вкладными, чтобы каждый раз не переводить кучу материала?

"можно сделать вкладными" - поясните.

[VCO]

Там, в приведенной мной статье, увидел, что более адекватные характеристики получены в CST-Studio, а не в Mician.
Возможно, что в иностранном форуме были правы насчёт CST. Но спорить не буду, не пробовал ни то, ни другое...

[HFSS]

Впрочем, Вы правы, мои выводы ошибочны. Вот тут статья голосует в пользу Mician mWaveWizard.

Статья старая как мир. Сравнения уже не актуальны думаю.

[VCO]

Статья старая как мир. Сравнения уже не актуальны думаю.

Ну да, за 6 лет много воды утекло. Но всё-равно я согласен с авторами в том, что волноводник считать надо в нескольких САПР.
Вот тут как раз и основной подкол: Если покупать САПР, то какую? Или покупать несколько? С ворованными то всё понятно...

[l1l1l1]

Там, в приведенной мной статье, увидел, что более адекватные характеристики получены в CST-Studio, а не в Mician.

возможно мы читаем разные статьи. в той статье, что вы выложили написано буквально следующее:

В ходе проведенного тестирования было доказано, что для моделирования такой сложной СВЧ-структуры, как двухмодовый фильтр на цилиндрических резонаторах, наиболее подходит программа электромагнитного моделирования μWave Wizard от компании Mician. В случае параметрической оптимизации эта система единственная справилась с поставленной задачей.
Также стоит отметить, что и другие программы пригодны для моделирования данных фильтров, но только с целью проверки их соответствия заданному диапазону частот.

вот картинка из вашей статьи, раскрашенная мною, поскольку в чернобелом варианте различить где что затруднительно.

если я что-то и спутал, то это кривые CST и HFSS, но вряд ли.

Ну да, за 6 лет много воды утекло. Но всё-равно я согласен с авторами в том, что волноводник считать надо в нескольких САПР.
Вот тут как раз и основной подкол: Если покупать САПР, то какую? Или покупать несколько? С ворованными то всё понятно...

в основном вода утекла в плане роста производительности процессоров, многоядерности и доступной оперативной памяти.
здесь в разы. в совершенствовании методов - проценты, ну, может быть десятки процентов.
в статье использовался Core Duo и меньше 4 Гб памяти.
что покупать, зависит от задач.
CST MWS и HFSS наиболее универсальны, здесь вы можете моделировать всё.
и та и другая программы на современных компьютерах вполне способны оптимизировать 3D структуры средней сложности. подкорректировав частотный сдвиг по результатам макетирования (которое я считаю необходимым для таких чувствительных структур, как узкополосные фильтры), вы получите достаточно точный результат.
Mician mWW, как правильно заметил saab, "заточен под волноводы" и способен моделировать только структуры, состоящие из имеющегося у него набора базовых элементов. если изпользуемые вами базовые элементы не используют FEM, то вы получите точный результат за время, на два порядка меньшее, чем любая другая программа, использующая FEM или FDTD.
в последних версиях, для увеличения общности, Mician ввела много элементов, использующих FEM. появилась даже возможность пользователю создавать свои произвольные базовые элементы, использующие FEM. однако тут вылезают недостатки этого метода: сравнительно медленная сходимость, потребность в большом объеме памяти и (возможно) неустранимый частотный сдвиг.
так что выбирайте, но осторожно (с)

[saab]

/deleted/

(возможно) неустранимый частотный сдвиг.
так что выбирайте, но осторожно (с)

Вот именно возможный. В принципе его можно учесть.

Сообщение отредактировал l1l1l1 - Aug 16 2016, 13:29

[l1l1l1]

Вот именно возможный. В принципе его можно учесть.

конечно можно.
посредством макетирования или, для типовых конструкций, учетом предыдущего опыта.