Методика определения структуры и параметров многополосных согласующих цепей на основе внутриполостного комплексного критерия соответствия идеальному фильтру

В статье приводится методика структурно-параметрического синтеза многополосных частотно-избирательных цепей. Дается краткая характеристика подходов для решения задач синтеза многополосных частотно-избирательных цепей, основанных на использовании многочастотных резонаторов, частотных преобразований и параметрических, использующих численные процедуры оптимизации. Представлены и дается краткое описание трех широко используемых критериев оценки характеристик частотно-избирательных цепей: по Тейлору, чебышевский и среднестепенной. Показаны способы оценки совместного приближения амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик синтезируемых цепей к характеристикам идеального фильтра. Предложен критерий и приведена методика структурно-параметрического синтеза многополосных согласующих цепей на основе внутриполостного комплексного критерия соответствия идеальному фильтру в полосе пропускания и межполосного чебышевского критерия, реализуемая численной оптимизацией синтезируемых цепей относительно выбранного критерия близости. При этом многополосная цепь представляется в виде лестничного соединения, состоящего в общем случае из n различных реактивных сопротивлений. Приводится пример использования предложенной методики для решения задачи структурнопараметрического синтеза двухполосной согласующей цепи. В качестве согласуемой нагрузки выбран эквивалент первого типа, состоящий из последовательного соединения активного сопротивления и емкости. В примере в качестве дополнительного применено требование по обеспечению межполосной частотной избирательности. Такое требование обеспечивается введением нуля в функцию передачи синтезируемой цепи на межполосной средней геометрической частоте. Его реализация выполнена введением параллельного колебательного контура в первую последовательную ветвь синтезируемой согласующей цепи. Структурно-параметрический синтез выбранной в примере двухполосной согласующей цепи осуществляется с применением программного продукта Mathcad 15 на основе встроенного метода оптимизации Левенберга – Марквардта.

1. Богатырев А.Б., Горейнов С.А., Лямаев С.Ю. Аналитический подход к синтезу многополосных фильтров и его сравнение с другими подходами. Проблемы передачи информации. 2017;53:64-77.

2. Головков А.А., Кершис С.А. Частотные характеристики фазы и группового времени задержки многополосовых фильтров. Известия высших учебных заведений России, радиоэлектроника. 2013;5:14-17.

3. Гиллемин Э.А. Синтез пассивных цепей. Пер. с англ. Виноградовой Н.И., Устинова В.В., Шалкевич Р.А. Москва: Связь; 1970.

4. Mohan B. Generalized synthesis and design of symmetrical multiplepassband filters. Progress in Electromagnetics Research. 2012;42:115-139.

5. Головков А.А., Кершис С.А. Метод анализа и синтеза многочастотных согласующих устройств на основе матриц рассеяния. Вестник ВВШ МВД России. 1998;2:45-47.

6. Ланнэ А.А. Оптимальный синтез линейных электрических цепей. Москва: Связь; 1969.

7. Титов А.А. Параметрический синтез межкаскадной корректирующей цепи широкополосного усилителя мощности на полевых транзисторах. Радиотехника. 2002;3:90-92.

8. Трифонов И.И. Расчет электронных цепей с заданными частотными характеристиками. Москва: Связь; 1969.

9. Шашок В.Н. Частотно-избирательные цепи с нарастающеволновой функцией передачи. Минск: ВА РБ; 2018.

10. Коноплицкий А.С. Параметрический синтез широкополосных частотно-избирательных цепей на основе комплексного критерия соответствия идеальному фильтру в полосе пропускания. Вестник Военной академии Республики Беларусь. 2019;3:43-53.

11. Лэм Г. Аналоговые и цифровые фильтры. Пер. с англ.; под ред. Левина В.Л. Москва: Мир; 1982.

12. Коноплицкий А.С. Структурно-параметрический синтез многополосных согласующих цепей на основе комплексного критерия соответствия идеальному фильтру. Веснiк сувязi. 2020;1:60-64.