Синтез и электродинамическое моделирование волноводного фильтра с нерезонансными узлами связи на основе распределенной модели [Synthesis and Electrodynamic Simulation of a Waveguide Filter with Non-Resonant Coupling Nodes Based on a Distributed Model]

Abstract

Показано, что использование нерезонансных узлов связи (NRN) в волноводных полосно-пропускающих фильтрах позволяет реализовать дополнительные нули передачи без увеличения порядка системы и повысить селективность частотной характеристики. Рассмотрен метод синтеза восьмиполюсного фильтра на основе матричного подхода с переходом от сосредоточенной эквивалентной схемы к распределенной электродинамической модели с учетом дисперсионных свойств элементов. Исследовано влияние NRN-структур на формирование амплитудно-частотной характеристики и появление паразитных резонансов, а также способы их смещения за пределы рабочей полосы частот. Получено распределение параметров фильтра на основе трехмерного электродинамического моделирования в программном комплексе CST Studio Suite с последующей численной оптимизацией геометрии методом CMA-ES. Рассмотрено влияние плавного изменения геометрии волноводных резонаторов на перераспределение паразитных эффектов и расширение рабочей полосы пропускания. Предсказано, что применение предложенного подхода обеспечивает повышение точности моделирования и улучшение селективных характеристик волноводных СВЧ-фильтров при сохранении компактной структуры.