МЕТОД ПІДВИЩЕННЯ ЗАХИЩЕНОСТІ ІНФОРМАЦІЇ В КАНАЛАХ ЗВ’ЯЗКУ ЗАСТОСУВАННЯМ МІКРОХВИЛЬОВИХ ФІЛЬТРІВ ІЗ ПОЛЮСАМИ ЗАГАСАННЯ НА ЗАДАНИХ ЧАСТОТАХ

Ключові слова: синтез, фільтр нижніх частот, шлейф, параметри розсіювання, функція фільтрації, апроксимація.

Анотація

У статті представлено огляд досліджень, присвячених розгляду сучасних методів організації передачі надважливої інформації. Завдання захисту інформації в каналах зв’язку мікрохвильового діапазону нерозривно пов’язане з проблемами електронної сумісності та радіоелектронної протидії. Мікрохвильові фільтри є невід’ємною частиною радіотехнічних і телекомунікаційних систем, здійснюючи частотну селекцію сигналів, придушення завад, розв’язку трактів приймання та передавання. Тому вдосконалення традиційних і розробка нових методів проектування мікрохвильових фільтрів з метою поліпшення їхніх функціональних і масогабаритних характеристик є актуальним завданням. Метою даної статті є розроблення методу прямого синтезу шлейфових квазіеліптичних фільтрів, які володіють рівнохвильовою характеристикою в смузі пропускання та нулями передавання на заданих частотах у смузі загородження. Представлено метод і запропоновані співвідношення можуть слугувати основою для розроблення процедури синтезу смугово-пропускних квазіеліптичних шлейфових фільтрів, а також фільтрів нижніх частот і смугово-пропускних фільтрів, які реалізують на відрізках зв’язаних ліній. Проведено аналіз використання двосекційних шлейфів для створення нулів коефіцієнта передавання фільтра на заданих частотах і застосування для апроксимації його частотної характеристики функцій Чебишева та алгебраїчних косинус-дробів Чебишева – Маркова Розроблено новий метод прямого синтезу квазіеліптичних шлейфових фільтрів нижніх частот, що забезпечує одержання оптимальних характеристик, які повністю відповідають потенційним можливостям фільтрувальних структур за частотною селективністю. Представлено метод і запропоновані співвідношення можуть слугувати основою для розроблення процедури синтезу смугово-пропускних квазіеліптичних шлейфових фільтрів, а також фільтрів нижніх частот і смугово-пропускних фільтрів, які реалізують на відрізках зв’язаних ліній. Для шлейфних квазіеліптичних фільтрів нижніх частот, без використання фільтрів-прототипів. Визначено функції фільтрації для структур фільтрів, складених з односекційних і двосекційних шлейфів. На основі функцій Чебишева та алгебраїчного косинус-дробі Чебишева – Маркова складено функції, що апроксимують функції фільтрації фільтрів. Запропоновано методику реалізації фільтрів та співвідношення, що визначають параметри розсіювання елементів фільтрів. Складено функції фільтрації та апроксимувальні функції для низки структур фільтрів. Визначено співвідношення, що використовуються при виділенні елементів із загальної структури фільтра на етапі реалізації. Наукова новизна роботи полягає в розробленні нового методу синтезу квазіеліптичних шлейфових фільтрів нижніх частот, що забезпечує реалізацію оптимальних амплітудно-частотних характеристик унаслідок використання в повному обсязі потенційних можливостей структур фільтрів, що синтезуються, за частотною вибірковістю.

Посилання

1. Hong. Microstrip filters for RF/microwave applications. Hoboken/ Jia-Sheng Hong – New York: John Wiley & Sons, Inc., 2011. 635 p.
2. Cameron R.J. Microwave filters for communication systems: fundamentals, design, and applications. Hoboken:/ R.J. Cameron, C.M. Kudsia, R.R. Mansour – New York: Wiley & Sons, Inc., 2007. 771 p.
3. G. Mattaei, L. Young, and E. M. T. Jones, Microwave Filters, Impedance-Matching Networks, and Coupling Structures, Artech House, Norwood, MA, 1980. 1096 р. 4. R. J. Cameron. “Fast generation of Chebychev filter prototypes with asymmetrically-prescribed transmission zeros”. ESA J., vol. 6, pp. 83–95, 1982.
5. R. J. Cameron. “General Coupling Matrix Synthesis Methods for Chebyshev Filtering Functions”. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 47, No.4, pp. 433-442, April 1999.
6. S. Amari. “Direct Synthesis of a New Class of Bandstof Filters”. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 52, No.2, pp. 607-616, February 2004.
7. G. Macchiarella. “Accurate Synthesis of Inline Prototype Filters Using Cascaded Triplet and Quadruplet Sections”. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 50, No.7, pp. 1779-1783, July 2002.
8. C. Quendo, E. Rius, and C. Person. “Narrow Bandpass Filters UsingDual-Behavior Resonators”. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 51, No.3, pp. 734-743, March 2003.
9. C. Quendo, E. Rius, and C. Person. “Narrow Bandpass Filters Using Dual-Behavior Resonators Based on Stepped-Impedance Stubs and Different-Length Stubs”. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 52, No.3, pp. 1034-1043, March 2004.
10. Da-Chiang Chang “Design and Implementation of Filters Using Transfer Functions in the Z Domain”. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 49, No.5, pp. 979-985, May 2001.
11. Da-Chiang Chang and Ching-Wen Hsue “Wide-Band Equal-Ripple Filters in Nonuniform Transmission”. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 50, No. 4, pp. 1114-1117, April 2002.
12. A. V. Oppenheim and R. W. Schafer, Discrete-Time Signal Processing. Englewood Cliffs, NJ: Prentice- Hall., 1989.-893 р.
13. Ming-Iu Lai, Shyh-Kang Jeng “Compact Microstrip Dual-Band Bandpass Filters Design Using Genetic- Algorithm Techniques” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 54, No. 1, pp.160-167, January 2006.
14. Карпуков Л.М. Прямой синтез шлейфных фильтров нижних частот с чебышевской характеристикой / Л.М. Карпуков, Р.Ю. Корольков // Радіоелектроніка. Інформатика. Управління. – 2014. – №1. – С.35-39.
Опубліковано
2023-07-06
Як цитувати
Карпуков, Л. М., Воскобойник, В. О., Савченко, Ю. В., & Козіна, Г. Л. (2023). МЕТОД ПІДВИЩЕННЯ ЗАХИЩЕНОСТІ ІНФОРМАЦІЇ В КАНАЛАХ ЗВ’ЯЗКУ ЗАСТОСУВАННЯМ МІКРОХВИЛЬОВИХ ФІЛЬТРІВ ІЗ ПОЛЮСАМИ ЗАГАСАННЯ НА ЗАДАНИХ ЧАСТОТАХ. Системи та технології, 64(2), 64-74. https://doi.org/10.32782/2521-6643-2022.2-64.9