Filtros

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FILTROS

Los dispositivos de unión y separación de los radiocanales en los sistemas de radioenlaces, se fundamentan en la utilización de los filtros pasabanda o filtros supresores de banda. Los filtros pasabandas aseguran el paso de una banda de frecuencia y los filtros supresores de banda eliminan las señales en cierta banda.

En la gama de frecuencias de microondas, los filtros seconstruyen en las guías de ondas y sus características principales son:

a) Característica de amplitud, la cual determina la dependencia de la frecuencia de las amplitudes de los campos a la salida y entrada del filtro [pic]
b) Atenuación introducida [pic], determinada por la relación de los cuadrados de las amplitudes de los campos en la entrada y salida del filtro, se expresa en B.c) Coeficiente de onda progresiva (Kb), el cual caracteriza el acoplamiento del filtro con la guía de ondas en la banda de paso.
d) Característica de fase del filtro pasabanda.


[pic]


La linealidad de la característica de fase se determina por la no uniformidad del tiempo de retraso de grupo


[pic]


La característica de fase del filtro supresor debanda se determina por la expresión compleja del coeficiente de reflexión.


Filtros pasabanda


El elemento fundamental del filtro pasabanda es la cavidad resonante. La longitud eléctrica de la cavidad debe ser un numero entero de [pic].


El filtro se construye con una separación entre los diferentes resonadores, la cual será un numero entero de [pic], o conectadosdirectamente entre si. En el primer caso el número de elementos (IRIS o tornillos) es de 2m en el segundo m+1, donde m es el nuecero de resonadores.


Los filtros pasabanda pueden tener características de Chebishev o características máximamente planas. Esto se muestra en la figura 6.38.






























(a) (b)


Fig. 6.38Características de amplitud de filtro pasabanda. (a) filtro de característica Chebishev. (b) filtro de característica máximamente plana.


Para una característica máximamente plana la atenuación del filtro será:


[pic]


donde


[pic] – número de resonadores
[pic] – coeficiente de reflexión permitido en la banda de paso
[pic] – variación en frecuencia del filtro
[pic]– mitad del ancho de banda, en cuyos límites el coeficiente de reflexión no sobrepasa la magnitud

Para una característica de Chebishev, la atenuación será:
[pic]
donde


[pic] – polinomio de Chebishev de primer genero, orden m y argumento x.


Filtros supresores de banda

El filtro supresor de banda no es más que una cadena de cavidades resonantes donde laseparación entre líneas es igual a[pic]. Donde K es el número de resonadores. Esto se muestra en la figura 6.39.












(a) (b)


Fig. 6.39 Filtro supresor de banda. (a) Esquema del filtro. (b) Dispositivo resonador.

El calculo de la atenuación se hace por las mismas formulas que para el filtro pasabanda, sustituyendo
[pic]

Veamos como ejemplo unfiltro pasabanda con características máximamente planas, con unión de [pic] y con cinco resonadores (figura 6.40).














l1 l12 l2 [pic] l3 l4 = l2 l5 = l1


Fig. 6.40




La guía de ondas tiene: dimensiones a=58mm y b=25mm; banda de paso [pic] (frecuencia de resonancia[pic] [pic]); coeficiente de reflexión no mayor del 2%.


Para una variación de frecuencia [pic], la atenuación es no menor de 38 dB y Q=82,57. Las [pic] de los resonadores serán [pic]; [pic] y [pic]. La distancia entre los resonadores será [pic] y [pic]. El diámetro de los tornillos reactivos [pic], utilizados en la construcción de los resonadores, la longitud [pic] de los resonadores...
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