Математичне та програмне забезпечення автоматизованого синтезу топологій мікросмужкових фільтрів НВЧ

Abstract

UK: В дисертаційній роботі розв’язано важливе наукове завдання – підвищено рівень автоматизації проектувальних робіт шляхом розроблення методів автоматизованого синтезу топологій мікросмужкових фільтрів НВЧ з використанням резонаторів різних типів, які забезпечують розширення можливостей реалізації АЧХ фільтрів та покращення їх характеристик у порівнянні з проектуванням за існуючими методиками розрахунку з використанням теорії довгих ліній. Розроблені методи уможливлюють синтез фільтрів, що реалізовані з використанням резонаторів різних типів, таких як фільтри на шпилькових резонаторах, фільтрів з отворами в екрануючому шарі, фільтри на трикутних резонаторах, фільтри з фрактальною реалізацією резонаторів. EN: In the dissertation resolved important scientific and technical problem - designed and improved synthesis methods of microwave filters’ topologies. The methods allow the synthesis of filters which are implemented using resonators of different types, such as hairpin resonators, slot in the ground plane, triangular resonators, non-uniform transmission line and fractal resonators. Algorithms for system of synthesis of microstrip filters’ topologies has proposed. They provide a need topologies comply to the given requirements, using resonating structures, including those for which no exact methods and techniques of synthesis. The method uses self-organizing maps Kohonen and makes it possible to reduce the requirements for hardware and time expenses to parallelize execution and computing tasks. The developed system of automated topologies synthesis has enough high speed through the optimal division of programs blocks to minimal interaction between them, which provides high speed computing. RU: В диссертационной работе решено важное научное задание – разработаны и уточнены методы синтеза топологий микрополосковых фильтров СВЧ. Разработанные методы позволяют выполнять синтез фильтров, реализованных с использованием резонаторов различных типов, в том числе фильтров на резонаторах шпилечного типа, фильтров с отверстиями в экранирующем слое, фильтров на треугольных резонаторах, на отрезках линии передачи, фильтров с фрактальной реализацией резонаторов. Предложен метод синтеза фильтров на шпилечных резонаторах с такими особенностями топологии, как наличие отверстия в экранирующем слое, непараллельность связанных линий, фрактальная реализация шпилечных резонаторов. Разработан метод синтеза для фильтров на треугольных резонаторах, основанных на представлении топологии в виде последовательности отрезков связанных линий, последующем квазистатическом анализе и расчете матрицы емкостей и частотных характеристик синтезируемого фильтра. Впервые разработан метод синтеза микрополосковых фильтров на отрезках нерегулярной линии передачи, для которых нет точных методик расчета. Проанализирована зависимость свойств частотных характеристик фильтров, построенных на отрезке нерегулярной линии передачи, от его геометрических размеров. Создана база данных, позволяющая получать требуемые частотные характеристики путем комбинирования на одной подложке нескольких отрезков нерегулярной линии передачи. Усовершенствован метод поиска решений генетическим алгоритмом посредством предварительной кластеризацией с использованием самоорганизующихся карт Кохонена, что позволяет снизить аппаратно-временные затраты и распараллелить выполнение расчетных задач. Разработанная система автоматизированного синтеза топологий имеет достаточно высокое быстродействие благодаря оптимальному разделению блоков программы с целью минимального взаимодействия между ними, что обеспечивает высокую точность расчетов.