ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2026, № 5 · РАДИОТЕХНИКА

Неотражающие частотно-селективные цепи и устройства СВЧ: современные подходы к применению и сравнительный анализ (обзор)

Е.Е. Комков1, Н.Д. Малютин1

1 Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2026.5.10 УДК 621.372 EDN HFBPYH

Аннотация

Объектом обзора являются современные методы реализации неотражающих частотно-селективных цепей (НЧСЦ) СВЧ и их применение при создании радиоэлектронных систем. Актуальность работы обусловлена ростом требований в части обеспечения повышения электромагнитной совместимости и снижения нелинейных искажений при каскадном усилении и применении смесителей, а также необходимостью снижения отражений от антенн, как при излучении, так и при приеме. В работе сравниваются принципы построения НЧСЦ и выявляются их области применения. Особое внимание в работе уделяется сочетанию НЧСЦ с новыми техническими инструментами, с применением которых проектируются уникальные неотражающие устройства (устройства с низким уровнем коэффициента отражения) для решения универсальных и единичных задач. Такими устройствами являются неотражающие: антенны-фильтры, делители мощности, смесители и неотражающие фильтры (НФ). НЧСЦ отличаются от традиционных частотно-селективных цепей тем, что они остаются согласованными как в рабочей полосе пропускания (или непропускания), так и вне их. В НЧСЦ компоненты сигнала, лежащие вне рабочей полосы, при поступлении на вход устройства не возвращаются обратно к источнику, а рассеиваются или поглощаются внутри самой фильтрующей структуры. Такой механизм работы позволяет существенно снизить уровень отражений и обеспечить устойчивое согласование с другими узлами радиотехнической системы. Данное свойство приобретает особую значимость при разработке широкополосных устройств, содержащих несколько приемных и передающих трактов, функционирующих в различных частотных диапазонах. Дана оценка современного состояние разработок неотражающих устройств и перспективы исследования их и использования в реальных системах.

  • неотражающие фильтры
  • поглощающие фильтры
  • связанные линии
  • многофункциональные устройства
Abstract (in English)

Reflectionless frequency-selective circuits and microwave devices: modern approaches and comparative analysis (review)

The object of the review is modern methods of implementing reflectionless frequency selective circuits (RFCS) Microwave and their use in the creation of radio electronic systems, due to the increasing requirements for improving electromagnetic compatibility and reducing nonlinear distortion during cascade amplification and the use of mixers, as well as reducing reflections from antennas during both radiation and reception. The paper compares the principles of RFCS construction and identifies their areas of application. Special attention is paid to the combination of RFCS with new technical tools, on the basis of which unique non-reflective devices (devices with a low reflection coefficient) are designed to solve universal and single tasks. These are the reflectionless ones: antenna filters, power dividers, mixers, and special reflectionless filters. RFCS differ from traditional frequency-selective circuits in that they remain consistent both in the operating bandwidth and outside it. In the RFCS, the signal components lying outside the operating band do not return to the source when they enter the device, but are scattered or absorbed inside the filter structure itself. This mechanism of operation makes it possible to significantly reduce the level of reflections and ensure stable coordination with other nodes of the radio engineering system. This property is of particular importance in the development of broadband devices containing several receiving and transmitting paths operating in different frequency ranges. The assessment of the current state of development of reflectionless devices and the prospects for studying their use in real systems are given.

Для цитирования

Комков Е.Е., Малютин Н.Д. Неотражающие частотно-селективные цепи и устройства СВЧ: современные подходы к применению и сравнительный анализ (обзор) // Журнал радиоэлектроники. – 2026. – № 5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.5.10

Литература

  1. Маттей Д.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи, т. 2 - М.: Связь, 1971. 493 с.
  2. Маттей Д.Л., Янг Л., Джонс Е.М.Т. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи, т. 1 - М.: Связь, 1971. 438 с.
  3. Ханзел Г. Справочник по расчету фильтров. - 1974. 288 с.
  4. СВЧ фильтр: пат. 2781040 Рос. Федерация. № 2021139584 / Беляев Б.А., Сержантов А.М., Ходенков С.А., Попов А.М.; заявл. 27.12.21; опубл. 04.10.22.
  5. Микрополосковый полосно-пропускающий СВЧ-фильтр: пат. 2798200 Рос. Федерация. № 2022134499/ Генералов А.Г., Глухов В.И., Кокорин Д.А., Посаженникова Г.В.; заявл. 26.12.22; опубл. 19.06.23.
  6. СВЧ-фильтры и мультиплексоры для систем космической связи / М.П. Апин, С.И. Боков, Н.А. Бушуев [и др.]. - М.: Радиотехника, 2017. 256 с.
  7. Аристархов Г.М. и др. Компактные высокоизбирательные микрополосковые фильтры на свернутых сонаправленных шпилечных резонаторах // Радиотехника. - 2021. - Т. 85. - №. 4. - С. 126-137.
  8. СВЧ фильтр верхних частот: пат. 2785067 Рос. Федерация. № 2021125108 / Б.А. Беляев, С.А. Ходенков, А.М. Попов; заявл. 24.08.21; опубл. 02.12.22.
  9. Gomez-Garcia R., Munoz-Ferreras J.M., Psychogiou D. Symmetrical quasi-absorptive RF bandpass filters // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2019. - V. 67. - №. 4. - P. 1472-1482.
  10. Morgan M.A., Groves W.M., Boyd T.A. Reflectionless filter topologies supporting arbitrary low-pass ladder prototypes // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. - 2018. - V. 66. - №. 2. - P. 594-604.
  11. Psychogiou D., Gómez-García R. Reflectionless adaptive RF filters: Bandpass, bandstop, and cascade designs // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2017. - V. 65. - №. 11. - P. 4593-4605.
  12. Chaudhary G., Jeong Y. Arbitrary prescribed flat wideband group delay absorptive microstrip bandpass filters // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2020. - V. 69. - №. 2. - P. 1404-1414.
  13. Zhao K., Gómez-García R., Psychogiou D. Tunable quasi-reflectionless bandpass filters using substrate integrated coaxial resonators // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. - 2021. - V. 69. - №. 2. - P. 379-383.
  14. Xiao J.K., Pu J. Synthesis of absorption reflectionless bandstop filter and its design using multi-layer self-packaged SCPW // IEEE Access. - 2020. - V. 8. - P. 218803-218812.
  15. Tawk Y., Costantine J., Christodoulou C.G. A varactor-based reconfigurable filtenna // IEEE Antennas and wireless propagation letters. - 2012. - V. 11. - P. 716-719.
  16. Sharma A., Pillai J., Upadhayay M.D. Filtenna Design for Wireless Communication // 2024 3rd International Conference for Innovation in Technology (INOCON). - IEEE, 2024. - P. 1-4.
  17. Shome P.P. et al. Filtenna designs for radio-frequency front-end systems: A structural-oriented review // IEEE Antennas and Propagation Magazine. - 2020. - V. 63. - №. 5. - P. 72-84.
  18. Li J. et al. Millimeter wave filtenna with compact size for 5G applications // 2021 IEEE International Workshop on Electromagnetics: Applications and Student Innovation Competition (iWEM). - IEEE, 2021. - P. 1-3.
  19. Liu Y. et al. Absorptive microstrip-fed slot antenna with wide reflectionless band by loading bandstop filter // IEEE Open Journal of Antennas and Propagation. - 2021. - V. 2. - P. 1071-1078.
  20. Ma J., Chen F., Xiang K. X-band waveguide reflectionless filtering antenna array with high selectivity // IEEE Open Journal of Antennas and Propagation. - 2024. - V. 6. - №. 1. - P. 120-126.
  21. Zheng W. et al. Wideband/dual-band dielectric filtering inverted-L antenna with reflective and quasi-reflectionless radiation nulls // IEEE Open Journal of Antennas and Propagation. - 2023. - V. 5. - №. 2. - P. 330-339.
  22. Wang S. et al. Scattering suppression of closely-packed cross-band patch antennas using absorptive/reflectionless filtering techniques // IEEE Open Journal of Antennas and Propagation. - 2021. - V. 2. - P. 831-843.
  23. Li Q. et al.Compact SIDGS filtering power divider with three-port 10-GHz reflectionless range // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. - 2022. - V. 69. - №. 7. - P. 3129-3133.
  24. Lee J., Lee K., Lee J. Reflectionless High-Pass Filter Design for Load-Pull Measurement Setups // IEEE Microwave Magazine. - 2025. - V. 26. - №. 6. - P. 146-152.
  25. Li Q., Luo X. Three-port reflectionless down-converter for wideband and multichannel receiver with flat gain, enhanced EVM, and high stability // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2023. - V. 72. - №. 7. - P. 4337-4349.
  26. Шишкин М.С. Разработка компактной широкополосной антенны со стабильной формой диаграммы направленности для применения в составе малоразмерных БПЛА. // Журнал радиоэлектроники. - 2024. - №. 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.12.10
  27. Малютин Н.Д., Коноваленко М.О., Малютин Г.А., Арутюнян А.А., Тренкаль Е.И., Чепко Т.А. Характеристики антенн, нагруженных на отражающие и неотражающие частотно селективные цепи // Журнал радиоэлектроники. - 2025. - № 11. https://doi.org/10.30898/16841719.2025.11.31