Všeobecně

U krátkovlnných radioamatérských zařízení často řeší jejich konstruktér:
a) nežádoucí vyzařování mimo vysílaný kmitočet, do této kategorie spadá nežádoucí vyzařování na harmonických kmitočtech;
b) nežádoucí vliv silných signálů mimo přijímané pásmo RX.

Nežádoucí vyzařování koncových stupňů zařízení a nežádoucí vyzařování na harmonických kmitočtech lze účinně potlačit realizací tzv. dolní propusti (Low Pass filter, Tiefpass filter). Teoretický návrh není pro průměrného amatéra zcela triviální, doporučuji přečíst alespoň tyto veřejně dostupné publikace (Dellsperger, F.: Passive Filter; Dellsperger, F.: Passive Schaltungstechnik) a prozkoumat si praktické provedení nějakého osvědčeného řešení dolních propustí. Já doporučuji například řešení QRP Labs, lze stáhnout zde.

Celkem polopatické vysvětlení návrhu low pass filtru najdeme v dokumentu NA5N, o optimalizaci dolních propustí s ohledem na potlačení vyzařování na harmonických se dočteme v dokumentu od W3NQN (publikováno v QST 1999), praktické řešení viz QRP Labs.

Já si každý návrh dolní, horní nebo pásmové propusti ověřuji před realizací a měřením jednoduchou metodou ve Smith Chartu. Příklad 7 elementového řešení filtru podle QRP Labs, typ dolní propust, určeného pro pásmo 30 m ve Smith Chartu:

Všimněte si, co je pro tuto dolní propust typické. Parametr Q = X/R (například pro bod SP 43, tj. první bod v tabulce na obrázku platí X=6.947, R=46.261, Q=0.15) se pro propusné pásmo pohybuje uvnitř kruhu VSWR=1.2, tedy nedochází k odrazu. Mimo propustné pásmo se hodnota Q citelně zvyšuje, sweeppointy opouštějí kruhy malých hodnot VSWR (po zelené křivce mizí od středu diagramu). Energie vyšších frekvencí není filtrem přenášena a je odražena. A to je princip dolní propusti.

Návrh a analýza LC propustí

Jak jsem psal v úvodu, návrh LC filtrů nemusí být triviální, pokud nepoužijeme vhodné nástroje. Stejně, jako W3NQN rád používám SW Elsie (od Tonne Software, www.TonneSoftware.com). Licence pro studenty jsou zdarma a profesionální licence jsou dostupné za trochu peněz. Programy jsou vcelku intuitivní, na obsluhu jednoduché a mě se s nimi dobře pracuje. Proto uvedu jako pokračování našeho příkladu řešení dolní propusti pro pásmo 30m klíčové okamžiky v práci s programem Elsie:
1. editaci elementů a vykreslení schématu;
2. vykreslení VSWR ve Smith Chart, abychom si mohli porovnat příslušné výstupy obou programů;
3. vykreslení charakteristik S21 a S11 (Return Loss a Transmission).
Všechny tři obrázky jsou zde (dole):

Závěr

Z předchozích obrázků vidíme, že programem Elsie uděláme jednoduše analýzu dolní, horní nebo pásmové propusti a získáme požadované výstupy, které lze použít v radioamatérské praxi. Samozřejmě, že existuje celá řada dalších nástrojů pro návrh filtrů. Já v tomto článku uvádím nástroje jednoduché, nenáročné na výpočetní výkon PC, ale především boží z hlediska jejich obsluhy. Prostě víte, co máte dělat, i když s programem dva roky nic nepočítáte.