мини|255px|алт=Нискошумни блок конвертор са уклоњеним поклопцем и левком, откривајући сложена кола унутра, са изузетком локалног осцилатора који остаје покривен. Сонде хоризонталне и вертикалне поларизације се виде како штрче у кружни простор где је левак иначе причвршћен. Два излазна конектора се виде на дну уређаја.|Слика 1. Коло које садржи многе филтерске структуре описане у овом чланку. Радна фреквенција филтера је око 11 гигахерца (GHz). Више детаља испод.Коло приказано на слици 1 је нискошумни блок конвертор за пријемну антену сателитске телевизије. Оно конвертује велики блок сателитских канала у много нижи фреквентни опсег ради ефикасног преноса коаксијалним каблом. Овај конкретан уређај конвертује фреквенције у опсегу од 10,7 GHz до 11,8 GHz у 1 GHz до 2 GHz. У колу се могу видети многе филтерске структуре: постоје два пропусна филтера са паралелно спрегнутим линијама који ограничавају долазни сигнал на опсег од интереса. Релативно велика ширина резонатора (у поређењу са примером микротракасте линије на слици 2, или филтерима локалног осцилатора испод и десно од централног металног правоугаоника) одражава широки пропусни опсег који филтер мора да пропусти. Такође постоје бројни примери филтера са слепим водовима (стабовима) који доводе једносмерни напон транзисторима и другим уређајима, где су филтери потребни да спрече путовање сигнала ка извору напајања. Редови рупа у неким тракама, названи „ограде од метализованих отвора” (енгл. via fences), нису филтерске структуре већ чине део кућишта.Bahl, стр. 290–293.Benoit, стр. 44–51.Lundström, стр. 80–82. мини|десно|Штампана плоча унутар 20 GHz Agilent N9344C анализатора спектра која приказује различите елементе технологије филтера са расподељеним елементима у микротракастој техници Филтер са расподељеним елементима је електронски филтер у којем капацитивност, индуктивност и отпорност (елементи кола) нису локализовани у засебним кондензаторима, калемовима и отпорниковима као што су у конвенционалним филтерима. Његова сврха је да омогући пролаз одређеном опсегу фреквенција сигнала, а да блокира друге. Конвенционални филтери су конструисани од калемова и кондензатора, а тако изграђена кола описује модел концентрисаних елемената, који сматра сваки елемент „концентрисаним” на једном месту. Тај модел је концептуално једноставан, али постаје све непоузданији како се фреквенција сигнала повећава, или еквивалентно, како се таласна дужина смањује. Модел расподељених елемената примењује се на свим фреквенцијама и користи се у теорији далековода (преносних линија); многе компоненте са расподељеним елементима направљене су од кратких дужина далековода. У погледу расподељених кола, елементи су распоређени дуж дужине проводника и нераскидиво су помешани. Дизајн филтера се обично бави само индуктивношћу и капацитивношћу, али због овог мешања елемената они се не могу третирати као одвојени „концентрисани” кондензатори и калемови. Не постоји прецизна фреквенција изнад које се морају користити филтери са расподељеним елементима, али су они посебно повезани са микроталасним опсегом (таласна дужина мања од једног метра).

Филтери са расподељеним елементима користе се у многим истим апликацијама као и филтери са концентрисаним елементима, као што су селективност радио канала, ограничавање опсега шума и мултиплексирање многих сигнала у један канал. Филтери са расподељеним елементима могу бити конструисани тако да имају било који од облика опсега могућих са концентрисаним елементима (нископропусни, пропусник опсега, итд.) са изузетком високопропусног, који се обично само апроксимира. Све класе филтера које се користе у дизајну са концентрисаним елементима (Батервортов, Чебишовљев, итд.) могу се имплементирати коришћењем приступа са расподељеним елементима.

Постоје многи облици компоненти који се користе за конструисање филтера са расподељеним елементима, али сви имају заједничку особину да изазивају дисконтинуитет на преносној линији. Ови дисконтинуитети представљају реактивну импедансу за таласни фронт који путује низ линију, а ове реактансе могу бити изабране дизајном да служе као апроксимације за концентрисане калемове, кондензаторе или резонаторе, како захтева филтер.Connor, стр. 13–14.

Развој филтера са расподељеним елементима подстакнут је војним потребама за радаром и електронским противмерама током Другог светског рата. Аналогни филтери са концентрисаним елементима били су развијени много раније, али су ови нови војни системи радили на микроталасним фреквенцијама и били су потребни нови дизајни филтера. Када се рат завршио, технологија је нашла примену у микроталасним линковима које користе телефонске компаније и друге организације са великим фиксним комуникационим мрежама, као што су телевизијски емитери. Данас се ова технологија може наћи у неколико масовно произведених потрошачких предмета, као што су конвертори (слика 1 приказује пример) који се користе са сателитским телевизијским антенама.

Опште напомене

Симбол λ се користи да означи таласну дужину сигнала који се преноси на линији или делу линије те електричне дужине.

Филтери са расподељеним елементима се углавном користе на фреквенцијама изнад VHF (веома високе фреквенције) опсега (30 до 300 MHz). На овим фреквенцијама, физичка дужина пасивних компоненти је значајан део таласне дужине радне фреквенције, и постаје тешко користити конвенционални модел концентрисаних елемената. Тачна тачка у којој моделовање расподељеним елементима постаје неопходно зависи од конкретног дизајна који се разматра. Уобичајено правило је да се моделовање расподељеним елементима примењује када су димензије компоненти веће од 0,1λ. Све већа минијатуризација електронике значи да дизајни кола постају све мањи у поређењу са λ. Фреквенције изнад којих приступ дизајну филтера са расподељеним елементима постаје неопходан постају све више као резултат ових напредака. С друге стране, димензије структуре антене су обично упоредиве са λ у свим фреквентним опсезима и захтевају модел расподељених елемената.Golio, стр. 1.2–1.3, 4.4–4.5.

Најуочљивија разлика у понашању између филтера са расподељеним елементима и његове апроксимације са концентрисаним елементима је та што ће први имати више реплика пропусног опсега прототипа са концентрисаним елементима, јер се преносне карактеристике далековода понављају у хармонијским интервалима. Ови лажни пропусни опсези су непожељни у већини случајева.Matthaei et al., стр. 17–18.

Ради јасноће приказа, дијаграми у овом чланку су нацртани са компонентама имплементираним у формату тракасте линије (стриплајн). Ово не подразумева преференцију индустрије, иако су формати планарних преносних линија (то јест, формати где се проводници састоје од равних трака) популарни јер се могу имплементирати коришћењем успостављених техника производње штампаних плоча. Приказане структуре се такође могу имплементирати коришћењем микротракастих (микрострип) или укопаних тракастих техника (са одговарајућим прилагођавањима димензија) и могу се прилагодити коаксијалним кабловима, двожичним водовима и таласоводима, иако су неке структуре погодније за неке имплементације од других. Имплементације са отвореним жицама, на пример, бројних структура приказане су у другој колони слике 3, а еквиваленти са отвореним жицама могу се наћи за већину других структура тракастих линија. Планарне преносне линије се такође користе у дизајну интегралних кола.Rogers et al., стр. 129.

Историја Развој филтера са расподељеним елементима почео је у годинама пре Другог светског рата. Ворен П. Мејсон је основао поље кола са расподељеним елементима.Thurston, стр. 570. Главни рад на ту тему објавили су Мејсон и Сајкс 1937. године.Mason and Sykes, 1937. Мејсон је поднео патент много раније, 1927. године, и тај патент можда садржи први објављени електрични дизајн који се удаљава од анализе концентрисаних елемената.Fagen and Millman, стр. 108. Рад Мејсона и Сајкса био је фокусиран на формате коаксијалног кабла и балансираних парова жица – планарне технологије још нису биле у употреби. Много развоја спроведено је током ратних година подстакнуто потребама филтрирања за радар и електронске противмере. Добар део овога био је у Лабораторији за радијацију МИТ-а,Ragan, 1965. али су биле укључене и друге лабораторије у САД и Великој Британији.Makimoto and Yamashita, стр. 2.Levy and Cohn, стр. 1055.

Неки важни напретци у теорији мрежа били су потребни пре него што су филтери могли да напредују изван ратних дизајна. Један од њих била је теорија самерљивих линија Пола Ричардса.Richards, 1948. Самерљиве линије су мреже у којима су сви елементи исте дужине (или у неким случајевима умношци јединичне дужине), иако се могу разликовати у другим димензијама да би дали различите карактеристичне импедансе. Ричардсова трансформација омогућава да се дизајн са концентрисаним елементима узме „какав јесте” и трансформише директно у дизајн са расподељеним елементима користећи веома једноставну трансформациону једначину.Levy and Cohn, стр. 1056.

Тешкоћа са Ричардсовом трансформацијом са тачке гледишта изградње практичних филтера била је та што је резултујући дизајн са расподељеним елементима неизбежно укључивао редно повезане елементе. Ово није било могуће имплементирати у планарним технологијама и често је било незгодно у другим технологијама. Овај проблем решио је К. Курода који је користио трансформаторе импедансе да елиминише редне елементе. Он је објавио скуп трансформација познатих као Куродини идентитети 1955. године, али је његов рад био написан на јапанском језику и прошло је неколико година пре него што су његове идеје укључене у литературу на енглеском језику.Levy and Cohn, стр. 1057.

Након рата, један важан правац истраживања био је покушај повећања пропусног опсега широкопојасних филтера. Приступ који се користио у то време (и још увек се користи данас) био је да се почне са прототипом филтера са концентрисаним елементима и кроз различите трансформације дође до жељеног филтера у облику расподељених елемената. Чинило се да је овај приступ заглављен на минималном Q од пет (видети Филтери пропусници опсега испод за објашњење Q). Године 1957, Лио Јанг на Истраживачком институту Станфорд објавио је метод за дизајнирање филтера који је почињао са прототипом са расподељеним елементима.Young, 1963. Овај прототип се заснивао на четвртталасним трансформаторима импедансе и био је у стању да произведе дизајне са пропусним опсезима до октаве, што одговара Q од око 1,3. Неке од Јангових процедура у том раду биле су емпиријске, али су касније,Levy, 1967. објављена тачна решења. Јангов рад се посебно бави директно спрегнутим шупљим резонаторима, али се процедура подједнако може применити на друге типове директно спрегнутих резонатора, као што су они који се налазе у модерним планарним технологијама и илустровани у овом чланку. Филтер са капацитивним процепом (слика 8) и филтер са паралелно спрегнутим линијама (слика 9) су примери директно спрегнутих резонатора.