Kako dizajnirati dielektrični filter?

Dielektrični filter je optičko vlakno koje selektivno prenosi jednu talasnu dužinu i reflektuje druge na osnovu interferencije unutar strukture. Takođe se naziva filter interferencije. Keramika za mikrotalasne dielektrične efekte poboljšava veličinu uređaja i gustinu pakovanja mikrotalasnih integrisanih kola. Iz tog razloga se široko koristi za mikrotalasne filtere i ploče u baznoj stanici mobilnih komunikacionih i satelitskih komunikacionih sistema, posebno u 5G.
Brzo razvijena 5G tehnologija će donijeti značajan tržišni prostor 5G baznoj stanici, kao i dielektrični filter za 5G baznu stanicu.

Princip dizajna

Simetrični model filtera dielektričnog rezonatora [1] analiziran je korištenjem modula parametara raspršivanja HFWorks-a kako bi se odredio njegov propusni opseg, prigušenje unutar i izvan pojasa i distribucije električnog polja za različite frekvencije. Rezultat pokazuje savršeno podudaranje s onima predstavljenim u [2]. Kablovi imaju provodnik sa gubicima i imaju teflonski unutrašnji dio. HF Works daje mogućnost iscrtavanja različitih parametara raspršivanja na 2D i Smith Chart dijagramima. Osim toga, električno polje se može uočiti u vektorskim i rubnim 3D dijagramima za sve proučavane frekvencije.

Simulacija

Da bismo simulirali ponašanje ovog filtera (ubacivanje i povratni gubitak...), napravićemo studiju parametara raspršenja i odrediti relevantni frekvencijski opseg na kojem antena radi (u našem slučaju 100 frekvencija ravnomjerno raspoređenih od 4 GHz do 8 GHz ).

Čvrste materije i materijali

Na slici 1 prikazan je diskretizovani model filtera dielektričnog kola sa koaksijalnim ulaznim i izlaznim sprežnim spojnicama. Dva dielektrična diska djeluju kao spojeni rezonatori tako da cijeli uređaj postaje visokokvalitetni propusni filter.

Opterećenje/sputavanje

Dva priključka su postavljena na bočnim stranama dva koaksijalna spojnika. Donje strane zračne kutije tretiraju se kao savršene električne granice. Struktura koristi horizontalnu ravninu simetrije i stoga trebamo modelirati samo jednu polovinu. Shodno tome, to bismo trebali najaviti HFWorks simulatoru primjenom PEMS graničnog uvjeta; da li je PECS ili PEMS, zavisi od orijentacije električnog polja blizu granice simetrije. Ako je tangencijalna, onda je PEMS; ako je ortogonalno onda je PECS.

Meshing

Mreža mora biti koncentrisana na otvore i PEC lica. Povezivanje ovih površina pomaže rješavaču da poboljša svoju preciznost na vrtložnim dijelovima i uzme u obzir njihove posebne oblike.

Rezultati

Dostupni su različiti 3D i 2D dijagrami za eksploataciju, u zavisnosti od prirode zadatka i parametra za koji je korisnik zainteresovan. Kako se bavimo simulacijom filtera, crtanje parametra S21 zvuči kao intuitivan zadatak.

Kao što je spomenuto na početku ovog izvještaja, HFWorks iscrtava krivulje za električne parametre na 2D dijagramima kao i na Smithovim grafikonima. Potonje je pogodnije za probleme uparivanja i relevantnije je kada se bavimo dizajnom filtera. Ovdje primjećujemo da imamo oštre propusne opsege i da postižemo veliku izolaciju izvan opsega.

3D dijagrami za studije parametara raspršenja pokrivaju širok raspon parametara: sljedeće dvije slike prikazuju distribuciju električnog polja za dvije frekvencije (jedna je unutar pojasa, a druga izvan opsega)

Model se također može simulirati korištenjem rezonantnog rješavača HFWorks. Možemo otkriti onoliko načina rada koliko želimo. Lako je izvući takvu studiju iz simulirane studije S-parametara: HFWorks omogućava prevlačenje i ispuštanje za brzo postavljanje simulacije rezonancije. Rezonantni rješavač uzima u obzir EM matricu modela i isporučuje različita rješenja Eigen moda. Rezultati se vrlo dobro poklapaju s rezultatima prethodnih studija. Ovdje prikazujemo tabelu rezultata:

Reference

[1] Analiza mikrotalasnog filtera korišćenjem nove metode modalne frekvencije 3-dfinitni elementa, John R. Brauer, kolega, IEEE, i Gary C. Lizalek, član, IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 45, BR. 5, MAJ 1997
[2] John R. Brauer, kolega, IEEE, i Gary C. Lizalek, član, IEEE " Analiza mikrotalasnog filtera koristeći novu 3-D metodu modalne frekvencije konačnih elemenata."IEEE Transakcije o mikrovalnoj teoriji i tehnikama, Vol45, br. 5, str. 810-818, maj 1997.

Asproizvođač RF pasivnih komponenti, Jingxin možeODM & OEMkao vaša definicija, ako vam je potrebna podrška zadielektrični filteri, more detail can be consulted with us @sales@cdjx-mw.com.