Dielektrinen suodatin on optinen kuitu, joka selektiivisesti lähettää yhden aallonpituuden ja heijastaa muita rakenteen sisällä olevien häiriöiden perusteella. Kutsutaan myös häiriösuodattimeksi. Mikroaaltodielektriset tehostekeramiikka parantaa laitteiden kokoa ja mikroaaltointegroitujen piirien pakkaustiheyttä. Tästä syystä sitä käytetään laajasti matkaviestintä- ja satelliittiviestintäjärjestelmien tukiasemien mikroaaltosuodattimissa ja piirilevyissä erityisesti 5G:ssä.
Nopeasti kehitetty 5G-teknologia tuo huomattavan markkinatilan 5G-tukiasemalle sekä dielektrisen suodattimen 5g-tukiasemalle.
Suunnitteluperiaate
Dielektrisen resonaattorisuodattimen [1] symmetristä mallia analysoidaan käyttämällä HFWorksin Scattering parameters -moduulia sen päästökaistan, kaistan sisään ja ulos vaimennusten sekä sähkökentän jakaumien määrittämiseksi eri taajuuksilla. Tulos vastaa täydellisesti kohdassa [2] esitettyihin. Kaapeleissa on häviöllinen johdin, ja niissä on teflon sisäosa. HF Works antaa mahdollisuuden piirtää erilaisia sirontaparametreja 2D- ja Smith Chart -kaavioilla. Lisäksi sähkökenttä voidaan havaita vektori- ja reuna-3D-kaavioissa kaikilla tutkituilla taajuuksilla.
Simulointi
Tämän suodattimen toiminnan simuloimiseksi (insertion and return loss...) luomme Scattering Parameters -tutkimuksen ja määritämme asiaankuuluvan taajuusalueen, jolla antenni toimii (tässä tapauksessa 100 taajuutta tasaisesti jakautuneena 4 GHz:stä 8 GHz:iin ).
Kiintoaineet ja materiaalit
Kuvassa 1 on esitetty diskretoitu malli dielektrisestä piirisuodattimesta, jossa on koaksiaaliset tulo- ja lähtöliittimet. Kaksi dielektristä levyä toimivat kytkettyinä resonaattoreina siten, että koko laitteesta tulee korkealaatuinen kaistanpäästösuodatin.
Kuorma/rajoitus
Kahden koaksiaalikytkimen sivuilla on kaksi porttia. Ilmalaatikon pohjapintoja käsitellään Perfect Electric Boundaries -rajoina. Rakenne hyötyy vaakasuuntaisesta symmetriatasosta ja siksi meidän tarvitsee mallintaa vain toinen puolikas. Tästä syystä meidän pitäisi ilmoittaa, että HFWorks-simulaattoriin sovelletaan PEMS-rajaehtoa; onko se PECS tai PEMS, riippuu sähkökentän suunnasta lähellä symmetriarajaa. Jos tangentiaalinen, se on PEMS; jos ortogonaalinen, se on PECS.
Meshing
Verkko on keskitettävä portteihin ja PEC-pintoihin. Näiden pintojen yhdistäminen auttaa ratkaisijaa tarkentamaan pyörteisten osien tarkkuutta ja ottamaan huomioon niiden erityiset muodot.
Tulokset
Käytettävissä on erilaisia 3D- ja 2D-kaavioita, riippuen tehtävän luonteesta ja siitä, mistä parametrista käyttäjä on kiinnostunut. Koska kyseessä on suodatinsimulaatio, S21-parametrin piirtäminen kuulostaa intuitiiviselta tehtävältä.
Kuten tämän raportin alussa mainittiin, HFWorks piirtää sähköisten parametrien käyrät 2D-kaavioilla sekä Smith-kaavioilla. Jälkimmäinen sopii paremmin yhteensovitusongelmiin, ja se on merkityksellisempi, kun käsittelemme suodatinmalleja. Huomaamme täällä, että meillä on terävät päästökaistat ja että saavutamme suuren eristäytymisen kaistan ulkopuolella.
Sirontaparametritutkimusten 3D-kaaviot kattavat laajan valikoiman parametreja: seuraavat kaksi kuvaa esittävät sähkökentän jakautumisen kahdelle taajuudelle (toinen on kaistan sisällä ja toinen kaistan ulkopuolella)
Mallia voidaan simuloida myös HFWorksin resonanssiratkaisijalla. Voimme havaita niin monta tilaa kuin haluamme. Sellainen tutkimus on helppo johtaa S-Parameter-simuloidusta tutkimuksesta: HFWorks mahdollistaa resonanssisimuloinnin nopean perustamisen vetämisen ja pudotuksen avulla. Resonanssiratkaisin ottaa huomioon mallin EM-matriisin ja toimittaa erilaisia Eigen-moodiratkaisuja. Tulokset vastaavat hyvin aikaisempien tutkimusten tuloksia. Näytämme tässä tulostaulukon:
Viitteet
[1] Mikroaaltosuodatinanalyysi käyttäen uutta 3-DFinite-elementin modaalitaajuusmenetelmää, John R. Brauer, stipendiaatti, IEEE, ja Gary C. Lizalek, jäsen, IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 45, NO. 5. TOUKOKUUTA 1997
[2] John R. Brauer, stipendiaatti, IEEE, ja Gary C. Lizalek, jäsen, IEEE "Mikroaaltosuodatinanalyysi käyttäen uutta 3-D Finite-Element Modal Frequency Method -menetelmää." IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol 45, No 5, s. 810-818, toukokuu 1997.
Kutenpassiivisten RF-komponenttien valmistaja, Jingxin voi tehdäODM & OEMmääritelmääsi, jos tarvitset tukeadielektriset suodattimet, more detail can be consulted with us @sales@cdjx-mw.com.
Postitusaika: 25.10.2021
