Como deseñar un filtro dieléctrico?

Un filtro dieléctrico é unha fibra óptica que transmite selectivamente unha lonxitude de onda e reflicte outras en función da interferencia no interior da estrutura. Tamén se chama filtro de interferencias. A cerámica de efectos dieléctricos de microondas mellora o tamaño dos dispositivos e a densidade de envases dos circuítos integrados de microondas. Por este motivo, úsase amplamente para os filtros de microondas e as placas de circuíto na estación base dos sistemas de comunicacións móbiles e satélites, especialmente en 5G.
A tecnoloxía 5G desenvolvida rapidamente achegará un espazo de mercado considerable á estación base 5G, así como un filtro dieléctrico para a estación base 5g.

Principio de deseño

Un modelo simétrico dun filtro de resonador dieléctrico [1] analízase mediante o módulo de parámetros de dispersión de HFWorks para determinar a súa banda de paso, a atenuación dentro e fóra da banda e as distribucións do campo eléctrico para varias frecuencias. O resultado mostra unha coincidencia perfecta cos presentados en [2]. Os cables teñen un condutor con perdas e teñen unha parte interior de teflón. HF Works ofrece a posibilidade de trazar varios parámetros de dispersión en gráficos 2D e Smith Chart. Ademais, o campo eléctrico pódese detectar en gráficos 3D vectoriais e de franxa para todas as frecuencias estudadas.

Simulación

Para simular o comportamento deste filtro (perda de inserción e retorno...), crearemos un estudo de Parámetros de Dispersión, e especificaremos o rango de frecuencias relevante no que opera a antena (no noso caso 100 frecuencias distribuídas uniformemente de 4 GHz a 8 GHz). ).

Sólidos e Materiais

Na figura 1, mostramos o modelo discretizado dun filtro de circuíto dieléctrico con acopladores coaxiais de entrada e saída. Os dous discos dieléctricos actúan como resonadores acoplados de forma que todo o dispositivo se converte nun filtro pasabanda de alta calidade.

Carga/Contención

Dous portos aplícanse aos lados dos dous acopladores coaxiais. As caras inferiores da caixa de aire trátanse como límites eléctricos perfectos. A estrutura beneficia ao plano de simetría horizontal e, polo tanto, só necesitamos modelar a metade. En consecuencia, deberíamos anuncialo ao simulador HFWorks aplicando unha condición de contorno PEMS; se é un PECS ou PEMS, depende da orientación do campo eléctrico preto do límite de simetría. Se é tanxencial, entón é PEMS; se é ortogonal entón é un PECS.

Malla

A malla ten que estar concentrada nos portos e caras PEC. A malla destas superficies axuda ao solucionador a perfeccionar a súa precisión nas partes de remolino e a ter en conta as súas formas particulares.

Resultados

Existen varios gráficos 3D e 2D dispoñibles para explotar, dependendo da natureza da tarefa e do parámetro que lle interese ao usuario. Como estamos ante unha simulación de filtro, trazar o parámetro S21 parece unha tarefa intuitiva.

Como se mencionou ao comezo deste informe, HFWorks traza curvas para parámetros eléctricos en gráficos 2D, así como en Smith Charts. Este último é máis axeitado para problemas de coincidencia e é máis relevante cando tratamos deseños de filtros. Observamos aquí que temos bandas de paso afiadas e que chegamos a un gran illamento fóra da banda.

Os gráficos 3D para os estudos de parámetros de dispersión abarcan unha ampla gama de parámetros: as dúas figuras seguintes mostran a distribución do campo eléctrico para dúas frecuencias (unha está dentro da banda e outra fóra da banda)

O modelo tamén se pode simular usando o solucionador de resonancia de HFWorks. Podemos detectar tantos modos como queiramos. É doado derivar un estudo deste tipo do estudo simulado S-Parameter: HFWorks permite arrastrar e soltar eracións para configurar rapidamente a simulación de resonancia. O solucionador de resonancia ten en conta a matriz EM do modelo e ofrece as distintas solucións de modo propio. Os resultados coinciden moi ben cos resultados dos estudos anteriores. Amosamos aquí a táboa de resultados:

Referencias

[1] Análise de filtros de microondas usando un método de frecuencia modal de 3 elementos finitos, John R. Brauer, Fellow, IEEE, e Gary C. Lizalek, Member, IEEE TRANSACTIONS ON MICROONDAS THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 45, NO. 5 DE MAIO DE 1997
[2] John R. Brauer, Fellow, IEEE, e Gary C. Lizalek, membro, IEEE " Microwave Filter Analysis Using a 3-D Finite-Element Modal Frequency Method." IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol45, No. 5, pp.810-818, maio de 1997.

Comoo fabricante de compoñentes pasivos de RF, Jingxin pode facerODM e OEMcomo a túa definición, se necesitas algún apoiofiltros dieléctricos, more detail can be consulted with us @sales@cdjx-mw.com.