Hogyan tervezzünk dielektromos szűrőt?

A dielektromos szűrő egy optikai szál, amely a szerkezeten belüli interferencia alapján szelektíven továbbítja az egyik hullámhosszt, és visszaveri a többit. Interferenciaszűrőnek is nevezik. A mikrohullámú dielektromos hatású kerámiák javítják az eszközök méretét és a mikrohullámú integrált áramkörök csomagolási sűrűségét. Emiatt széles körben használják mikrohullámú szűrőkhöz és áramköri lapokhoz a mobil kommunikációs és műholdas kommunikációs rendszerek bázisállomásaiban, különösen az 5G-ben.
A gyorsan kifejlesztett 5G technológia jelentős piaci teret biztosít az 5G bázisállomásoknak, valamint dielektromos szűrőt az 5G bázisállomáshoz.

Tervezési elv

Egy dielektromos rezonátor szűrő szimmetrikus modelljét [1] elemzik a HFWorks Scattering parameters modulja segítségével, hogy meghatározzák annak áteresztősávját, a sávon belüli és kívüli csillapítást, valamint az elektromos téreloszlásokat a különböző frekvenciákon. Az eredmény tökéletes egyezést mutat a [2]-ben bemutatottakkal. A kábelek veszteséges vezetővel rendelkeznek, és teflon belső részük van. A HF Works lehetőséget ad különféle szóródási paraméterek ábrázolására 2D és Smith Chart diagramokon. Ezen túlmenően, az elektromos mező vektoros és peremes 3D-s ábrákon is megfigyelhető minden vizsgált frekvencián.

Szimuláció

Ennek a szűrőnek a viselkedésének szimulálásához (beillesztés és visszatérési veszteség...) készítünk egy Scattering Parameters vizsgálatot, és megadjuk a megfelelő frekvenciatartományt, amelyen az antenna működik (esetünkben 100 frekvencia egyenletesen elosztva 4 GHz-től 8 GHz-ig). ).

Szilárd anyagok és anyagok

Az 1. ábrán egy dielektromos áramköri szűrő diszkretizált modelljét mutattuk be koaxiális bemeneti és kimeneti csatolókkal. A két dielektromos lemez összekapcsolt rezonátorként működik, így az egész eszköz kiváló minőségű sávszűrővé válik.

Terhelés/visszatartás

A két koaxiális csatoló oldalán két port található. A levegődoboz alsó felületei Perfect Electric Boundariesként vannak kezelve. A szerkezet a vízszintes szimmetriasíkot profitálja, ezért csak az egyik felét kell modelleznünk. Következésképpen be kell jelentenünk, hogy a HFWorks szimulátorra PEMS peremfeltétel alkalmazásával; hogy PECS-ről vagy PEMS-ről van-e szó, az az elektromos tér szimmetriahatár közelében lévő tájolásától függ. Ha érintőleges, akkor ez PEMS; ha ortogonális, akkor ez egy PECS.

Hálózás

A hálónak a portokra és a PEC felületekre kell koncentrálnia. Ezeknek a felületeknek a hálózása segít a megoldónak finomítani a pontosságát az örvényes részeken, és figyelembe veszi azok sajátos formáit.

Eredmények

Különféle 3D és 2D diagramok használhatók a feladat jellegétől és a felhasználót érdeklő paramétertől függően. Mivel szűrőszimulációról van szó, az S21 paraméter ábrázolása intuitív feladatnak tűnik.

Amint a jelentés elején említettük, a HFWorks az elektromos paraméterek görbéit 2D-s diagramokon, valamint Smith-diagramokon ábrázolja. Ez utóbbi alkalmasabb az illesztési kérdésekre, és relevánsabb, ha szűrőtervekkel foglalkozunk. Itt észrevesszük, hogy éles áteresztősávjaink vannak, és a sávon kívül nagy elszigeteltséget érünk el.

A szórási paraméterek vizsgálatához a 3D diagramok a paraméterek széles skáláját fedik le: az alábbi két ábra két frekvencia elektromos téreloszlását mutatja (az egyik a sávon belül, a másik a sávon kívül van)

A modell a HFWorks rezonanciamegoldójával is szimulálható. Annyi módot észlelhetünk, amennyit csak akarunk. Könnyű egy ilyen vizsgálatot levezetni az S-Parameter szimulált vizsgálatból: a HFWorks lehetővé teszi a drag and drop műveleteket a rezonanciaszimuláció gyors beállításához. A rezonanciamegoldó figyelembe veszi a modell EM mátrixát, és a különféle Eigen módú megoldásokat szállítja. Az eredmények nagyon jól egyeznek a korábbi vizsgálatok eredményeivel. Mutatjuk az eredménytáblázatot:

Hivatkozások

[1] Mikrohullámú szűrőelemzés új 3-DFinite-elem modális frekvencia módszerrel, John R. Brauer, munkatárs, IEEE, és Gary C. Lizalek, tag, IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 45, NO. 1997. MÁJUS 5
[2] John R. Brauer, az IEEE munkatársa és Gary C. Lizalek, az IEEE tagja, „Mikrohullámú szűrőelemzés új, háromdimenziós végeselemes modális frekvencia módszerrel”. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 45. évf. 5, 810-818. oldal, 1997. május.

Mintaz RF passzív alkatrészek gyártója, Jingxin megtehetiODM és OEMdefiníciója szerint, ha bármilyen támogatásra van szükségedielektromos szűrők, more detail can be consulted with us @sales@cdjx-mw.com.