유전체 필터는 구조 내부의 간섭을 기반으로 하나의 파장을 선택적으로 전송하고 다른 파장을 반사하는 광섬유입니다. 간섭 필터라고도 합니다. 마이크로파 유전체 효과 세라믹은 장치의 크기와 마이크로파 집적 회로의 패키징 밀도를 향상시킵니다. 이 때문에 특히 5G에서는 이동통신, 위성통신 시스템 기지국의 마이크로파 필터와 회로기판 등에 널리 사용되고 있다.
빠르게 발전하는 5G 기술은 5G 기지국은 물론 5G 기지국용 유전체 필터에 상당한 시장 공간을 가져올 것입니다.
디자인 원리
유전체 공진기 필터의 대칭 모델[1]은 통과 대역, 대역 내외 감쇠, 다양한 주파수에 대한 전기장 분포를 결정하기 위해 HFWorks의 산란 매개변수 모듈을 사용하여 분석됩니다. 결과는 [2]에 제시된 것과 완벽하게 일치함을 보여줍니다. 케이블에는 손실이 있는 도체가 있고 내부에는 테프론 소재가 있습니다. HF Works는 2D 및 Smith 차트 플롯에 다양한 산란 매개변수를 플롯할 수 있는 가능성을 제공합니다. 게다가 연구된 모든 주파수에 대해 벡터 및 프린지 3D 플롯에서 전기장을 확인할 수 있습니다.
시뮬레이션
이 필터의 동작(삽입 및 반사 손실...)을 시뮬레이션하기 위해 산란 매개변수 연구를 생성하고 안테나가 작동하는 관련 주파수 범위를 지정합니다(이 경우 4GHz에서 8GHz까지 균일하게 분포된 100개의 주파수). ).
고체 및 재료
그림 1에서는 동축 입력 및 출력 커플러가 있는 유전체 회로 필터의 이산화된 모델을 보여줍니다. 두 개의 유전체 디스크는 전체 장치가 고품질 대역 통과 필터가 되도록 결합 공진기 역할을 합니다.
하중/구속
두 개의 동축 커플러 측면에는 두 개의 포트가 적용됩니다. 에어박스의 바닥면은 완벽한 전기 경계로 처리됩니다. 구조는 수평 대칭 평면을 활용하므로 절반만 모델링하면 됩니다. 결과적으로 우리는 PEMS 경계 조건을 적용하여 HFWorks 시뮬레이터에 이를 발표해야 합니다. PECS인지 PEMS인지는 대칭 경계 근처의 전기장의 방향에 따라 달라집니다. 접선 방향이면 PEMS입니다. 직교라면 PECS입니다.
메싱
메쉬는 포트와 PEC 면에 집중되어야 합니다. 이러한 표면을 메시하면 솔버가 소용돌이 부분의 정밀도를 개선하고 특정 형태를 고려하는 데 도움이 됩니다.
결과
작업의 성격과 사용자가 관심 있는 매개변수에 따라 다양한 3D 및 2D 플롯을 활용할 수 있습니다. 필터 시뮬레이션을 다룰 때 S21 매개변수를 플롯하는 것은 직관적인 작업처럼 들립니다.
이 보고서의 시작 부분에서 언급했듯이 HFWorks는 Smith 차트뿐만 아니라 2D 플롯에 전기 매개변수에 대한 곡선을 그립니다. 후자가 매칭 문제에 더 적합하며 필터 설계를 다룰 때 더 관련성이 높습니다. 여기서 우리는 날카로운 통과대역을 갖고 있으며 대역 밖에서는 큰 격리에 도달한다는 것을 알 수 있습니다.
산란 매개변수 연구를 위한 3D 플롯은 광범위한 매개변수를 다룹니다. 다음 두 그림은 두 주파수에 대한 전기장 분포를 보여줍니다(하나는 대역 내부에 있고 다른 하나는 대역 외부에 있음).
HFWorks의 공명 솔버를 사용하여 모델을 시뮬레이션할 수도 있습니다. 우리는 원하는 만큼 많은 모드를 감지할 수 있습니다. S-파라미터 시뮬레이션 연구에서 이러한 연구를 쉽게 도출할 수 있습니다. HFWorks에서는 드래그 앤 드롭을 통해 공명 시뮬레이션을 신속하게 설정할 수 있습니다. 공명 솔버는 모델의 EM 매트릭스를 고려하고 다양한 고유 모드 솔루션을 제공합니다. 결과는 이전 연구 결과와 매우 잘 일치합니다. 여기에 결과 테이블이 표시됩니다.
참고자료
[1] 새로운 3-DFinite-요소 모달 주파수 방법을 사용한 마이크로파 필터 분석, John R. Brauer(Fellow, IEEE) 및 Gary C. Lizalek, Member, IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 45, 아니. 1997년 5월 5일
[2] John R. Brauer, IEEE 연구원 및 Gary C. Lizalek, IEEE 회원 " 새로운 3-D 유한 요소 모달 주파수 방법을 사용한 마이크로파 필터 분석." 마이크로파 이론 및 기술에 관한 IEEE 거래, Vol45, No . 5, pp.810-818, 1997년 5월.
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게시 시간: 2021년 10월 25일
