วิธีการออกแบบตัวกรองอิเล็กทริก

ตัวกรองไดอิเล็กทริกเป็นใยแก้วนำแสงที่เลือกส่งความยาวคลื่นหนึ่งและสะท้อนความยาวคลื่นอื่น ๆ โดยอาศัยการรบกวนภายในโครงสร้าง เรียกอีกอย่างว่าตัวกรองสัญญาณรบกวน เซรามิกเอฟเฟกต์ไดอิเล็กทริกของไมโครเวฟช่วยปรับปรุงขนาดของอุปกรณ์และความหนาแน่นของบรรจุภัณฑ์ของวงจรรวมไมโครเวฟ ด้วยเหตุนี้ จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับตัวกรองไมโครเวฟและแผงวงจรในสถานีฐานของระบบการสื่อสารเคลื่อนที่และระบบสื่อสารผ่านดาวเทียม โดยเฉพาะใน 5G
เทคโนโลยี 5G ที่พัฒนาอย่างรวดเร็วจะนำพื้นที่ทางการตลาดจำนวนมากมาสู่สถานีฐาน 5G รวมถึงตัวกรองไดอิเล็กทริกสำหรับสถานีฐาน 5g

หลักการออกแบบ

แบบจำลองสมมาตรของตัวกรองไดอิเล็กทริกเรโซเนเตอร์ [1] ได้รับการวิเคราะห์โดยใช้โมดูลพารามิเตอร์การกระเจิงของ HFWorks เพื่อกำหนดพาสแบนด์ การลดทอนเข้าและออกจากแบนด์ และการกระจายสนามไฟฟ้าสำหรับความถี่ต่างๆ ผลลัพธ์จะแสดงการจับคู่ที่สมบูรณ์แบบกับที่แสดงใน [2] สายเคเบิลมีตัวนำสูญเสียและมีเทฟล่อนอยู่ด้านใน HF Works ให้ความเป็นไปได้ในการพล็อตพารามิเตอร์การกระจายต่างๆ บนพล็อต 2D และ Smith Chart นอกจากนี้ ยังสามารถมองเห็นสนามไฟฟ้าในเวกเตอร์และแปลง 3 มิติแบบขอบสำหรับความถี่ที่ศึกษาทั้งหมด

การจำลอง

เพื่อจำลองพฤติกรรมของตัวกรองนี้ (การแทรกและการส่งคืนการสูญเสีย...) เราจะสร้างการศึกษาพารามิเตอร์การกระเจิง และระบุช่วงความถี่ที่เกี่ยวข้องที่เสาอากาศทำงาน (ในกรณีของเรา 100 ความถี่ที่กระจายสม่ำเสมอตั้งแต่ 4 GHz ถึง 8 GHz ).

ของแข็งและวัสดุ

ในรูปที่ 1 เราได้แสดงแบบจำลอง discretized ของตัวกรองวงจรอิเล็กทริกพร้อมตัวเชื่อมต่ออินพุตและเอาต์พุตโคแอกเซียล แผ่นอิเล็กทริกทั้งสองทำหน้าที่เป็นตัวสะท้อนเสียงคู่เพื่อให้อุปกรณ์ทั้งหมดกลายเป็นตัวกรองแบนด์พาสคุณภาพสูง

โหลด/ยับยั้งชั่งใจ

พอร์ตสองพอร์ตถูกใช้งานที่ด้านข้างของตัวเชื่อมต่อโคแอกเซียลสองตัว ใบหน้าด้านล่างของกล่องอากาศถือเป็นขอบเขตไฟฟ้าที่สมบูรณ์แบบ โครงสร้างนี้ให้ประโยชน์กับระนาบสมมาตรแนวนอน ดังนั้น เราจำเป็นต้องจำลองเพียงครึ่งเดียวเท่านั้น ดังนั้น เราควรประกาศสิ่งนั้นกับเครื่องจำลอง HFWorks โดยใช้เงื่อนไขขอบเขต PEMS ไม่ว่าจะเป็น PECS หรือ PEMS ขึ้นอยู่กับการวางแนวของสนามไฟฟ้าใกล้กับขอบเขตสมมาตร ถ้าสัมผัสกันก็จะเป็น PEMS; ถ้าตั้งฉากก็จะเป็น PECS

ตาข่าย

ตาข่ายจะต้องเน้นไปที่พอร์ตและใบหน้า PEC การประสานพื้นผิวเหล่านี้ช่วยให้นักแก้ปัญหาปรับแต่งความแม่นยำของชิ้นส่วนที่หมุนวน และคำนึงถึงรูปแบบเฉพาะของพวกมันด้วย

ผลลัพธ์

มีพล็อต 3D และ 2D ให้เลือกใช้งาน ขึ้นอยู่กับลักษณะของงานและพารามิเตอร์ที่ผู้ใช้สนใจ ในขณะที่เรากำลังจัดการกับการจำลองตัวกรอง การพล็อตพารามิเตอร์ S21 ฟังดูเหมือนเป็นงานที่ใช้งานง่าย

ดังที่ได้กล่าวไว้ในตอนต้นของรายงานนี้ HFWorks จะลงจุดเส้นโค้งสำหรับพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าบนแปลง 2D เช่นเดียวกับบน Smith Charts อย่างหลังเหมาะสำหรับปัญหาการจับคู่มากกว่า และมีความเกี่ยวข้องมากกว่าเมื่อเราจัดการกับการออกแบบตัวกรอง เราสังเกตตรงนี้ว่าเรามีพาสแบนด์ที่เฉียบคม และเราเข้าถึงการแยกตัวที่ยอดเยี่ยมเมื่ออยู่นอกวงดนตรี

แผนภาพ 3 มิติสำหรับการศึกษาพารามิเตอร์การกระเจิงครอบคลุมพารามิเตอร์ที่หลากหลาย: รูปภาพสองรูปต่อไปนี้แสดงการกระจายของสนามไฟฟ้าสำหรับสองความถี่ (อันหนึ่งอยู่ภายในย่านความถี่และอีกอันอยู่นอกย่านความถี่)

โมเดลนี้สามารถจำลองได้โดยใช้ตัวแก้ปัญหาการสั่นพ้องของ HFWorks ด้วยเช่นกัน เราสามารถตรวจจับโหมดได้มากเท่าที่ต้องการ ง่ายต่อการได้รับการศึกษาดังกล่าวจากการศึกษาจำลองพารามิเตอร์ S: HFWorks ช่วยให้การลากและวางสามารถตั้งค่าการจำลองการสั่นพ้องได้อย่างรวดเร็ว ตัวแก้ปัญหาเสียงสะท้อนจะพิจารณาเมทริกซ์ EM ของโมเดล และนำเสนอโซลูชันโหมด Eigen ที่หลากหลาย ผลลัพธ์ตรงกับผลการศึกษาในอดีตเป็นอย่างดี เราแสดงตารางผลลัพธ์ที่นี่:

อ้างอิง

[1] การวิเคราะห์ตัวกรองไมโครเวฟโดยใช้วิธีความถี่โมดัล 3 มิติแบบองค์ประกอบใหม่, John R. Brauer, Fellow, IEEE และ Gary C. Lizalek, สมาชิก, ธุรกรรม IEEE เกี่ยวกับทฤษฎีและเทคนิคของไมโครเวฟ, VOL. 45, ไม่ใช่. 5 พฤษภาคม 1997
[2] John R. Brauer, Fellow, IEEE และ Gary C. Lizalek สมาชิก IEEE " การวิเคราะห์ตัวกรองไมโครเวฟโดยใช้วิธีความถี่ Modal Finite-Element 3-D ใหม่" ธุรกรรม IEEE เกี่ยวกับทฤษฎีและเทคนิคไมโครเวฟ เล่มที่ 45 ไม่ใช่ . 5 หน้า 810-818 พฤษภาคม 2540

เช่นผู้ผลิตส่วนประกอบ RF แบบพาสซีฟจิงซินทำได้โอเอ็มเอ็มและโออีเอ็มเป็นคำจำกัดความของคุณ หากคุณต้องการการสนับสนุนใดๆตัวกรองอิเล็กทริก, more detail can be consulted with us @sales@cdjx-mw.com.