Як створити діелектричний фільтр?

Діелектричний фільтр — це оптичне волокно, яке вибірково пропускає одну довжину хвилі та відбиває інші на основі інтерференції всередині структури. Також називається фільтром перешкод. Кераміка з мікрохвильовими діелектричними ефектами покращує розмір пристроїв і щільність упаковки мікрохвильових інтегральних схем. З цієї причини він широко використовується для мікрохвильових фільтрів і друкованих плат у базових станціях мобільного та супутникового зв’язку, особливо в 5G.
Технологія 5G, яка швидко розвивається, забезпечить значний ринковий простір базовій станції 5G, а також діелектричному фільтру для базової станції 5G.

Принцип дизайну

Симетрична модель діелектричного резонаторного фільтра [1] аналізується за допомогою модуля Scattering parameters HFWorks для визначення його смуги пропускання, ослаблення в смузі та поза смугою, а також розподілу електричного поля для різних частот. Результат показує ідеальну відповідність із представленими в [2]. Кабелі мають провідник із втратами й мають тефлонову внутрішню частину. HF Works дає можливість побудувати різні параметри розсіювання на двовимірних графіках і діаграмах Сміта. Крім того, електричне поле можна помітити на векторних і смугових 3D графіках для всіх досліджуваних частот.

Симуляція

Щоб змоделювати поведінку цього фільтра (введення та зворотні втрати...), ми створимо дослідження параметрів розсіювання та вкажемо відповідний діапазон частот, на якому працює антена (у нашому випадку 100 частот, рівномірно розподілених від 4 ГГц до 8 ГГц). ).

Тверді тіла та матеріали

На рисунку 1 ми показали дискретизовану модель фільтра діелектричного кола з коаксіальними вхідними та вихідними роз’ємами. Два діелектричні диски діють як з’єднані резонатори, тому весь пристрій перетворюється на високоякісний смуговий фільтр.

Навантаження/ обмеження

Два порти розташовані з боків двох коаксіальних з’єднувачів. Нижні грані повітряної коробки розглядаються як ідеальні електричні границі. Структура використовує горизонтальну площину симетрії, тому нам потрібно змоделювати лише одну половину. Отже, ми повинні оголосити про це симулятору HFWorks, застосувавши граничну умову PEMS; чи це PECS чи PEMS, залежить від орієнтації електричного поля поблизу межі симетрії. Якщо тангенціальний, то це PEMS; якщо ортогональний, то це PECS.

Мешінг

Сітка повинна бути зосереджена на портах і гранях PEC. Об’єднання цих поверхонь у сітку допомагає розв’язувачу покращити свою точність на вихрових частинах і врахувати їх конкретні форми.

Результати

Для використання доступні різні тривимірні та двовимірні графіки, залежно від характеру завдання та від того, який параметр цікавить користувача. Оскільки ми маємо справу з симуляцією фільтра, побудова графіка параметра S21 звучить як інтуїтивно зрозуміле завдання.

Як згадувалося на початку цього звіту, HFWorks будує криві електричних параметрів на двовимірних графіках, а також на діаграмах Сміта. Останнє більше підходить для проблем зіставлення та є більш актуальним, коли ми маємо справу з дизайном фільтрів. Тут ми помічаємо, що ми маємо різкі смуги пропускання і що ми досягаємо великої ізоляції поза смугою.

Тривимірні графіки для досліджень параметрів розсіювання охоплюють широкий спектр параметрів: наступні два малюнки показують розподіл електричного поля для двох частот (одна знаходиться всередині смуги, а інша – поза смугою)

Модель також можна змоделювати за допомогою резонансного вирішувача HFWorks. Ми можемо виявити скільки завгодно мод. Легко вивести таке дослідження з моделювання S-параметра: HFWorks дозволяє перетягувати й опускати, щоб швидко налаштувати симуляцію резонансу. Вирішувач резонансу враховує ЕМ-матрицю моделі та надає різні рішення для власних мод. Результати дуже добре збігаються з результатами попередніх досліджень. Ми показуємо тут таблицю результатів:

Список літератури

[1] Аналіз мікрохвильового фільтра з використанням нового методу модальної частоти 3 кінцевих елементів, Джон Р. Брауер, співробітник IEEE, і Гарі С. Лізалек, член IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 45, НІ. 5 ТРАВНЯ 1997 РОКУ
[2] Джон Р. Брауер, співробітник IEEE, і Гері С. Лізалек, член IEEE «Аналіз мікрохвильового фільтра з використанням нового 3-D методу модальної частоти кінцевих елементів». IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol45, No 5, стор.810-818, травень 1997.

яквиробник радіочастотних пасивних компонентів, Jingxin може зробитиODM & OEMяк ваше визначення, якщо вам потрібна підтримкадіелектричні фільтри, more detail can be consulted with us @sales@cdjx-mw.com.