Как да проектираме диелектричен филтър?

Диелектричният филтър е оптично влакно, което селективно предава една дължина на вълната и отразява други въз основа на смущения вътре в структурата.Нарича се още филтър за смущения.Керамиката с микровълнови диелектрични ефекти подобрява размера на устройствата и плътността на опаковката на микровълновите интегрални схеми.Поради тази причина той се използва широко за микровълнови филтри и платки в базовата станция на мобилни комуникационни и сателитни комуникационни системи, особено в 5G.
Бързо развитата 5G технология ще донесе значително пазарно пространство на 5G базова станция, както и диелектричен филтър за 5g базова станция.

Принцип на проектиране

Симетричен модел на диелектричен резонаторен филтър [1] се анализира с помощта на модула за параметри на разсейване на HFWorks, за да се определи неговата лента на пропускане, затихването в и извън лентата и разпределението на електрическото поле за различни честоти.Резултатът показва перфектно съответствие с представените в [2].Кабелите имат проводник със загуби и имат тефлонова вътрешна част.HF Works дава възможност за начертаване на различни параметри на разсейване върху 2D графики и диаграми на Смит.Освен това електрическото поле може да бъде забелязано във векторни и периферни 3D графики за всички изследвани честоти.

Симулация

За да симулираме поведението на този филтър (загуба на вмъкване и връщане...), ще създадем изследване на параметрите на разсейване и ще посочим съответния честотен диапазон, в който работи антената (в нашия случай 100 честоти, равномерно разпределени от 4 GHz до 8 GHz ).

Твърди вещества и материали

На фигура 1 сме показали дискретизиран модел на филтър на диелектрична верига с коаксиални входни и изходни съединители.Двата диелектрични диска действат като свързани резонатори, така че цялото устройство се превръща във висококачествен лентов филтър.

Натоварване/ Ограничаване

Два порта са поставени отстрани на двата коаксиални съединителя.Долните повърхности на въздушната кутия се третират като перфектни електрически граници.Структурата се възползва от хоризонталната равнина на симетрия и следователно трябва да моделираме само едната половина.Следователно трябва да обявим това на симулатора HFWorks чрез прилагане на гранично условие на PEMS;дали е PECS или PEMS, зависи от ориентацията на електрическото поле близо до границата на симетрия.Ако е тангенциален, тогава е PEMS;ако е ортогонален, тогава е PECS.

Зацепване

Мрежата трябва да се концентрира върху портовете и лицата на PEC.Свързването на тези повърхности помага на решаващия да прецизира прецизността си върху вихровите части и да вземе предвид техните специфични форми.

Резултати

Различни 3D и 2D диаграми са достъпни за използване в зависимост от естеството на задачата и от това кой параметър се интересува от потребителя. Тъй като имаме работа със симулация на филтър, начертаването на параметъра S21 звучи като интуитивна задача.

Както бе споменато в началото на този доклад, HFWorks чертае криви за електрически параметри върху 2D диаграми, както и върху графики на Смит.Последното е по-подходящо за проблеми със съвпадението и е по-уместно, когато се занимаваме с дизайн на филтри.Тук забелязваме, че имаме остри пропускателни ленти и че достигаме голяма изолация извън лентата.

Триизмерните графики за изследванията на параметрите на разсейване покриват широк диапазон от параметри: следващите две фигури показват разпределението на електрическото поле за две честоти (едната е вътре в лентата, а другата е извън лентата)

Моделът може да бъде симулиран и с помощта на резонансния инструмент на HFWorks.Можем да открием толкова режими, колкото пожелаем.Лесно е да се изведе такова изследване от симулираното проучване на S-параметъра: HFWorks позволява плъзгане и пускане за бързо настройване на резонансната симулация.Резонансният солвър взема под внимание EM матрицата на модела и предоставя различните решения за режим на Eigen.Резултатите съвпадат много добре с резултатите от предишните проучвания.Тук показваме таблицата с резултатите:

Препратки

[1] Анализ на микровълнов филтър с помощта на нов метод на модална честота с 3 крайни елемента, Джон Р. Брауер, сътрудник, IEEE, и Гари С. Лизалек, член, IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL.45, БР.5 МАЙ 1997
[2] Джон Р. Брауер, сътрудник на IEEE, и Гари К. Лизалек, член на IEEE „Анализ на микровълновия филтър с помощта на нов 3-D модален честотен метод с крайни елементи.“ IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol45, No 5, стр. 810-818, май 1997 г.

Катопроизводител на RF пасивни компоненти, Jingxin може да направиODM & OEMкато ваше определение, ако имате нужда от подкрепа задиелектрични филтри, more detail can be consulted with us @sales@cdjx-mw.com.