بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله به طراحی و بررسی عملکرد فیلتر پهن باند مبتنی بر تکنیک خطوط موازی پرداخته شده است. طراحی این فیلتر می تواند کمک شایانی به تقویت کننده های مخابراتی، مدارات تطبیق فشرده و همچنین در مداراتی که یک محدوده فرکانسی معین مد نظر است، نماید. ابتدا با استفاده از فرمول های ریاضی، یک فیلتر پایین گذر مرتبه 3 طراحی شد، سپس با در نظر گرفتن پارامترهای مهم آن - پهنای باند و فرکانس مرکزی - این فیلتر به یک فیلتر میان گذر پهن باند از نوع چبی شف انتقال داده شد.
نتیجه این طراحی، پهنای باندی در حدود 71 درصد مشاهده شده است. مدار لایوت و نتایج آن بررسی شدند و با استفاده از تکنیک Tuning سعی در بهبود عملکرد پاسخ آن در باند گذر و همچنین بهبود کارایی فیلتر پهن باند، بهبود تطبیق در ورودی، بهبود تطبیق در خروجی، و عملکرد بهتر آن در باند گذر و در باند قطع شد. حاصل این طراحی ها، پهنای باندی در حدود 3.3 گیگا هرتز و ریپل باند گذر کمتر از 3 دسی بل شده است. تمام طراحی و شکل ها با نرم افزار شبیه سازی ADS انجام شده است و بستر Rogers6010 با گذردهی نسبی 10.2 و تانژانت تلفات 0.0027 در طراحی فیلتر میان گذر خطوط با کوپل موازی بعنوان سابستریت استفاده شده است.
-1 مقدمه
فیلتر مایکروویو، یک دستگاه خطی غیر فعال دو پورتی است که فرکانس سیگنال ناخواسته همراه با نویز را کاهش می دهد. در حالی که انتقال فرکانس مورد نظر را ممکن می سازد. در کل، عملکرد الکتریکی فیلتر با توجه به Insertion Loss، Return Loss،Frequency Selectivity ، Group Delay و... بررسی می شود. لازم است برای داشتن تطبیق امپدانس مناسب از مدارات تطبیق در ورودی و خروجی استفاده شود. برای پاسخ به این روند، عملکرد فیلترهای میان گذر با پهنای باندی گسترده در نرم افزار ADS مشاهده شده است.
در سیستم های ارتباطی مایکروویو، فیلتر میان گذر یک بخش ضروری است که معمولا در فرستنده و گیرنده استفاده می شود. فیلتر میان گذر می تواند با استفاده از اجزای فشرده یا اجزای توزیعی ساخته شود. اجزای فشرده شامل عناصر سلف و خازن و غیره می شود . اما عناصر توزیعی شامل بخش هایی از خط انتقال است که ارزش های خازنی و سلفی را در غالب خط های انتقال فرکانسی بیان می کند.
تحقق فیلتر با عناصر فشرده سخت است چون در فرکانس بالاتر از 1 گیگا هرتز ابعاد اجزای الکترونیکی با طول موج سیگنال یکی هستند، که در نتیجه می تواند باعث اثرات توزیع شود - Pozar, . - 2012 به هر حال پیاده سازی فیلتر خط انتقال آسان و در این فرکانس فشرده است. خط انتقال مایکروواستریپ، یکی از پراستفاده ترین و پرکاربرد ترین خط انتقال مسطح در فرکانس رادیویی با طراحی اجزای خاص مانند فیلتر، کوپلر، ترانسفورمر یا مقسم توان است. فیلتر میان گذر، انتقال فرکانس در باند گذر را ممکن می سازد و توان سیگنال در باند توقف را کاهش می دهد - - Pozar, 2012در این مقاله سعی شده است پاسخ طراحی شرح داده شود و طراحی مدارات با استفاده از نرم افزار تخصصی ADS انجام شده است.
-2 پیکربندی BPF و رویه طراحی - روش تحقیق -
مشخصات طراحی فیلتر مایکروواستریپ به شرح زیر است:
· پاسخ فیلتر چبی ششف در باند گذر و موجک های یکسان
· فرکانس پهن باند در حدود 3 گیگا هرتز - پهنای باند در حدود 71 درصد -
· دامنه عملیاتی از 2.8 تا 4.9 گیگا هرتز
· امپدانس منبع 50 اهم
· نوع سابستریت Rogers 6010
· گذردهی نسبی سابستریت 10.2
· ضخامت بستر 0.254
· تانژانت تلفات 0.0027
-3 تحقق فیلتر با استفاده از اجزای LC
شکل فوق اجزای مداری فیلتر به وسیله اجزای متمرکز سلف و خازن برای انواع مرتبه های زوج و فرد نشان می دهد. برای طراحی فیلتر مورد نظر n=3 در نظر گرفته می شود.
