بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله، یک فیلتر میکرواستریپ با باند عبور عریض طراحی شده است که دارای خصوصیاتی همچون اندازه مناسب، باند عبوری مناسب و باند قطع مناسب می باشد. برای دستیابی به این ساختارها از رزوناتور مثلثی شکل استفاده شده است این رزوناتور می تواند اندزاه مناسبی را برای طراحی یک فیلتر میان گذر ارائه دهد. تلفات عبوری و تلفات بازگشتی آن برابر 0/4dBو 14dB است. این قطعه بر روی زیرلایه RO-4003 با ثابت 3/38 و ضخامت 20mil طراحی شده است.
-1 مقدمه
این فیلترها شبکههایی هستند که سیگنالها را به روشی وابسته به فرکانس پردازش مینمایند. مفهوم اصلی یک فیلتر میتواند با آزمودن ذات وابسته به فرکانس امپدانس خازنها و القاگرها تشریح گردد. یک مقسم ولتاژ را که المان متصل به زمین آن یک امپدانس راکتیو است در نظر بگیرید. هنگامی که فرکانس تغییر مینماید، مقدار امپدانس راکتیو تغییر میکند و نسبت مقسم ولتاژ نیز تغییر مییابد 3]؛.[1 این مکانیزم، تغییر وابسته به فرکانس در تابع انتقال ورودی/خروجی را که به عنوان پاسخ فرکانسی تعریف میگردد، ارائه میدهد.
-فیلترها کاربردهای عملی بسیاری دارند. تثبیت تقویت کنندهها با افت نرم بهره در فرکانسهای بالا توسط یک فیلتر میان گذر تک قطبی، بلوکه کردن آفست در تقویت کنندههای بهره بالا توسط یک فیلتر بالاگذر تک قطبی و یا جداسازی سیگنالها و عبور دادن فرکانسهای مورد علاقه و تضعیف فرکانسهای ناخواسته در یک گیرنده رادیویی، برخی از این موارد هستند .
انواع مختلفی از فیلترهای الکترونیکی و روشهای بسیاری که بتوان آنها را دستهبندی کرد، وجود دارند. یک فیلتر میتواند پاسخ پایینگذر، بالاگذر، میانگذر یا میاننگذر داشته باشد در جائی که هر اسم نشان دهندهی آن است که یک باند فرکانسی چگونه تحت تاثیر واقع میگیرد. برای مثال، یک فیلتر میانگذر، باند میانی فرکانسها را عبور میدهد در صورتی که به شدت فرکانسهای بالا و پایین را تضعیف مینماید 5]؛.[4 فیلترها میتوانند با شیوهی مورد استفاده برای تقریب فیلتر ایدهآل نیز توصیف گردند.
هر روش ، مشخصات آشکاری دارد که آن را از دیگری متمایز میسازد. به طور مشخص میتوان به وجود یا عدم وجود ریپل در باند عبور یا توقف اشاره کرد که به طور آشکار شیوهی تقریب زنی را از دیگری جدا میسازد. روش دیگر دستهبندی فیلترها بر اساس نحوهی پیادهسازی آنهاست. برخی فیلترها برای فیلترسازی سیگنالهای آنالوگ با استفاده از اجزای منحصر به فرد نصب شده بر بردهای مداری ساخته میشوند و برخی دیگر ممکن است به سادگی بخشی از یک سیستم دیجیتالی بزرگتر باشند که به همان اندازه کاربردهای دیگر دارند
-2 رزوناتور مثلثی
ساختار مثلث ارائه شده در این مقاله به صورت شکل 1 است که پاسخ آن در شکل 2 ارائه شده است.
شکل:1 ساختار مثلثی
شکل:2 پاسخ ساختار مثلثی
همانطور که دیده می شود یک صفر انتقال مناسب در این شکل ایجاد شده است که این صفر برای تیز کردن مدار بسیار مناسب است.
-3 ساختار کوپل
حداکثر در فیلترهای میان گذر از دو ساختار زمین شده و کوپل در طراحی یک فیلتر میان گذر چه با باند عریض چه با باند غیرعریض استفاده می شود اما در این پایان نامه از ساختار کوپل استفاده می شود که انواع ساختار کوپل در یان جا معرفی می شود.
-1 کوپل دو خط: این کوپل معمولا از دو خط تشکیل می شود و دارای تلفات عبوری مناسب است اما در نظر اندازه سطح باند عبور مناسب نیست. ساختار یک کوپل دو خط در شکل 3 ارائه شده است.
-2 ساختار کوپل سه خط : این ساختار از نظر اندازه مناسب است اما تلفات عبوری بسیار مناسبی ندارد ولی سطح کاری مناسبی را ارائه می دهد این ساختار نیز در شکل 4 ارائه شده است.
- 3 ساختار 5خط: این ساختار از لحاظ تلفات عبوری اصلاً مناسب نیست اما برای داشتن اندازه مناسب و سطح بسیار عریض می توان از آن استفاده کرد. این ساختار نیز در شکل 5 بررسی شده است.
شکل :3 کوپل دو خطه
شکل :4 کوپل سه خطه
شکل :5 کوپل پنج خطه
-4 فیلتر نهایی
در این ساختار از کوپل سه خطه برای طراحی این فیلتر استفاده شده است زیرا این ساختار علاوه بر اندازه مانسب و باند کاری عریض یک تلفات عبوری و بازگشتی قابل قبولی را دارد. این ساختار و پاسخ آن در شکل 6 و 7 ارائه شده است. همانطور که دیده می شود از یک فیلتر بریا ایجاد یک صفر در فرکانس بالا برای تیزکردن باند گذار دوم استفاده شده است. با توجه به ساختار مدار دیده میشود که مدار متقارن است یعنی S21 با S12 برابر است.
