چکیده
فیلترها یکی از اساسی ترین عناصر هر سیستم میکروویوی هستند. زیرا قابلیت حذف سیگنالهای ناخواسته را تا حد دلخواه دارا میباشند. در فرکانسهای بالا، باید از فیلترهای میکروویوی و عناصر گسترده به جای فیلترهای عنصر فشرده استفاده کرد. به لحاظ کاربرد، فیلترها را میتوان به انواع باند باریک، باند متوسط و باند وسیع تقسیم کرد. به لحاظ وابستگی مستقیم ضریب کیفیت فیلترها به پهنای باند، در باندهای میکروویو، فیلترهای باند باریک دارای ضریب کیفیت اندکی میشوند که باعث افزایش تلفات عبوری فیلترها میگردد.
فیلترهای DR به لحاظ استفاده از تشدیدکننده های دی الکتریکی که دارای ثابت دی الکتریک بالا هستند، باعث افزایش ضریب کیفیت و در نتیجه کاهش تلفات عبوری میشوند. لذا فیلترهای DR برای کاربردهای باندباریک بسیار مناسب میباشند.
در این تحقیق، روابط مورد نیاز برای محاسبه فرکانس تشدید مد TM برای یک DR خاص یا به طور معکوس محاسبه ابعاد و پارامترهای یک DR برای حصول به فرکانس تشدید مد TM مورد نظر ارائه شد.
سپس روابط لازم برای طراحی یک فیلتر در موجبر دایروی در مد TM استخراج شد و براساس آن یک نمونه فیلتر با پارامترهای مشخص در باند – X طراحی گردید. شبیه سازی ساختار فیلتری بدست آمده در نرم افزار Ansoft HFSS، مرحله بعدی کار جهت اطمینان از فرآیند طراحی انجام شده بود. در نهایت نیز یک نمونه از فیلتر طراحی و شبیه سازی شده، ساخته شد و پس از تست نتایج آن با فیلتر شبیه سازی شده مقایسه گردید که نتایج این مقایسه نشان دهنده تطبیق خوبی بین نتایج طراحی، شبیه سازی و ساخت میباشد.
فهرست مطالب:
فصل اول- موجبر دیالکتریکی استوانهای
مقدمه 1
معادلات پایه 2
حل معادلات موج در مختصات استوانهای 6
دیالکتریکی استوانهای 7 Rod موجبرهای
فصل دوم- تشدیدکنندهها
مقدمه 17
تشدیدکنندههای میکروویوی 17
ضرایب کیفیت 40
فصل سوم- مدلهای سادهای از تشدیدکنندههای دیالکتریکی
مقدمه 45
نظریه رسانای مغناطیسی 45
موجبرهای دایروی با دیوارههای مغناطیسی 50
56 cohn مدل
فصل چهارم- تزویج
در یک موجبر زیر فرکانس قطع 63 DR
حلقه تزویج 67
ها در یک موجبر زیر فرکانس قطع 70 DR تزویج متقابل بین
جهتگیری عرضی تشدیدکننده 72
جهتگیری محوری در یک موجبر مستطیلی 74
جهتگیری محوری در یک موجبر دایروی 74
جهتگیری عرضی در یک موجبر دایروی 74
فصل پنجم- فرکانسهای تشدید طبیعی تشدیدکنندههای دیالکتریکی
میکروویوی
فرکانسهای تشدید طبیعی تشدیدکنندههای دیالکتریکی میکروویوی 78
در موجبر دایروی زیر فرکانس TM مد DR فصل ششم- طراحی دقیق فیلترهای
قطع
انواع فیلترها 83
فیلترهای پایینگذر 83
فیلتر میانگذر 84
فیلتر بالاگذر 85
فیلتر میاننگذر 85
توابع معمول برای پیادهسازی فیلترها 86
فیلتر باترورث 86
فیلتر چبیچف 88
تبدیل فیلترها به یکدیگر 89
تبدیل فیلتر پایینگذر به فیلتر بالاگذر 89
تبدیل فیلتر پایینگذر به فیلتر میانگذر 90
تبدیل فیلتر پایینگذر به فیلتر میاننگذر 90
فیلترهای میکروویوی 91
طراحی فیلتر به روش پارامترهای تصویر 91
طراحی فیلتر به روش افت 94
معادلات فیلتر باترورث 96
معادلات فیلتر چبیچف 97
محاسبه پارامترهاب مداری یک فیلتر میانگذر چبیچف 97
در موجبر دایروی زیر فرکانس قطع 100 TM مد DR طراحی دقیق فیلترهای
مدار معادل انتقال بین موجبر تهی و موجبر بارگذاریشده دیالکتریکی 103
مدلسازی تشدیدکنندهها در ساختار فیلتری 104
طراحی فیلتر 106
106 c و b,a ضوابط کلی برای انتخاب پارامترهای
فرآیند طراحی ساختار فیلتری 112
فرآیند طراحی پروبهای تزویج 113
فصل هفتم- نتایج شبیهسازیها و ساخت و مقایسه آنها
مقدمه 115
نوع و مرتبه فیلتر 115
مناسب 115 DR انتخاب
انتخاب شعاع موجبر 116
ها 117 DR محاسبه فواصل
طراحی پروب تزویج 118
نتایج شبیهسازی 120
نتایج ساخت 123
مقایسه نتایج 126
فصل هشتم- نتیجهگیری و پیشنهادات
نتیجهگیری 127
پیشنهادات 127
طراحی و ساخت فیلتر DR مد TM باند X در موجبر دایروی