|
Kategorie: Diplomové, bakalářské práce |
Tento dokument chci!
Tato diplomová práce se zabývá problematikou planárních filtrů kombinujících fraktální motivy a porušenou zemní plochu. Práci lze rozdělit na tři hlavní části. První část se zaměřuje na obecné poznatky z oblasti fraktálních motivů, jako jsou např. tvorba Minkowského ostrova a Kochovy smyčky. Dále je popsán princip činnosti strukturs porušenou zemní plochou a stručně jsou představeny filtry kombinující fraktální motivy a porušenou zemní plochu. Vlastnosti zkoumaných struktur jsou následně ověřeny pomocí programů CST Microwave Studio a Ansoft HFSS. V druhé části prácejsou porovnávány odlišně porušené zemní plochy pod 50 přenosovým vedením a jsou vytvořeny konvenční ekvivalenty k ověřovaným filtrům. Filtry jsou simuloványa porovnány. Poslední část obsahuje přepočet ověřovaných filtrů na substrát Arlon 25N, simulaci, výrobu, měření a konfrontaci s konvečním filtrem na substrátu s porušenou zemní plochou.
20
2.
Pro přepočet bude zachována perioda odpovídající polovině vlnové délky, strana
čtverce splňující podmínku a/d 0,5 šířka mikropásku vstupu výstupu filtru
(zachování impedance Rozměry takto přepočítaného filtru jsou uvedeny tab. Maximální potlačení přenosové charakteristiky bylo namě-
řeno kmitočtu 8,22 GHz hodnotou 42,23 dB.
Průběhy činitele odrazu S11 přenosu S21 navrženého filtru podle Čebyševovy
distribuce jsou uvedeny obr. Činitel odrazu propustném pásmu filtru
není vyšší než –17,82 dB.
Filtr nejprve přepočítáme podle Čebyševovy řady pro daný počet prvků.1 Ověření mikropáskové fraktální DGS programu CST
Jak patrné kapitoly 1.4, rozměry čtverců mikropáskových vedení nekores-
pondují hodnotami normalizovaných koeficientů tab. menu Mesh Global mesh pro-
perties Lines per wavelength nastavíme počet bodů vlnovou délku 15, menu
Solve Transient solver parameters Accuracy nastavíme přesnost –50 dB. Rozměry přepočítaného mikropáskového fraktálního filtru DGS
Parametr Rozměr [mm] Parametr Rozměr [mm]
a 5,00 3,65
a1 5,00 1,95
a2 4,00 2,20
a3 1,95 1,96
d 10,00 1,39
e1 5,00 0,81
Před nakreslením motivu filtru spuštěním analýzy CST nastavíme menu
Solve Units jednotky Dimensions mm, Frequency GHz tomu odpovídající
Time ns.
Tab. Dále ještě menu Solve Fre-
quency range settings nastavíme rozmezí analyzovaného kmitočtu GHz GHz
a menu Solve Boundary condition nastavíme typ okrajové podmínky Open
a zaškrtneme Apply all directions. Proto budou rozměry filtru
uvedené [2] brány jako optimalizované. průběhu přenosu filtru byl odečten frekvenční roz-
sah 0,6 GHz 4,11 GHz, němž vložný útlum nepřesahuje hodnotu 0,5 kmi-
točet 4,575 GHz, kdy přenos klesne dB. Ná-
sledně provedeme analýzu filtru její výsledky porovnáme výsledky publikovanými. Rozsah, kdy přenos
. rozměrech podle
tab.
2. menu Solve Background properties musíme nastavit Material type na
Normal (relativní permitivita permeabilita jsou 1). Frekvenční rozsah, němž přenos
pod hodnotou –20 dB, byl odečten 5,69 GHz 14,23 GHz.
Po nastavení uvedených parametrů vytvoření materiálu F4B-2 relativní
permitivitou 2,65 můžeme nakreslit motiv filtru (viz obr. Před začátkem ověřování
vlastností jednotlivých filtrů musíme vhodně nastavit počáteční podmínky nadefinovat
použité materiály. Následně nastavíme parametry analýzy. Ověření funkčnosti filtrů simulací
Ověřování vlastností výše popsaných filtrů proběhlo programu CST MICRO-
WAVE STUDIO, které založeno metodě konečných diferencí programu AN-
SOFT HFSS, jenž pracuje metodou konečných prvků. 4
