17329

17329

بهبود پهناي باند قطع موجبر گافي و طراحي يك نمونه فيلتر در باند X در ساختار بهبود يافته

كارشناسي ارشد

مخابرات - ميدان

بهمن ماه 1395

دكتر مجيد طيراني

برق

چكيده اخيرا فناوري جديدي به نام موجبر گافي معرفي شده است كه به كمك آن مي¬¬¬¬توان گام مهمي ¬¬¬¬در جهت رفع برخي چالش¬¬هاي مهم موجود در فناوري¬¬هاي رايج گذشته برداشت. ايده¬¬ي كليدي اين فناوري مبتني بر هدايت ميدان الكترومغناطيسي درجهت مطلوب، درفاصله¬¬ي ايجاد شده بين دو صفحه¬¬ي فلزي، و جلوگيري از انتشار آن¬¬ها در جهات نامطلوب است. در اين روش از هرگونه نشت ميدان در مدار، كه اغلب به دليل اتصال نامناسب بخش¬¬هاي مختلف آن به¬¬¬¬يكديگر صورت مي¬¬گيرد و موجب ايجاد تشعشع¬¬هاي ناخواسته در مدار نيز مي¬¬شود، جلوگيري خواهد شد. اين شرايط به طوركلي توسط¬¬¬¬ يك تيغه/ نوار و¬¬¬¬يا شيار، كه روي صفحه¬¬اي با امپدانس بالا قرار گرفته، به دست خواهد آمد. زماني كه يك سطح فلزي در فاصله¬¬ي مشخصي از سطح بالايي اين ساختار قرار گيرد، مودهاي اين دو صفحه¬¬ي موازي در باند قطع خود قرار مي¬¬گيرند و بنابراين امواج، تنها در شكاف بين تيغه/ نوار و صفحه¬¬ي بالايي منتشر خواهند شد. يكي از مهم¬¬ترين ويژگي¬¬هاي موجبرهاي گافي قابليت آن¬¬ها در ايجاد باند قطع براي امواج انتشاري در جهت¬¬¬هاي ناخواسته است كه اين قابليت با قراردادن يك سطح امپدانس بالا در اطراف نوار به وجود مي¬¬آيد. اين سطوح در طراحي موجبرهاي گافي نقش مهمي را ايفا مي¬¬كنند، بنابراين مطالعه رفتار انواع مختلفي از آن¬-ها (از نظر سادگي و كاربردي بودن)، موضوع مفيدي خواهد بود. به همين دليل، اين پروژه قابليت¬¬هاي ايجاد باند قطع دو صفحه¬¬ي موازي و در واقع باند قطع موجبرهاي صفحه موازي توسط نوعي از ساختارهاي امپدانس بالا كه با استفاده از بستري از پين¬¬هاي عمودي ايجاد مي¬¬شود را بررسي مي¬¬كند؛ سپس به كمك فناوري جديد موجبر گافي به طراحي يك فيلتر باندباريك در ساختار بهبود يافته مي¬¬پردازد. اين فيلتر باندباريك درجه سه، داراي پهناي باند نسبي 0.4% بوده و ساختار آن با قراردادن يك سطح فلزي در فاصله¬¬ي قابل قبولي از دو ديواره¬¬ي تضعيف¬¬كننده¬¬ي ميدان طراحي شده است، به گونه¬¬اي كه به اتصالات خاص بين ديواره¬¬هاي فيلتر نيازي نيست. بنابراين اين فيلتر از نظر اتصالات الكتريكي بين بخش¬¬هاي مختلف آن، مزاياي بسياري نسبت به فيلترهاي موجبر مستطيلي رايج خواهد داشت. واژه‌هاي كليدي: خطوط انتقال كم¬¬تلف، فيلتر موجبر گافي، فيلترهاي باند باريك، سطوح امپدانس بالا، سطوح مولد باند قطع

1396/03/07

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: The new gap waveguide technology has been recently introduced as a promising candidate to address some of the problems faced at millimeter waves with conventional technologies. The key idea behind this circuit is based on the possibility to guide the electromagnetic field along desired directions in the gap between metal plates and to avoid any propagation along undesired directions. In this way, any leakage occurring in between the split blocks of a circuit with poor quality metal contacts as well as unwanted radiations are avoided. This condition is achieved by surrounding a metal ridge/strip, or groove, with a so-called Artificial Magnetic Conductor (AMC). When this textured layer is placed below an upper metal lid, all parallel-plate modes will be in cut-off, thus letting the propagation only in the air gap between the ridge/strip and the upper plate. the main performance of the gap waveguide is determined by its ability to create cut-off or stop band for the wave propagation in undesired directions. This is achieved by using a texture in the form of a periodic structure (AMC), located around the metal strips or ridges. The AMC or EBG surface plays a key role in the design of gap waveguides. Consequently, an extensive study of the behaviour of different periodic structures (the simpler, the better) in one of the surfaces of a parallel plate waveguide is of interest. In this sense, this work explores the possibilities of creating parallel-plate cut-offs, i.e. stop bands in parallel plate waveguides, by using textured surface made of metal pins also referred to as a bed of nails EBG surface. Then presents a new type of narrow band filter with good electrical performance and manufacturing flexibility, based on the newly introduced groove gap waveguide technology. The designed third order filters work at X band with 0.4% fractional bandwidth and it’s structures are manufactured with an allowable gap between two metal blocks, in such a way that there is no requirement for electrical contact and alignment between the blocks that is a major manufacturing advantage compared to normal rectangular waveguide filters. Keywords: Lowloss Transmission line, Gapwaveguide Filter, Narrowband Filters, High Impedance Surface, Electromagnetic Bandgap Surface