Mikroribaliinidel ribafilter - teine labor (2)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL Raadio ja sidetehnika instituut
Raadioseadmete disain
Mikroribaliinidel ribafilter
Aruanne
Täitjad: Ronald Linna 061951 IATB61 Rain Ungert 062227 IATB61
Töö tehtud: 20.03.09 Töö eesmärk
Simuleerida ja optimeerida etteantud kesksagedusega külgsidestusega ribafilter.
Töövahendid
Programm Ansoft SerenadeSV 8.5.
Töö käik
Koostasime filtri skeemi.
Joonis 1. Filtri skeem.
Skeemi koostamisel arvestasime filtri sümmeetriat - elemendid n1, n4 on võrdsete parameetritega ja n2, n3 on võrdsete parameetritega. Filtri sisendi ja väljundi külge ühendasime 50 ükspordid. Määrasime elementide algparameetrid. Kesksagedus f0=5.4GHz. Abiprogrammi TRL abil leidsime sagedusele f0 vastavad mikroribaliinide laiused W ja pikkused P. Lainetakistus Z0= 50 ja elektriline pikkus E= 90. Liinide vahelise laius S= 0.5mm. TRL-iga arvutasime parameetrite väärtused.
Joonis 2. TRL.
2 Sisestasime skeemilehele kasutatavad alusmaterjalid ja nende parameetrid . Dielektriku paksuseks võtsime 0.5mm, läbitavuseks 3.02, metallisatsiooni paksuseks 0.017mm. Sisestasime ka muutujate ja sageduse ploki, kus määrasime minimaalsageduseks 3,8GHz, maksimaalsageduseks 7,2GHz ja sammuks 10MHz. Simuleerisime filtri amplituudsageduskarakteristiku etteantud kesksageduse ümber. Nüüd hakkasime optimeerima. Oli vaja, et läbipääsuriba laius -3 dB nivool oleks 200 MHz ning sumbuvus tõkkealas oleks vähem kui -30 dB ja pääsuala sobitus vähem kui -20 dB. Lisasime optimeerimise ploki ja sisestasime oma eesmärgid.
Joonis 3. Optimeerimise plokk .
Kuna programmi tudengiversioon lubas korraga optimeerida 4 parameetrit, siis pidime muutujate ploki erinevaid väärtusi muutma ning kordama optimeerimist.
Joonis 4. Muutujate plokk.
Optimeerimist alustasime RANDOM meetodiga, sest skeemielementide algparameetrid võisid olla optimaalsetest palju erinevad. Kasutasime ka keerulisemat ja kiiremat meetodit, GRADIENT . Kordasime optimeerimist nii RANDOM kui ka GRADIENT meetodil, parameetrid muutusid, samuti ka karakteristikud ning lõpuks saime soovitud tulemused.
3 Joonis 5. Optimeerimise eesmärgid täidetud.
Joonis 6. Optimeeritud filtri ASK ja sobituskarakteristik.
Kokkuvõte
Simuleerisime etteantud kesksagedusega külgsidestusega ribafiltri, mis vastaks nõutud tingimustele. See õnnestus, kuna karakteristikud on ettenähtud maski piirides. Optimeeritud filtri ASK ja sobituskarakteristiku jooniselt on näha, et sobituskarakteristiku pääsuala laius - 20dB juures on 160MHz-i lähedal. ASK pääsuriba laius on -3dB juures 200MHz-i piirkonnas ja -30dB juures ka soovitud vahemikus.
4