Частотні фільтри на основі тривимірних електромагнітнокристалічних неоднорідностей

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЗінгер, Яна Леонідівна
dc.date.accessioned2021-04-13T13:00:57Z
dc.date.available2021-04-13T13:00:57Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractenThe thesis proposed microstrip low-pass filters based on three-dimensional (3D) electromagnetic-crystal inhomogeneities (ECI). Recently, there has been a rapid development of electronic systems for various purposes, including telecommunications. Modern technologies require constant increase of selectivity and reduction the mass and dimensional parameters of devices. Modern electronic and telecommunication means actively use passive microstrip filters for signal processing. One of the directions of development of microstrip filters is the use of electromag netic crystals and ECI. The implementation of quasi-concentrated reactive elements based on 3D ECІ with a significant increase in the values of reactivity’s in comparison with traditional mi crostrip structures is proposed. A comparison of ECI characteristics and traditional struc tures is performed. Constructions of combined ECI inhomogeneities are proposed. As a model of the first approximation for combined ECIs, a one-dimensional model is considered, which allowed to obtain analytical results. A comparison of the efficiency of single and com bined ECIs with the help of one-dimensional and three-dimensional models is performed. The experimental and calculated characteristics of the EC based on single and combined inhomogeneities are given. The quasi-lumped capacitor is also used as an open stub connected to the main line. Traditional designs of such stubs are two-dimensional (2D) in the form of segments of a microstrip line. The use of a capacitive stub based on ECI is proposed. The structural differences of 2D and 3D capacitive stubs are considered. The 3D stub has significantly better parameters compared to the 2D loop: its wave impedance is 1.4… 3.5 times small er, and the capacity is 1.6… 4.1 times larger. Because the filter requires specified capacitance values, the area of the 3D stub is correspondingly smaller. 3D modeling analyzes the features of the dependences of the electrical parameters of the 3D-stub on its design parameters. It is shown that the stub resection frequency is equal to the resonance frequency of the stub with the parasitic in ductance caused by the stub T-connection. In the case of traditional dimensions of the contact of the stub and the main line, this inductance is negative, which leads to an in crease in the value of the resection frequency and, consequently, a deterioration of the steepness of the amplitude-frequency characteristics of the stub and filter. The next step is to use the proposed structures in filter designs. Two de-signs of 3- rd order low-pass (LP) filters based on 3D ECI are proposed. The first design is imple mented from single 3D ECI, the second — combined 3D ECI.28 The proposed 3-rd order filter based on single 3D ECI has a much wider suppres sion band, and the size is 42% smaller. The structure of the filter based on combined 3D ECI is simpler in comparison with the filter based on single 3D ECI, but the parameters are slightly worse: the length is in 7.5% longer, and the cutoff frequency of the suppression band is in 2.1 GHz less. Since the results of using 3D ECI in 3-order filters gave very good results, it was further proposed to design a 5th-order filter based on 3D ECI, which has a much better selectivity compared to a traditional filter. Designs of third and fifth order filters with 3D stubs are proposed. The peculiari ties of the design of a 5-order microstrip filter with 3D stubs are considered: connection of the stub with the signal conductor by a small pattern and placement of stubs on differ ent sides of the signal conductor. The choice of the depth of the holes of the 3D stubs and the size of the pattern allows you to optimize the steepness and width of the suppression band of the amplitude-frequency characteristics of the filter. The filter with 3D stubs has been optimized. For the proposed filter designs, experimental samples were created and the ampli tude-frequency characteristics of real filters were obtained using a vector circuit analyzer Anritsu MS46122A ShockLine (Sincere gratitude for this opportunity to professor from Department of Theoretical Fundamentals of Radio Engineering, Igor Sikorsky Kyiv Poly technic Institute — Viktor Naidenko and his team). The experimental amplitude-frequency characteristics agree well with the calcu lated ones, which testifies to the correctness of the constructed model and calculation pa rameters in MWS. The influence of the error in the production of filters on the electrical parameters of the filters was also checked. The most sensitive to production error is the bandwidth. The repeatability of the parameters was investigated by making several models.uk
dc.description.abstractukВ дисертації запропоновано мікросмужкові фільтри нижніх частот на основі тривимірних електромагнітнокристалічних неоднорідностей (ЕКН). Виконано порівняння розрахункових амплітудно-частотних характеристик (АЧХ) квазізосереджених реактивних елементів на основі традиційних структур та ЕКН. АЧХ квазізосереджених реактивних елементів на основі ЕКН помітно ближчі до АЧХ зосереджених елементів. Гранична частота смуги подавлення, що визначається частотою першого мінімуму АЧХ, для ЕКН в три рази вища. Характеристики розраховано за допомогою програмного пакета тривимірного електромагнітного моделювання CST Microwave Studio. Запропоновано ЕКН, що поєднують індуктивний і ємнісний елементи. Такі ЕКН названо суміщеними. Представлено структури фільтрів нижніх частот на основі поодиноких і суміщених ЕКН. Наведено розрахункові та експериментальні параметри і АЧХ фільтрів, що ілюструють помітне зменшення розмірів і покращення АЧХ у смузі подавлення проти фільтра традиційної структури. Виконано порівняння результатів три- та одновимірного моделювання мікросмужкових фільтрів нижніх частот традиційних конструкцій та на основі тривимірних ЕКН. Одновимірна модель являє собою неоднорідну лінію передачі з еквівалентними параметрами. Розглянуто фільтри на основі різноімпедансних секцій мікросмужкової лінії та з ємнісним шлейфом. Обґрунтовано можливість використання одновимірної моделі як моделі першого наближення. Розглянуто конструктивні відмінності традиційного двовимірного та тривимірного ємнісних шлейфів та виконано порівняння їх ємностей. Запропоновано конструкцію для зменшення паразитного ємнісного зв’язку шлейфів.uk
dc.format.page30 с.uk
dc.identifier.citationЗінгер, Я. Л. Частотні фільтри на основі тривимірних електромагнітнокристалічних неоднорідностей : автореф. дис. … канд. техн. наук. : 05.12.13 - радіотехнічні пристрої та засоби телекомунікацій / Зінгер Яна Леонідівна. – Київ, 2021. – 30 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/40567
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectмікросмужковий фільтр нижніх частотuk
dc.subjectтривимірна електро магнітнокристалічна неоднорідністьuk
dc.subjectємнісний шлейфuk
dc.subjectфільтрuk
dc.subjectнеоднорідністьuk
dc.subjectlow-pass microstrip filteruk
dc.subjectthree-dimensional electromagnetic crystalline inhomogeneityuk
dc.subjectcapacitive stubuk
dc.subjectfilteruk
dc.subjectinhomogeneityuk
dc.subject.udc621.372.542/3uk
dc.titleЧастотні фільтри на основі тривимірних електромагнітнокристалічних неоднорідностейuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Zinger_aref.pdf
Розмір:
1.74 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (КіВРА)
Автореферати (вільний доступ)