loading...

دانلود پروژه پایان نامه کاراموزی کارشناسی و ارشد

دانلود پایان نامه رشته برق مخابرات طراحی فیلتر میکرواستریپی میان گذر باند X با پهنای باند20% ,در‬ كاربرد های مخابراتي فيلترها نقش بسيار مهمي دارند

خوش امدگویی

با عرض سلام و احترام خدمت شما کاربر عزیز. از اینکه وبسایت من رو برای خواندن انتخاب کردید از شما کمال تشکر را دارم. من مهدی بنی حسن دانشجوی مهندسی کشاورزی هستم که افتخار دارم اطلاعات مربوط به پروژه ، پایان نامه و  مقالات مربوط به اغلب رشته های کارشناسی و ارشد را از طریق این وبسایت در اختیار شما سروران گرامی بگذارم. 

    اميد است سير و سرچ در اين مجموعه افزايش بار اندوخته هاي علمي دوستان دانش دوست و پژوهشگر، را سبب شود در اين اثني ما را با رهنمود هاي ناب خويش راهنمايي نماييد.

درگاه پرداخت اینترنتی این وبسایت توسط درگاه واسط آرین پال و زرین پال  مورد تایید قرارگرفته است.

لینک دانلود فایل بعد از پرداخت به صورت آنی باز می شود.


ایمیل پشتیبانی سایت  mahdipnut@yahoo.com

شماره تماس پشتیبانی سایت : 09191968068  (پاسخگویی فقط به  پیامک)

عزیزانی که دسترسی به رمز دوم برای پرداخت ندارند میتوانند از طریق سیستم کارت به کارت با شماره (6063731014667027 به نام مهدی بنی حسن ) استفاده و به پشتیبانی سایت پیامک کنند تا در کوتاهترین زمان فایل مورد نظر ایمیل شود.

چکیده:
در‬ كاربرد های مخابراتي فيلترها نقش بسيار مهمي چون جدا كردن سيگنال ها از يكديگر، جلوگيري از تداخل سيگنال هاي ناخواسته، محدود كردن طيف نويز، استخراج‬ ‫هارموني هاي مختلف و مشخص كردن حيطه ی كاري              ( در رادارها ) و.... دارند. فيلترها انواع مختلفي دارند از قبيل؛ ‪LC , LCMT، فيلترهاي فعال، فيلترهاي غير فعال، فيلترهاي‬ ‫اينترديجيتال، فيلترهاي ديجيتال، فيلترهاي ميكرواستريپي و... که هدف اصلي اين پايان نامه طراحی فیلتر میکرواستریپی میان گذر باند x با پهنای باند 20% می باشد.
در اين پايان نامه به بررسي در مورد  خطوط میکرواستریپ  و انواع فیلترهای میکرواستریپیِ پایین گذر، میان گذر، بالا گذر و میان نگذر پرداخته شده و راه کارها و روش های مورد نیاز جهت طراحی هر یک از آنها بیان شده است. در ضمن روش طراحی فیلتر میکرواستریپی میان گذر باند x با پهنای باند 20% به صورت مرحله به مرحله بررسی شده است.
جهت طراحی یک فیلتر مناسب، طراح باید نسبت به بحث میکرواستریپ، انواع ساب استریت ها، انواع فیلتر های میکرواستریپی و روش های طراحی آن ها و یک نرم افزار جهت طراحی؛ مثل AWR Design Environmen و ADS آگاهی کاملی داشته باشد؛ چرا که طراحی یک فیلترِ خوب کار مشکلی است.

کلید واژه ها: خطوط میکرواستریپ، ساب استریت، فیلتر، پهنای باند

 

دانلود پایان نامه رشته برق و مخابرات

پایان نامه کارشناسی مهندسی برق مخابرات
عنوان پایان نامه:


طراحی فیلتر میکرواستریپی میان گذر باند X با پهنای باند20% 

 

به همراه پاورپوینت جهت ارائه پایان نامه (کنفرانس)

تعداد صفحات: 140 صفحه  قالب فایل :word

 

مقدمه:
در يك تعريف كلي مي توان فيلتر را تحت عناوين صافي، جداكننده يا مسدود كننده مطرح نمود. هر ‫صنعت با توجه به نوع كاري كه ارائه مي دهد از فيلترهاي مخصوصي استفاده مي كند. ‫اما هدف ما در اين جا بحث در مورد فيلترهاي مخابراتي و از نوع فيلترهاي ميكرواستريپي مي باشد.
فيلترها نقش مهمي در كاربردهاي مايكروويو دارند. از طريق فيلترها مي توانيم فركانس هاي ‫مختلف را جدا يا در صورت نیاز تركيب کنیم. فيلترها براي ‫انتخاب يا محدود كردن سيگنال هايRF‫/ مايكروويو مطابق آنچه كه نياز داريم به كار مي روند. پيدايش ‫كاربردهايي نظير مخابرات بي سيم، فيلترهايRF‫/ مايكروويو را كه داراي كارايي زياد، اندازه ی كوچك، ‫وزن سبك و هزينه كم هستند را با نياز هر چه بيشتر مي طلبد.
‫‫‫اين پایان نامه شامل هفت فصل مي باشد. در فصل اول در مورد خطوط انتقال ‫ميكرواستريپي، ساختار ميكرواستريپ به همراه معادله هاي طراحي خطوط ‫انتقال به طور مفصل بحث شده است. ‫در فصل دوم در مورد فيلترهاي ميكرواستريپي پايين گذر از قبيل فيلترهاي امپدانس پله اي، ‫فيلترهاي نردباني شكل و... بحث مي شود. ‫در فصل سوم در مورد فيلترهاي ميكرواستريپي ميان گذر، در فصل چهارم در مورد بعضي از انواع فيلترهاي ميكرواستريپي بالا گذر و در فصل پنجم در مورد بعضي از انواع فيلترهاي ميكرواستريپي ميان نگذر بحث مي شود. فصل ششم شامل روند طراحی فیلتر میکرواستریپی میان گذر باند x  با پهنای باند  20% می باشد و در پایان یک نتیجه گیری و جمع بندي داریم که در آن به طور خلاصه روند طراحي يك فيلتر میکرواستریپی ‫بیان شده است.
‫ در اين مجموعه جدا از آن كه فرمول هاي طراحي جهت پيدا كردن ابعاد‫ ميكرواستريپ به طور دقيق آمده است، از نرم افزار بسيار مفيد ‪AWR Design Environmen‫ جهت شبيه سازي‪ EM  استفاده شده است.

فصل اول‬
‫آشنايي با خطوط ميكرواستريپ‬
‫Microstrip Lines
‫ 1–1– مقدمه:

همان طور كه مي دانيم خطوط انتقال انواع مختلفي دارند  مانند زوج سيم ، كابل كواكسيال، تار نوري، ‬‫موجبرها، خطوط ميكرواستريپ و... كه از نوع هدايت شده مي باشند. در اين جا هدف ما بررسي خطوط انتقال‬ ‫ميكرواستريپ مي باشد كه در طراحي فيلترهاي ميكرواستريپ كاربرد فراوان دارند.‬
‫در اين فصل در مورد مفاهيم پايه و اساسي، معادله هاي طراحي خطوط ميكرواستريپ، خطوط‬‫ ميكرواستريپ تزويج¬كننده و اجزاي مفيد براي طراحي فيلترهاي ميكرواستريپ بحث شده است.‬

1–2– ساختار ميكرواستريپ
ساختار عمومي ميكرواستريپ در شكل 1‐۱ نشان داده شده است. اين ساختار شامل يك خط هادي با‬ ‫پهناي ‪  w‬و ضخامتt ‬ است كه معمولا جنس آن از مس مي باشد. اين خط بر روي يك زير لايه  با ‬‫مقدار ثابت دي الكتريكr ‬ε ‫و ارتفاع  h‬سوار مي باشد. لايه ی پشت اين زيرلايه يك صفحه هادي(مس) براي زمين  مدار مي باشد.‬


شكل (1‐۱) ساختار اصلي ميكرواستريپ‬
امواج در ساختار ميكرواستريپ از طريق هواي بالا و دي الكتريك زير خط ميكرواستريپ گسترش‬ ‫مي يابند. بنابراين يك محيط انتقال با ساختار نامتقارن وجود دارد. به خاطر اين ساختار نامتقارن، ‬‫ميكرواستريپ نمي¬تواند موج TEM ‫خالص را هدايت كند. علت آن خالص بودن موج‬ TEM و متقاطع(عمود بر هم) بودن مولفه هايش مي باشد.
 سرعت انتشار موج به خواص ماده به كار رفته در‬ ‫ساخت ميكرواستريپ نظير ثابت دي-الكتريك ) r ‬ε( و نفوذ پذيري مغناطيسي )μ(‫ بستگي دارد.‬
‫با وجود اين كه موج در هوا و دي الكتريك حضور دارد، امواج در خطوط ميكرواستريپ هيچ-گونه افت‬ ‫الكتريكي و مغناطيسي ندارند. پس سرعت انتشار امواج علاوه بر خواص ماده، به ابعاد فيزيكي خط‬ ‫ميكرواستريپ نيز بستگي دارد.‬

1–3– تقريب شبه‬ TEM  
‫وقتي كه مولفه هاي طولي ميدان ها در مد غالب از خطوط ميكرواستريپ، خيلي كوچك تر از طول‬ ‫انتقال باشد، ممكن است موج از بين برود. در اين حالت، مد غالب شبيه مد‬ TEM‫ رفتار مي كند و تئوري ‬‫خط انتقال ‫براي خطوط ميكرواستريپ به خوبي قابل اجرا است. اين حالت تقريب شبه TEM  ‫ناميده مي شود و براي اكثر رنج هاي فركانس كاري ميكرواستريپ معتبر است.‬

 

فصل دوم‬
‫فيلترهاي پايين گذر میکرواستریپی‬
‫‪Lowpass Microstrip Lines Filters‬‬



2–۱–مقدمه:
در اين فصل در مورد فيلترهاي پايين گذر از قبيل فيلترهاي امپدانس پله اي، فيلترهاي نيمه فشرده،‬ ‫فيلترهاي نردباني شكل پايين گذرL-C‬ با استفاده از استاب هاي ميكرواستريپي، فيلترهاي پايين گذر نيمه‬ ‫فشرده و داراي فركانس هاي محدود و قطب هاي تضعيف كننده كه در كاربردهاي مايكروويوي و ‪RF‬‬ ‫به طور گسترده مورد استفاده قرار مي گيرند، بحث مي شود.
‫در حالت كلي طراحي فيلترهاي ميكرواستريپ شامل دو مرحله مي باشد، مرحله اول انتخاب يك مدل ‫مناسب پايين گذر ( باترورث‐ چبيشف ‐ الپتيك‐ چبيشف معكوس )، همان طور كه در درس فيلتر و سنتز‬ ‫مدار آموخته ايد، مي باشد. انتخاب نوع پاسخ كه شامل ريپل باند عبور و تعداد عناصر ( درجه فيلتر )، بسته‬ ‫به مشخصات نياز ما مي پ باشد؛ يعني هنگام طراحي بايد ريپل باند عبور و درجه فيلتر را بر اساس نياز مان‬ ‫تعريف كنيم. ارزش عناصر فيلترهاي پايين گذر معمولا به امپدانس منبع‬‫‬ 1 = g0 و فركانس قطع =1.0 cΩ  ‫نرماليزه مي شوند، سپس به عناصر  L-Cبا فركانس قطع و امپدانس منبع كه معمولا براي‬ فيلترهاي ميكرواستريپ 50 اهم مي باشد تبديل مي شود. مرحله دوم و مهم براي طراحي فيلترهاي‬ ‫ميكرواستريپ پايين گذر انتخاب عناصر فشرده براي تحقق اين فيلترها مي باشد. در اين بخش بيشتر روي‬ ‫مرحله دوم تاكيد مي شود.‬

‫2–2– فيلترهاي امپدانس پله اي و پايين گذر نردباني شكل‬ L-C
‫شكل2‐۱ (a‬‬) ‫يك ساختار كلي فيلترهاي ميكرواستريپي پايين گذر امپدانس پله ای را نشان مي دهد،‬ ‫ساختار اين فيلترها شامل خطوط انتقال با امپدانس هايی به طور متناوب کم و زياد مي باشد. طول اين خطوط‬ ‫از طول موجي که بايد هدايت دهند خيلي کوتاه تر مي باشد؛ به خاطر اين موضوع به آن ها عناصر نيمه فشرده مي گويند. خطوط امپدانس بالا شبيه سلف های سری و خطوط امپدانس پايين شبيه خازن های‬ ‫موازی عمل مي کنند. با توجه به اين توصيف يک ساختار نردباني شکل از فيلترهای پايين گذر‬ ‫همان¬طوری که در شکل2‐۱ (b)‬نشان داده شده است، داريم. بعضي از اطلاعات طراحی را که در بحث های‬ ‫پيشين توضيح داده شد، بايد درباره ی خطوط ميکرواستريپ فراهم کنيم، زيرا بيان ظرفيت القای مغناطيسي‬ ‫و ظرفيت خازني به مشخصات امپدانس و طول بستگي دارد. با در نظر گرفتن سه پارامتر زير مي توان ‫مشخصه هاي امپدانسي، خطوط داراي امپدانس پله اي (  امپدانس بالا و پايين ) را تثبيت كرد؛‬
1-    ‫Z0L > Z0>Z0c؛ كه  Z0cو Z0L  به ترتيب مشخصات امپدانسي خطوط امپدانس پايين و‬ امپدانس بالا را مشخص مي كنند و ‬ Z0‫امپدانس منبع است كه معمولا براي فيلترهاي ميكرواستريپ‬‫50 اهم مي باشد.‬
2-     يك تقريب خوب براي خازن هاي فشرده؛  ‬ Z0c‬كوتاه مي باشد، پهناي خط WC ‫بايد طوري ‫باشد كه از هر گونه تشديد اتفاقي در فركانس كاري جلوگيري كند.‬
3-    يك تقريب خوب براي سلفهاي فشرده؛‬ Z0L ‫بلند مي باشد، طول ‫نبايد آن قدر بلند باشد تا‬ شبيه يك خط نازك بلند باشد و در ظرفيت آن از نظر حمل جريان، محدوديت ايجاد شود.‬
(کلیه تصاویر در فایل اصلی)
شكل(2‐1) (a) ‬ساختار عمومي يك فيلتر پايين گذر ميكرواستريپي امپدانس پله اي،  (b)‬تقريب L-C ‬نردباني‬ ‫شكل فيلترهاي پايين گذر
‫مقدار المان هاي مورد استفاده در طراحي فيلترها بستگي به‬ ‫نوع تقريب مانند؛ باترورث، چبي-شف و... از نوع پايين گذر، بالاگذر، ميان گذر و ميان نگذر و با توجه‬ ‫به مقدار ريپل باند عبور، در جدول هايي از پيش تعيين شده آمده اند. در اينجا نحوه تعيين ‪g‬‬‫ها را از روي‬ ‫فرمول براي تقريب باترورث و چبيشف معرفي مي كنيم و در جدول هاي 2‐۱، 2‐۲ و 2‐۳ به ترتيب‬ ‫مقدار المان هاي فيلترهاي پايينگذر باترورث، چبيشف و الپتيك با توجه به ريپل باند عبور و درجه(n) ‬‬ ‫ليست شده است. براي فيلترهاي پايين گذر با تقريب باترورث با تابع تبديل؛‬
‫                          (2‐۱)‬
‫و ریپل باند عبور LAr=3.01dB  در فرکانس قطع مقدار =1 cΩ عنصرها از طريق روابط زير به دست میآیند؛
‫                         (2‐۲) ‬

 

دانلود پایان نامه رشته برق مخابرات - طراحی فیلتر میکرواستریپی میان¬گذر باند X


فصل سوم‬
‫فيلترهاي ميان گذر میکرواستریپی‬
‫‪Bandpass Microstrip Lines Filters‬‬


3–۱–مقدمه:
در اين فصل در مورد فيلترهاي ميان¬گذر از قبيل فيلترهاي امپدانس پله اي، فيلترهاي نيمه فشرده، فيلترهاي‬ ‫تشديدكننده نصف طول موجِ كوپل از انتها و كوپلِ موازي، فيلترهاي سنجاقي شكل، فيلترهاي‬ ‫اينترديجيتال، فيلترهاي شانه اي و... كه در كاربردهاي مايكروويوي و‪RF ‬‬ ‫به طور گسترده مورد استفاده‬ ‫قرار مي گيرند، بحث مي شود. هدف اصلي اين فصل يادگيري روشهاي طراحي فيلترهاي میان-گذر    ميكرواستريپ‬‫ مي باشد.‬

‫3–2– فيلترها با تشديدكننده هاي برابر نصف طول موج هدايت شده و كوپل از انتها
‫يك تركيب كلي از فيلترهاي ميان گذر ميكرواستريپي با تزويج از انتها در شكل 3‐۲ نشان داده شده‬ ‫است كه هر كدام از تشديدكننده هاي ميكرواستريپي انتها باز، طولي به اندازه¬ی نصف طول موج هدايت‬ ‫شده در فركانس باند مياني ) (f0 فيلتر ميان¬گذر دارند. تزويج از يك تشديدكننده به تشديدكننده بعدي از‬ ‫طريق شكاف بين دو تزويج كننده مجاور هم صورت مي گيرد، از اين جهت اين شكاف را مي توان‬ ‫توسط وارونگرها نمايش داد. شكل 3‐۱ زير بيانگر اين حالت مي باشد.‬


شكل(3‐1) نمايش مداري شكاف بين تشديدكننده ها‬
‫              شكل(3‐2) ساختار كلي يك فيلتر ميكرواستريپ ميان گذر انتها باز‬
‫يك وارونگر ايده ال، يك شبكه دو پورتي مي باشد كه در تمام فركانس ها خصوصيات يکنواختي دارد.‬ ‫اگر يك پورت اين شبكه توسط امپدانس Z2‬ ترمينه شود ( به بار امپدانسي  Z2وصل شود‫ )‫امپدانس ديده‬ ‬‫شده در پورت ديگرش ) (Z1  به صورت زير مي باشد؛‬
‫                 (کلیه تصاویر در فایل اصلی)   (3‐۱)‬
‬كه K حقيقي بوده و به عنوان وارونگر مشخصه امپدانسي مي¬باشد. اگر در اين شبكه Z2، القايي/ رسانايي ‫باشد، آنگاه‬ Z1 ‫عكس Z2، به صورت رسانايي / القايي، خواهد شد. پس وارونگر يك شيفت فازي‬ 90±          ‬‫درجه خواهد داشت. وارونگر امپدانس به وارونگر ‬ K‫معروف است. ماتريس ايده¬ال‬ ABCD ‫وارونگرهاي امپدانس به صورت زير مي¬باشد؛‬
‫             (کلیه تصاویر در فایل اصلی)   (3‐۲)‬
‫همچنين يك وارونگر ايده¬ال ادميتانس ( هدايت ظاهري )، يك شبكه دو پورتي مي¬باشد كه اگر يك‬ ‫ادميتانس‬ Y2 ‫به يك پورت اين شبكه وصل شود، ادميتانس Y1 ‫ديده شده در پورت ديگري به صورت زير ‬‫مي¬باشد؛‬
‫                           (کلیه تصاویر در فایل اصلی)   (3‐۳)‬
‫كه‬ J ‫حقيقي بوده و وارونگر مشخصه ادميتانس مي باشد. اين وارونگر ادميتانس يك شيفت فاز‬ 90±  ‫درجه دارد، اين وارونگر ادميتانس به وارونگر‬ J ‫معروف مي باشد. در حالت كلي وارونگر ادميتانس‬ ‫براي ماتريس‬ ABCD ‫به صورت زير مي باشد:‬
‫                         (کلیه تصاویر در فایل اصلی)   (3‐۴‬)
‫وارونگر‬ J ‫سطح هاي امپدانس بالا را به انتهاي هر يك از تشديدكننده ها منعكس مي¬كند. مي توان‬ ‫نشان داد كه اين امر باعث مي شود تا تشديدكننده ها مانند تشديدكننده هاي موازي رفتار كنند.‬ ‫بنابراين فيلتري تحت اين شرايط شبيه تشديدكننده هاي موازي يك فيلتر عمل مي كند كه معادله هاي‬ ‫طراحي كلي اين نوع فيلترها در زير بيان شده است.‬
‫(3‐۵)‬
‫(3‐۶‬)
‫(3‐۷)‬(کلیه تصاویر در فایل اصلی)
‫‫كه ‬g0,g1,…,gn، ‫عناصر يك نمونه اوليه پايين¬گذر نردباني شكل كه به =1 cΩ نرماليزه شده است،‬                     ‬‫مي باشد.‬  FBW به صورت كسري از پهناي باند فيلتر ميان¬گذر مي باشد. Jj,j+1 ‫ها مشخصه هاي ادميتانسي‬          ‫ ‫ وارونگر‬ J‫ و‬ Y0 ‫مشخصه ادميتانسي خط مايكرواستريپ مي باشند.‬           
‫ ‫با فرض اين كه شكاف هاي خازني درست مانند خازن¬هاي سري منقطعي با سوسپتانس هاي‬ Bj.j+1 مثل شكل ‫3‐۱ عمل كنند، داريم؛‬

 

فصل چهارم‬
‫فيلترهاي بالاگذر ‬میکرواستریپی
‫‪Highpass Microstrip Lines Filters‬‬


4–۱–مقدمه:
در اين فصل در مورد بعضي از انواع فيلترهاي ميكرواستريپي بالاگذر بحث خواهيم كرد. اين بحث¬ها‬ ‫شامل عناصر شبه فشرده، فيلترهاي بالاگذر با توزيع بهينه، باند گسترده، معادله¬هاي طراحي، جدول ها و‬ ‫مثال هاي خوب براي طراحي، مي باشد.‬

‫4–2– فيلترهاي بالاگذر با عناصر شبه فشرده‬
‫فيلترهاي بالاگذري كه از عناصر شبه فشرده ساخته مي شوند، كاربردهاي فراواني دارند. با اين عناصر‬ ‫شبه فشرده مي توان به تقريب خوبي در سراسر باند فركانس رسيد. در موقع طراحي اين نوع فيلترها بايد‬ ‫دقت كنيم كه اندازه ی هر كدام از اين عناصر شبه فشرده با طول موج فركانس كاري برابري مي¬كند. طول‬ ‫اين عناصرخيلي طويل¬تر از عناصر فشرده نمي باشد.‬
‫يك شكل ساده از فيلترهاي بالاگذر مي تواند شامل خازن¬هايي به صورت سري باشد كه در كاربردهايي‬ ‫نظير مسدود كردن جريان هاي مستقيم به كار مي¬روند. اين نوع از فيلترها رامي توان به آساني با استفاده از‬ ‫يك مدل اوليه فيلتر پايين¬گذر با عناصر فشرده، همان طوري كه در شكل4‐۱ (a)‬ نشان داده شده است،‬ ‫طراحي نمود. كه‬ giها مقادير عناصری مي¬باشند كه توسط امپدانس‬ Z0 ‫ترمينال نرماليزه مي¬شوند و در يك‬ فركانس قطع ‫cΩ پايينگذر به دست مي آيند.‬
‫ اگر ما نگاشت فركانسي زير را به كار ببريم؛‬
‫                 (4‐۱)‬
هر عنصر القائي ( سلف ) سري در فيلتر مدل پايين گذر به يك خازن سري در فيلتر بالاگذر‬ ‫تبديل مي-شود و ظرفيت خازني حاصله از رابطه ی زير به دست مي¬آيد؛‬
‫              (4‐۲)‬
‫همچنين هر خازن موازي در مدل پايين گذر به يك سلف موازي در فيلتر بالاگذر تبديل مي-شود و از‬ ‫رابطه ی زير به دست مي آيد؛‬
‫           (4‐۳)‬


‫ شكل(4‐1) (a)‬ يك مدل فيلتر پايين¬گذر،  (b)‬فيلتر بالاگذر تغيير شكل يافته از روي مدل پايين گذر‬

‫‫‪‫مدل تبديل يافته در شكل 4‐۱ (b)‬نشان داده شده است.
به منظور مشخص كردن تكنيك ها براي طراحي‬ ‫عناصر شبه فشرده فيلترهاي بالاگذر در ميكرواستريپ، روش طراحي يك فيلتر بالاگذر را ارائه‬ ‫مي دهيم.‬
‫مشخصات فيلتر به صورت زير مي باشد:‬
‫                                                                                فركانس قطع:            fc=1.5GHz‬
‫                                                                              ريپل باند عبور‬              0.1dB
‫  ‬             ‫                                                                درجه ی فيلتر‬                5
‫ ‬                                                                                    ‫تقريب:            ‬ چبيشف
‫مقادير نرماليزه ی عناصر مطابق مدل فيلتر پايين گذر تقريب چبيشف براي‬ =1 cΩ  (Ω (Z0=50‫:‬
‫‪

با استفاده از معادله¬هاي طراحي (4‐۲) و (4‐۳) داريم:‬



يك تحقق ممكن از چنين فيلتر بالاگذري در ميكرواستريپ، با استفاده از عناصر شبه فشرده در شكل‬ ‫4‐۲  (a)‬نشان داده شده است. در اين جا به نظر مي¬رسد كه خازن هاي سري‬ C1 ‫و C3 ‫توسط دو خازن‬ اينترديجيتال و سلف موازي براي L2 توسط يك استاب مدار بسته تحقق مي¬يابد. اين فيلتر بالاگذر‬ ميكرواستريپي روي يك ساب¬استريت تجاري‬ (RT/D5880) ‫با ثابت دي الكتريك نسبي 2.2 ‫و ضخامت‬ 1.57mm ‫تحقق مي¬يابد. براي تعيين كردن ابعاد خازن¬هاي اينترديجيتال، نظير پهناي خط¬ها،‬ ‫طول¬ها و فاصله¬ی شانه¬اي شكل، كه در هم رفته اند، از معادله هاي طراحي فيلترهاي اينترديجيتال كه در ‫فصل چهارم گفته شد استفاده مي كنيم. براي استخراج پارامترهاي ادميتانس دو پورت خازن¬هاي‬‬ ‫اينترديجيتال با ابعاد مختلف، مي توان شبيه سازي  EM تمام موج انجام داد. ابعاد مورد نياز طوري پيدا‬ مي شوند تا پارامترهاي ادميتانس به دست آمده‬  Y12=Y21 در فركانس قطع fc ‫برابر C1 cω -j باشد.‬          
‫ ‬‫خازن اينترديجيتال به دست آمده با اين روش شامل 10 شاخه مي باشد، كه هر كدامشان 10mm‬ طول و 0.3mm پهنا دارند و با فاصله¬ی 0.2mm در مجاورت هم قرار گرفته اند. ابعاد استاب مدار بسته نظير پهنا‬ ‫و طول را مي¬توان از روي رابطه ی زير به دست آورد:‬

 

 فصل پنجم‬
‫فيلترهاي ميان¬نگذر‬میکرواستریپی
‫‪Bandstop Microstrip Lines Filters‬‬


5– ۱– مقدمه:

در اين فصل در مورد بعضي از انواع فيلترهاي ميكرواستريپي ميان نگذر بحث خواهيم كرد. اين بحث ها‬ ‫شامل عناصر شبه فشرده، فيلترهاي ميان نگذر‐ باند باريك، باند گسترده و باند توقف، فيلترهاي ميان‬نگذر با استفاده از استاب هاي اتصال باز و معادله هاي طراحي‫مي باشد.‬

‫5– 2– فيلترهاي ميان نگذر  – باند باريك‬
‫شكل 5‐۱ دو نوع تركيب از‬ TEM ‫يا شبه  TEM‫فيلترهاي ميان نگذر باند باريك را نشان مي-دهد.‬ در شكل 5‐۱ (a)‬خط انتقال اصلي به طور الكتريكي به تشديدكننده¬هاي نصف طول موج، كوپل شده است.‬ ‫در حالي كه در شكل5 ‐۱(b)‬ خط انتقال به طور مغناطيسي به تشديدكننده هاي نصف طول موج سنجاقي‬‫ شكل كوپل شده است. در هر دو حالت تشديدكننده ها به اندازه ی يك چهارم طول موج از‬ ‫همديگر فاصله دارند. ممكن است به جاي تشديدكننده هاي نصف طول موج مدار باز از تشديدكننده‬هاي يك چهارم طول موج مدار بسته كه از يك طرف به جایي وصل نمي باشند استفاده شود. يك روش‬ ‫ساده و كلي براي طراحي فيلترهاي ميان نگذر باند باريك را که بر اساس پارامترهاي شيب راكتانس/ سوسپتانس‬ ‫تشديدكننده ها مي باشد، براي طراحي فيلترهاي ميان نگذر مدل پايين گذر به كار مي بريم. تغيير‬ ‫مشخصات پايين گذر به ميان نگذر را مي توان با نگاشت فركانسي زیر اجرا كرد؛

                          (5‐۱)‬


در روابط فوق ‬Ω فركانس متغير نرماليزه شده در مدل پايين گذر مي باشد،‬ cΩ فركانس قطع،‬ 0ω فركانس باند مركزي،‬ FBW كسري از پهناي باند فيلتر ميان نگذر مي باشند.‬ 1ω ‫و 2ω ‫فركانس هاي باند‬ لبه اي هستند كه در شكل 5‐۲ نشان داده شده است.

شكل(5‐1)TEM‫يا شبه TEM فيلترهاي ميان نگذر باند باريك با (a)‬ كوپلينگ الكتريكي (b)‬ كوپلينگ ‬مغناطيسي.‬


شكل (5‐2) مشخصه فركانسي فيلتر ميان نگذر همراه با فركانس مركزي و فركانس هاي لبه اي، (a)‬ مشخصه چبي¬شف،    (b)‬ مشخصه باترورث

دو مدار معادل براي فيلترهاي ميان نگذر شكل 5‐۱‬‫در شكل 5‐۳ نشان داده شده است. كه ‬ Z0‫ و‬  Y0به ترتيب امپدانس و ادميتانس ترمينال هاي ورودي‬و خروجي را مشخص مي كنند. ‫‬ ZU و YU ‬مشخصه هاي امپدانس و ادميتانس هاي وارونگر ‫مي باشند و تمام پارامترهاي مدار شامل اندوكتانس‬ Li ‫و كپاسيتانس  Ci ‫از روي معادلات عناصر مدل‬ پايين گذر مشخص مي شوند. براي مدار شكل 5‐۳  (a)‬داريم:‬
‫‫                 (5‐۲)‬


‫در رابطه ی فوق،‬ giها  مقادير المان ها در مدل پايين گذر مي باشند و‬ xi ‫شيب راكتانس تشديدكننده هاي    سري شكل5‐۳ (b)‬ است. براي شاخه هاي سري در شكل 5‐۳ (b)‬ داريم:‬
‫               (‬5‐۳)

‫ biپارامترهاي شيب سوسپتانس تشديدكننده هاي موازي‐ سري مي باشد. براي يك مدل پايين گذر‬ ‫مشخص شده با مقدار عناصر معين، پارامترهاي شيب سوسپتانس‐ راكتانس با استفاده از معادلات (5‐۲)‬ ‫و (5‐۳) به راحتي به دست مي آيند.‬


شكل(5‐3) مدار معادل فيلترهاي ميان نگذر، )‪L :(a‬ و ‪ C‬سري در تركيب موازي، ‪ L :(b)‬و‪ C ‬موازي در تركيب سري
گام بعدي طراحي تشديدكننده هاي ميان نگذر ميكرواستريپي مانند شكل ۶‐۱ مي باشد كه پارامترهاي ‫شيب شان مشخص شده باشند. حال ‫يك شبكه ی دو پورتي با يك شاخه¬ی موازي ‬‫را در نظر بگيريد؛ نظير شكل 5‐۳‬ (a). ‬ پارامترهاي انتقال براي اين شبكه دو پورتي با امپدانس ورودي و خروجيZ0‬ به صورت زير‬ ‫مشخص مي¬شوند؛‬
‫                      (5‐۴)‬
‫اگر در حالت باند باريك‬  در نظر بگيريم و‬  ‫باشد، در اين صورت‬ امپدانس موازي تقريبا به صورت زير مي باشد:‬

 

 

فصل ششم
طراحی فیلتر میکرواستریپی میان گذر باند X با پهنای باند 20%


طراحی فیلتر میکرواستریپی میانگذر باند X با پهنای باند 20%

در این فصل قصد داریم یک فیلتر میکرواستریپی میان¬گذر باند X با پهنای باند 20% طراحی کنیم. با توجه به این که فرکانس میانی بالایی داریم، پس 20%  پهنای باند بالایی محسوب میگردد. پس روش طراحی ما باید به گونه¬ای باشد که جواب¬گوی این پهنای باند بالا در فرکانس میانی مربوطه باشد. برای این منظور ما از روش طراحی فیلتر میکرواستریپی خطوط کوپل شدهی موازی  استفاده می¬کنیم.
حال رنج فرکانس را 8GHz الی (f0=9GHz)10GHz، درجه فیلتر را 5 (n=5) و تقریب را از نوع چبیشف با ریپل باند عبور 0.1dB انتخاب می کنیم.
 با توجه به درجه و ریپل باند عبور انتخابی با استفاده از جدول 2-2 عناصر مورد نیاز برای این فیلتر را استخراج می کنیم.

برای طراحی این فیلتر از یک ساباستریت با r=10.2 ‬ε و h=0.64mm استفاده می¬کنیم.
برای اولین ساختار کوپلینگ داریم:
                    (6-2)

برای ساختار کوپلینگ میانی:
         (6-3)
برای ساختار کوپلینگ نهایی:
                  (6-4)
پس از بدست آوردن روابط فوق اکنون زمان آن می رسد که  Z0eو  Z0oرا با استفاده از معادلات زیر به دست آوریم:
                 (6-5)

که در آنها Y0=1/Z0=1/50 میباشد.
پارامترهای بدست آمده جهت طراح فیلتر، در جدول 6-1 لیست شده است.

جدول (6-1) پارامترهای طراحی فیلتر میانگذر میکرواستریپی درجه 5 با کوپل موازی

با دستیابی به Z0e و Z0o می توان به روش اختر زاد، مقادیر W و S را بدست آورد. به این صورت که ابتدا امپدانس مشخصه را برای تک مود های زوج و فرد به دست می آوریم:
               (6-6)
 

و از آنجا:
   (6-7)
 

حال از روابط بدست آمده ی فوق، w/h را برای تک مودهای زوج و فرد را به دست میآوریم:
                (6-8)
    
 

اکنون با استفاده از نمودار زیر و تلاقی منحنی های تک مود زوج و فرد، می توان w/h ها و همچنین s/hها را به دست آورد.


شکل (6-1) نمودار، جهت بدست آوردن w/hها و s/hها

در این قسمت باید طولهای خطوط میکرواستریپ را محاسبه کنیم، برای این منظور از فرمول های زیر استفاده می کنیم:
                     (6-9)
ضریب گذر دهی موثر از روابط زیر به دست می¬آید:
 برای w/h>1.3:
          (6-10)
 
برای w/h<1.3:
         (6-11)
همچنین مقدار طولی که به سبب خاصیت انتها باز کاهش می یابد، از م

 

 

فصل هفتم
نتیجه گیری


نتیجه گیری:

در فیلترها ی کوپل موازی ( کوپل لبه¬ای )، ترکیب موازی تشدیدکنندهها با فاصلههای مفروض از یکدیگر، کوپلاژ بیشتری را ارائه میدهند. بنابراین این روش طراحی هم پهنای باند مورد نیاز ما را تامین می¬کند و هم تلفات کمتری نسبت به روشهای دیگر در این رنج فرکانسی بالا دارد.
 ولی اگر ما از روش دیگری مثل فیلترهای میانگذر با استاب های میکرو استریپی برابر 4/λg0   استفاده کنیم؛ با این که این روش نیز برای فیلترهای با پهنای باند بالا کاربرد دارد؛ اما در این رنج فرکانسی بالا، عرض استابها آنقدر زیاد می شود که در عمل جواب نخواهیم گرفت. در واقع روش انتخابی در عمل بهترین جواب را نسبت به روشهای دیگر دارد.
در واقع مهمترین اصل در طراحی فیلتر انتخاب یک روش طراحی مناسب با توجه به مشخصات فیلتر مد نظر می باشد که این امر مستلزم شناخت نسبت به روش¬های طراحی می باشد.
طراحی فیلترهای میکرواستریپی دارای پیچیده گی های خاص خود میباشد. اگر در طراحی خود از یک روند منطقی و مرحله به مرحله پیروی کنیم، کمتر دچار سردرگمی خواهیم شد. براي طراحي يك فيلتر ميكرواستريپی موارد زير به طور جمع بندي شده پيشنهاد ‫ميگردد:


‫۱‐ ابتدا نوع فيلتر را از نظر پايين گذر، ميان گذر، بالاگذر يا ميان نگذر انتخاب مي كنيم.
‫۲‐ انتخاب تركيب فيلتر از قبيل تزويج از انتها، تزويج از لبه ها، شانه اي، اينترديجيتال و...
‫۳‐ انتخاب فركانس قطع، فركانس مركزي، فركانس هاي لبه و فركانس شروع براي هركدام از مدل هاي ‫فوق. مثلا اگر فيلتر ميان گذر طراحي مي كنيم بايد فركانس مركزي را انتخاب كنيم يا در نوع پايين گذر ‫بايد فركانس قطع را انتخاب كنيم.
‫۴‐ پس از انتخاب فركانس، بايد پهناي باند را انتخاب كنيم. معمولا پهناي باند درصدي يا كسري از‫ ‫فركانس مركزي مي باشد. ‫پهناي باند بر اساس نياز تعيين مي شود. مثلا نياز باشد فيلتري را طراحي كنيم كه پهناي باند آن پهناي باند‫ ‫فركانسي يك رادار باشد.
‫۵‐ پس از انتخاب پهناي باند بايد درجه ی فيلتر را تعيين كنيم. در فيلترهاي ميكرواستريپ درجه ی فيلتر همان ‫تعداد خطوط تزويج كننده به جز خطوط متصل به ترمينال ها ميباشند. تعداد قطب هاي يك فيلتر نيز همان ‫درجه ی فيلتر مي باشند. توجه شود كه هرچه درجه ی يك فيلتر بالا باشد، آن فيلتر باند حذف تندي  خواهد ‫داشت. مثلا اگر بخواهيم فيلتر ما در دو برابر فركانس مركزي خود افت زيادي داشته باشد، بايد درجه ی‫ ‫فيلتر را زياد انتخاب كنيم.
‫۶‐ پس از انتخاب درجه ی فيلتر بايد مدل تقريبي كه ميخواهيم به كار بريم را انتخاب كنيم. مثلا تقريب ‫باترورث، چبيشف، چبيشف معكوس و الپتيك.
‫در هر يك از تقريب هاي فوق ابتدا از يك مدل فيلتر پايينگذر كمك مي گيريم.
‫۷‐ در اين مرحله بايد ريپل باند عبور را انتخاب كنيم. انتخاب ريپل باند عبور در طراحي الزامي است.
‫۸‐ پس از انتخاب ريپل باند عبور، با توجه به مقدار ريپل و درجه فيلتر به جدول هاي 2‐۱، 2‐۲ يا 2‐۳، ‫كه هر كدام از اين جدول ها براي تقريب هاي مختلف مي باشد، مراجعه نموده و تعداد عناصر (‪gها ی) مورد ‫استفاده در طراحي فيلتر را انتخاب مي كنيم. تعداد عناصر يكي بيشتر از درجه ی فيلتر مي باشند. ‫مثلا اگر درجه فيلتر را برابر ۵ انتخاب تعداد عناصر (‪gها)  ‫برابر ۶ مي باشند.
‫۹‐ پس از انتخاب ‪gها با توجه به روابط گفته شده در طراحي فيلترهاي ميكرواستريپ و كمك گرفتن از ‫مثال هاي طراحي، امپدانس ها و سوسپتانس ها را به دست مي آوريم.
‫10‐ پس از مراحل فوق مقدار خازن هاي شكاف ها را با استفاده از روابط گفته شده به دست مي آوريم.
‫‫۱۱‐ پس از به دست آوردن مقدار خازن ها، مقادير ‪ Sijها را ‫كه همان فاصله ی بين شكاف ها مي باشند را به دست آوريم.
‫۲۱‐ پس از مراحل فوق طول هاي فيزيكي  (θ)المان ها را با توجه به روابط داده شده، به دست مي-آوريم.
‫۳۱‐ در اينجا بايد نوع زيرلايه اي كه فيلتر روي آن تحقق يابد را انتخاب كنيم. هر شركت سازنده، ‫مشخصات نظير؛ ثابت دي الكتريك، ارتفاع ساب استريت و ضخامت مس روي ساب استريت را ‫ارائه مي دهد.

پس از انجام مراحل فوق، ابعاد نهايي فيلتر به دست مي آيند. و به راحتي قابل تحقق روي ساب استريت‫ مي باشد. شما مي توانيد قبل از پياده سازي فيلتر، ابعاد به دست آمده را در هر يك از نرم افزارهاي   ‫‪AWR Design Environment، Serenade،  Ansoftپياده سازي و شبيه سازي لازم را انجام دهيد. سپس فيلتر طراحي شده را بسازيد..

 

فهرست مطالب

فصل اول: آشنايي با خطوط ميكرواستريپ
‫ 1-1- مقدمه    2
‫ 1-2- ساختار ميكرواستريپ    2
‫1-3- تقريب شبه  TEM    3
‫‫1-4- طول موج هدايت شده، ثابت انتشار، سرعت فاز و طول الكتريكي    6
‫1-5- اثر ضخامت مس و جعبه روي ساب استريت    7
‫1-6- انتشار و افت در خطوط ميكرواستريپ    8
‫1-7- امواج سطحي    11
‫1-8- خطوط كوپل كننده و ظرفيت خازني حالت زوج و فرد    11
‫1-9- حالت هاي زوج و فرد مشخصه هاي امپدانس و ثابت دي الكتريك موثر    14
‫1-10- معادله هاي دقيق طراحي    15
‫1-11- خطوط ميكرواستريپ منقطع    17
‫1-۱1-۱- پله ها در پهناي خط ميكرواستريپ    17
‫1-11-۲- خط ميكرواستريپ انتها باز    18
‫1-11-۳- شكاف ها در خطوط ميكرواستريپ    19
‫1-11-۴- زانو يا خميدگي در خطوط ميكرواستريپ    20
‫‫1-۱2- اجزاي ميكرواستريپ    21
‫1- ۱2-۱- سلف ها و خازن هاي فشرده    22
‫1-۱2-۲- عناصر شبه فشرده    27
‫1-13- تشديدكننده ها و بررسي افت در آن ها    31
‫1-14- ساختارهاي ديگري از خطوط ميكرواستريپ    38

فصل دوم: فيلترهاي پايين گذر میکرواستریپی
‫2-۱- مقدمه    42
‫2-2- فيلترهاي امپدانس پله اي و پايين گذر نردباني شكل L-C    42
‫2-3- فيلترهاي نردباني شكل پايين گذر L-C با استفاده از استاب هاي ميكرواستريپ    49
‫‫2-4- فيلترهاي پايين گذر نيمه فشرده داراي فركانس محدود و قطب هاي تضعيف كننده    53


فصل سوم: فيلترهاي ميان گذر میکرواستریپی
‫3-۱- مقدمه    57
‫3-2- فيلترها با تشديدكننده هاي برابر نصف طول موج هدايت شده و كوپل از انتها    57
‫3-3- فيلترهاي تشديدكننده نصف طول موج و كوپل از لبه    63
‫3-4- فيلترهاي ميان گذر سنجاقي شكل    65
‫3-5- فيلترهاي ميان گذر اينترديجيتال    68
‫3-6- مثال طراحي با خطوط كوپل كننده نامشابه ( نامتقارن )    74
‫3-7- مثال طراحي با خطوط كوپل كننده مشابه ( متقارن )    78
‫3-8- فيلترهاي ميان گذر شانه اي    81
‫3-9- فيلترهاي ميان گذر با استاب هاي ميكرواستريپي    85
‫3-9-۱- فيلترهاي استابي ميكرواستريپي اتصال كوتاه با طول 4/λg0    85
‫3-9-۲- فيلترهاي استابي ميكرواستريپي اتصال باز با طول 2/λg0    87

فصل چهارم: فيلترهاي بالاگذر میکرواستریپی
‫4-۱- مقدمه    91
‫4-2- فيلترهاي بالاگذر با عناصر شبه فشرده    91
‫4-3- فيلترهاي بالاگذر با توزيع بهينه    96

فصل پنجم: فيلترهاي ميان نگذرمیکرواستریپی
‫5-۱- مقدمه    101
‫5-2- فيلترهاي ميان نگذر   باند باريك    101
‫5-3- فيلترهاي ميان  نگذر با استفاده از استاب هاي اتصال باز    108
5-3-1- اتحاهاي كرودا (Kuroda):    112


فصل  ششم:

طراحی فیلتر میکرواستریپی میان گذر باند X با پهنای باند 20%   126

 

فصل هفتم: نتیجه گیری
مراجع:    128
پیوست ها:    129

 

 

دانلود پایان نامه رشته برق مخابرات طراحی فیلتر میکرواستریپی میان گذر باند X با پهنای باند20%     دانلود پایان نامه اماده رشته مخابرات دانلود پایان نامه رشته برق  دانلود پایان نامه اماده با موضوع   طراحی فیلتر میکرواستریپی میان گذر باند X  طراحی فیلتر میکرواستریپی میان گذر باند X  خطوط میکرواستریپ  ساب استریت , فیلتر, پهنای باند

 



برای دریافت کامل فایل با پرداخت انلاین , انلاین دانلود کنید

روش دانلود فایل :
 
1.کلیک گزینه خرید.
2.پرداخت توسط کلیه کارت های عضو شتاب
3.کلیک بر گزینه ( بازگشت به سایت  پذیرنده )
4.دانلود فایل مورد نظر

 

تبلیغات
Rozblog.com رز بلاگ - متفاوت ترين سرويس سایت ساز
درباره ما
Profile Pic
دانلود پروژه، پایان نامه و کاراموزی های دانشجویی
اطلاعات کاربری
نام کاربری :
رمز عبور :
  • فراموشی رمز عبور؟
  • موضوعات

  • پایان نامه
  • پروپوزال
  • کاراموزی
  • علوم دامی اصول تغذیه گاو شیری و ...
  • تحقیقات جامع کشاورزی
  • گیاهشناسی"حشره شناسی"فیزیک"اکولوزی"هواشناسی و...
  • ماشین الات
  • طرح توجیهی/نمونه سوال؟کتاب
  • طرح توجیهی/مقاله/پروژه

  • ژنتیک
  • حشره شناسی
  • باغبانی
  • شیمی

  • جانورشناسی
  • دانشگاه پیام نور تفرش
  • هواشناسی
  • زراعت
  • تصاویر کشاورزی
  • پاورپوینت
  • پروژه
  • هورمون های گیاهی
  • مقالات رشته حسابداری
    آمار سایت
  • کل مطالب : 508
  • کل نظرات : 592
  • افراد آنلاین : 17
  • تعداد اعضا : 2809
  • آی پی امروز : 501
  • آی پی دیروز : 1077
  • بازدید امروز : 1,513
  • باردید دیروز : 3,043
  • گوگل امروز : 413
  • گوگل دیروز : 924
  • بازدید هفته : 15,582
  • بازدید ماه : 7,242
  • بازدید سال : 768,646
  • بازدید کلی : 1,796,099
  • خوش امدگویی
    اميد است سير و سرچ در اين مجموعه افزايش بار اندوخته هاي علمي دوستان دانش دوست و پژوهشگر، را سبب شود در اين اثني ما را با رهنمود هاي ناب خويش راهنمايي نماييد.