バンドストップ フィルター (BSF) は、無線周波数およびマイクロ波回路のアプリケーションに不可欠なコンポーネントの 1 つです。これらは、スプリアス信号と不要な広帯域ノイズを効果的に抑制し、目的の信号を通過させるために、RF ワイヤレス通信システムで広く使用されています。最近、BSF は受信機と送信機の両方で使用でき、性能を向上させるためにミキサー、発振器、増幅器などの非線形回路に統合されているため、科学者にとって魅力的な研究分野になっています。
この解析で検討した RF デバイスは、マイクロストリップ ライン (MSL) バンドストップ フィルター (BSF) で構成されており、1/4 波長の開回路スタブを使用しています。図 1 は、オープン メタル ハウジングを備えた 1 次狭帯域 BSF の提案された実装の作業プロトタイプを示しています。
明確に定義された環境条件下で特定の入力電力に対して達成される最大温度を予測するために、HFWorks ツールの熱連成でSパラメータスタディが使用されました。
実用的なプロトタイプは、標準的なプリント基板製造技術によって実現されました。回路は、50 の均一な幅のストリップラインで構成されています。 4 分の 1 波長中央開回路スタブによるインピーダンス。これは、図 2 に示すように、Megtron 6 基板 (Panasonic 製) とアルミニウム製のオープン メタル ハウジングに実装されています。幾何学的寸法の詳細を表 1 に示します。
形状パラメータ | 寸法 (mm) |
30 | |
25 | |
20 | |
0.93 | |
2 | |
4.3 | |
0.15 | |
5.93 |
HFWorks の S パラメータ ソルバーは、動作周波数範囲 [4GHz-16GHz] の熱ケースに連成して使用されます。使用した材料の特性を表 2 にまとめます。
材料 | 比誘電率 | 誘電正接 | 電気伝導率 (S/m) | 熱伝導率 (W/mK) |
メガトロン6 | 3.6 | 0.006 | 0 | 0.4 |
アルミニウム | 1 | 0 | 3.5 E+7 | 237 |
銅 | 1 | 0 | 5.96E+7 | 401 |
[4GHz-16GHz] の周波数範囲に対する高速掃引 S パラメータの調査により、10GHz の共振周波数に対する次の結果が明らかになりました。
次の図は、周波数に対する S パラメータの結果の 2D プロットを示しています。最も深い除去は、10GHz の中域周波数で約 25dB です。得られた 10dB 阻止帯域幅 =5.1%: [9.8GHz-10.41GHz]。
メインの電磁スタディを解いた後、HFWorks は熱負荷 (導体損失と誘電損失) を熱ソルバーに送ります。入力ポートに適用される 2W の電力励起下で、シミュレーションは、適用される熱境界条件を考慮することにより、BSF 全体の次の温度分布結果を明らかにしました。温度は 47°C の最大値に達し、参考文献 [1] による実験測定値とよく一致します。
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