طراحی و پیاده‌سازی یک تریپلکسر مایکروویوی در بستر خط نواری معلق در محدوده فرکانسی DC-18 GHz

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

چکیده

این مقاله فرایند طراحی، بهینه‌سازی و نتایج ساخت یک تریپلکسر در بسترخط نواری معلق را شرح می‌دهد. این تریپلکسر، سیگنال ورودی در محدوده فرکانسی GHz 18 – DC را جهت تسهیل پردازش سیگنال در باند میانی، به سه کانال فرکانسی GHz 2-DC ، GHz ۲-۶و GHz ۱۸-۶، با ایزولاسیون بالاتر از dB ۵0 نسبت به یکدیگر و تلف عبوری کمتر از dB 1 تفکیک می‌کند. برای جداسازی این بازه‌های فرکانسی از فیلترهای پایین‌گذر و شبه‌بالا‌گذر استفاده شده‌است که به وسیله پیوندگاه‌های مناسب به یکدیگر متصل شده‌اند. برای تحقق فیلترها از فیلتر نمونه پایین‌گذر چبی‌شف تعمیم‌یافته بهره گرفته‌ شده‌است تا ضمن دست‌یابی به کانال‌های فیلتری با قابلیت گزینش بالا و شیب سریع در افت پاسخ باند ممنوعه، امکان پیاده‌سازی آن‌ها به صورت مدارچاپی و با تکنولوژی ساخت ارزان‌قیمت موجود در کشور میسر باشد. همچنین به منظور تطبیق امپدانس و دست‌یابی به فیلترهای پهن‌باند از رزوناتورهای امپدانس پله‌ای استفاده شده‌است. زیرلایه مورد استفاده، RT/duroid5880 با ضخامت 254/0 میلی‌متر و ضریب گذردهی نسبی 2/2 می‌باشد که به طور متقارن در یک کانال موجبری قرار گرفته‌است و امکان تحقق تریپلکسر با کانال‌های فرکانسی به‌هم‌پیوسته و پهن‌باند با تلف عبوری کم، شیب سریع در افت پاسخ باند ممنوعه و ایزولاسیون بالا را فراهم کرده‌است. از تریپلکسر طراحی‌شده می توان در سامانه های گیرنده هشدار راداری(RWR) و سامانه‌های هوش الکترونیکی(ELINT) استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Design and Implementation of a DC- 18 GHz Microwave Triplexer in Suspended Stripline Technology

نویسندگان [English]

  • S. M. Miri 1
  • K. Mohammadpour Aghdam 2
  • S.O. Miri 3
1 School of Electrical and Computer Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran. 2 School of Electrical and Computer Engineering,
2 School of Electrical and Computer Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
3 School of Electrical and Computer Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
چکیده [English]

This paper presents design, optimization and measurement results of a microwave triplexer implemented using suspended stripline technology to separate DC-18 GHz input signal into three jointed frequency ranges of DC-2 GHz, 2-6 GHz and 6-18 GHz with VSWR better than 2, isolation higher than 50 dB and insertion loss better than 1 dB. The proposed triplexer consists of lowpass and pseudo-highpass filter channels connected by suitable high and low impedance T-junctions. These filters are realized using generalized Chebyshev lowpass prototype to achieve high selectivity and sharp band-edge roll-off with ease in implementation by using printed circuit board technology. Stepped impedance resonators are used to achieve a better impedance matching and wideband response. The triplexer pattern is implemented on a 0.254 mm-thick RT/duroid 5880 substrate with dielectric constant of 2.2, suspended symmetrically between two ground planes which enables the realization of a contiguous triplexer with low insertion loss, high selectivity and high isolation. This Triplexer can be used in Radar warning receivers and electronic intelligent systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Triplexer
  • suspended stripline
  • multiplexer
  • lowpass filter
  • bandpass filter
  • generalized chebyshev

مراجع

[1] Moloudian, G.,and Dousti, M., "Design and fabrication of a compact microstrip lowpass-bandpass diplexer with high isolation for telecommunication applications", International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering, Vol. 28, No. 5, p.e21248 , 2018.
[2] Chen, F. C., Qiu, J. M., Hu, H. T., Chu, Q. X., Lancaster, M. J., "Design of microstrip lowpass-bandpass triplexer with high isolation", IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 25, No. 12, pp. 805-807, 2015.
[3] Danaeian, M., Design and Fabrication of the miniaturized ultra-wide band pass filter using the microstrip rectangular ring loaded by open stubs, Journal of Applied Electromagnetics, Vol. 8, No. 2, pp. 9-15, 2020.(In Persian)
[4] Zhu, L., Mansour, R. R., Yu, M., "Compact waveguide dual-band filters and diplexers", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 65, No. 5, pp. 1525-1533, 2017.
[5] مهدی درویشی بهلولی، سیداسماعیل حسینی، وحیدرضا باقری، حبیب­اله عبیری، «طراحی و شبیه­سازی پلارایزر-دیپلکسر موجبری باند Ka با دو پلاریزاسیون دایروی در دو باند فرکانسی با استفاده از ساختار تیغه­ای»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 48، شماره 3، صفحات 1117-1129، 1397.
[6] پژمان محمدی، علی بنی هاشم، «دیپلکسر با رزوناتورهای حلقوی مکمل شکاف­دار به شکل S خم­شده در کاربردهای LTE»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 49، شماره 2، صفحات 859-864، 1398.
[7] Boes, F., Gramlich, G., Kretschmann, M., Marahrens, S. and Zwick, T., "Ultrabroadband diplexers for next-generation high-frequency measurement applications", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 68, No. 6, pp. 2161-2167, 2020.
[8] Boes, F., Kretschmann, M., Marahrens, S. and Zwick, T., "Design and characterization of broadband triplexers", in IEEE MTT-S International Microwave Workshop Series on Advanced Materials and Processes for RF and THz Applications, 2019, pp. 76-78.
[9] Shin, S., Naglich, E., "Broadband Contiguous Multiplexer Design using wideband pseudo-highpass channel filters", in International Microwave Symposium, June 2018, pp. 533-536.
[10] Soeung, S., Yang, S.W., Cheab, S. and Ng, G.S. "High Rejection Highpass Filter for Wideband Applications Using Suspended Stripline Technology." 2022 International Conference on Future Trends in Smart Communities (ICFTSC). IEEE, 2022.
[11] Stefański, R. Ratajczyk, R. and Jarosław S. "High Isolation X-band and S-band Diplexers in Economical Technologies for Space Applications." 2022 24th International Microwave and Radar Conference (MIKON). IEEE, 2022.
[12] Rehner, R., Sterns, M., Schneiderbanger, D., Martius, S., Schmidt, L. P., "A quasi-lumped ultra-broadband contiguous SSL-diplexer from DC to 80 GHz", in Proceeding of International Microwave Symposium Digest, June 2009, pp. 1037-1040.
[13] Ashiq, I., Khanna, A. P. S., "Ultra-broadband contiguous planar DC-35-65 GHz diplexer using softboard suspended stripline technology", in Proceedings of International Microwave Symposium Digest, 2013, pp. 1-4.
[14] Miri, S. M., Mohammadpour-Aghdam, K., and Miri, S. O., “A wideband, sharp roll-off U-band diplexer in suspended stripline technology,” International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering, 2019.
[15] Boes, F., Kretschmann, M., Marahrens, S. and Zwick, T. "Design and Tolerance Analysis of Cascaded Broadband Contiguous Microwave Diplexers." 2020 German Microwave Conference (GeMiC). IEEE, 2020.
[16] De Assuncao, E. P., De Menezes, L. R. A. X., Abdalla, H., "Microwave multiplexers using complementary triplexer filters", in IEEE International Microwave and Optoelectronics Conference, 1999, Vol. 1, pp. 169-173.
[17] Alseyab, S. A., "A novel class of generalized chebyshev low-pass prototype for suspended substrate stripline filters", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 30, No. 9, pp. 1341-1347, 1982.
[18] Packiaraj, D., Kalghatgi, A. T., Ramesh, M., Reddy, V. S., "Design of wideband diplexer in suspended substrate stripline medium", International Journal of RF Microwave Computer-Aided Engineering, Vol. 16, No. 6, pp. 625-628, 2006.
[19] Rhodes, J. D., Alseyab, S. A., "The generalized chebyshev low-pass prototype filter", International Journal of Circuit Theory and Application, Vol. 8, pp. 113-125, 1980.
[20] Hunter, I., Theory and Design of Microwave Filters, London: The Institution of Engineering and Technology, 2001, pp. 151-165.
[21] Miri, S. M., Mohammadpour-Aghdam, K., and Miri, S. O., "Highly selective lowpass filter with wide stopband in suspended stripline technology for millimeter-wave diplexer applications", AUT Journal of Electrical Engineering, Vol. 51, No. 2, pp. 131-138, 2019.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار