Yazar:
İsmail Oğuz Saylan
Yıl:
2019
Özet:
Filtreler, elektronik sistemlerde önemini ve gerekliliğini korumakta ve son yıllarda yeni teknolojilerin ortaya çıkmasındaki hız ile birlikte filtre talepleri artmaktadır. Haberleşme sistemindeki yeni teknolojilerden birisi 5G’dir. Haberleşme sisteminde ortaya çıkan her yeni teknoloji ile birlikte, mevcut frekans bantlarının kullanımı artmış veya yeni frekans bant tahsisleri yapılmıştır. Yeni frekans dağılımlarının bir sonucu olarak, birbirine çok yakın bitişik frekans bantları meydana gelmektedir. Filtreler, taşınan sinyale girişimi önlemek için iletişim sistemlerinin temel parçasıdır. Alçak geçiren, yüksek geçiren, bant geçiren veya bant durduran, haberleşme sistemlerinde kullanılan farklı filtre tipleridir. Bant geçiren filtre, belirli bir frekans aralığındaki sinyali iletmek ve bu aralığın dışındaki sinyalleri söndürmek için kullanılabilir. Frekans bandı veya filtrenin kullanılacağı uygulamaya göre, filtre teknolojisi seçilebilir. Toplu elemanlı filtreler kompakt tasarımlar için pratik değil ve yüksek frekanslarda güvenilir değildir, çünkü sinyalin dalga boyu devrenin fiziksel boyutlarından çok daha küçüktür. Dağılmış elemanlı filtre; yüksek dielektrik sabitiyle yüksek frekanslı uygulamalar için kullanılabilir, düşük kayıplıdır ve haberleşme sistemlerinde filtre topolojisine göre iletim hatlarına uygulanması kolaydır. Bu yüksek lisans tez çalışmasında, paralel kuplajlı mikro şerit bant geçiren filtre, 5G (n78 bant; 3400 MHz-3600 MHz) uygulamalarında taşınan sinyallere bitişik bantlardan gelen girişimleri önlemek için tasarlandı, simüle edildi, optimize edildi ve gerçeklendi. Tasarımda ve filtrenin gerçeklenmesinde, dielektrik sabitli ε_r=3.48 RO4350 (Rogers) alt katman malzemesi olarak seçildi. Filtre tasarımında, geçiş bandında 0.5 dB dalgalanmalı Chebyshev alçak geçiren filtre prototipi kullanıldı. Beşinci derece paralel kuplajlı mikro şerit bant geçiren filtre, 200 MHz bant genişliği ve merkezi frekans 3.5 GHz ile tasarlanmıştır. Simülasyon sonuçlarına göre; 3.5 GHz merkez frekansında araya girme kaybı s_21=-3.49 dB geri dönüş kaybı s_11=-16.94 dB’ dir ve -3 dB bant genişliği, üst ve alt kesim frekansların sırasıyla 3617 MHz ve 3418 MHz olduğu 199 MHz’ dir. Bant durdurma bastırması, 3.3 GHz’ de -33.33 dB ve 3.8 GHz’de -50.81 dB’ dir. Tasarlanan filtre gerçeklendi ve ölçüldü; 3.5 GHz merkez frekansında araya girme kaybı s_21-3.23 dB, geri dönüş kaybı s_11-27.84 dB’ dir ve -3 dB bant genişliği, üst ve alt frekansların sırasıyla 3615 MHz ve 3382 MHz olduğu 233 MHz’ dir. Bant durdurma bastırması, 3.3 GHz’ de -22.45 dB ve 3.8 GHz’ de -41.99 dB’ dir. Gerçeklenen filtrenin ölçümü ve tasarlanan filtre simülasyonu, filtre cevabında benzer sonuçlara sahiptir. Tasarlanan filtre gerçeklendi ve sonuçta düşük araya girme kaybı, düşük gerçekleme maliyeti ve yüksek söndürme özelliği elde edildi. Tasarlanan filtrenin uygulama alanı boyutlarında herhangi bir sınırlama yoksa, bu gerçeklenmiş filtre, düşük maliyetli çözümler için avantaj sağlar.