طراحی فیلتر میانگذر با استفاده از سطوح انتخابگر فرکانس

سطوح انتخابگر فرکانس یا fss در مایکروویو کاربرد زیادی دارند و به عنوان فیلترهای سه بعدی در بسیاری از ادوات مایکروویو به کار می روند. این سطوح ساختارهای متناوبی هستند که امکان فیلترینگ فرکانسی امواج الکترومغناطیسی ورودی را فراهم می کنند. از مهمترین کاربردهای سطوح انتخابگر فرکانس که در سال 1960 ارائه شد می توان به فیلترهای فرکانسی در سیستم های آنتنی رفلکتوری ،رادوم ها، سیستم های چند تغذیه ای برای مخابرات ماهواره ای و پوشش رادار اشاره کرد. یکی از ساده ترین و قابل لمس ترین کاربردهای آن در اجاق مایکروفر می باشد. در روی درب اجاق مایکروفر یک صفحه با عناصر حلقوی بر روی آن قرار دارد که در فرکانس ghz2.45 تشدید می کند و اجازه عبور موج به بیرون را نمی دهد. در حین پخت غذا قابل مشاهده است، ولی امواج بیرون نمی آید. با توجه به کاربرد های زیاد fss که به عنوان فیلتر در باند های مایکروویو و اپتیک بکار می روند، در دو دهه اخیر کاربرد آنها بسیار توسعه یافته است. جدا از مباحث عملی، روش های عددی بسیاری برای تحلیل آنها وجود دارد که دید الکترومغناطیسی گسترده ای در اختیار ما قرار خواهد داد. قابلیت های fss با اضافه شدن المان های اکتیو توسعه بیشتری پیدا کرده است[ - ]. مقالات زیادی در زمینه fss و کاربرد آن به چاپ رسیده است. مبنای این پایان نامه بر اساس آن است که بتوان به بوسیله مدار معادل از روش عددی دوری کرد تا یک دید عملی برای ساخت این عناصر پیدا کرد. در ضمن همزمان روش عددی برای تحلیل نیز بررسی می شود. در فصل اول به معرفی انواع صفحات و کاربردهای آنها پرداخته می شود. مبانی و اصول طراحی و شمای کلی برای انتخاب شکل و همچنین ملاحظات تئوری در این فصل به صورت کامل ارائه شده است. در فصل دوم یک روش تحلیل تئوری موسوم به شرط مرزی میانگین بررسی می شود که با تقریب درجه دوم یک شبکه از سیمهای موازی را که در طراحی قسمتی از فیلتر fss به صورت غیر مستقیم استفاده شده است، تحلیل می کند. رابطه بدست آمده برای شبکه توری در نهایت با رابطه بدست آمده از روش ممان که در ضمیمه اثبات شده، مقایسه می-شود. در این حالت یک مقدار معادل برای عرض نوارهای شبکه توری با قطر سیم های موازی بدست می آید. در فصل سوم روش اصلی برای تحلیل fss و آرایه ها که همان تئوری فلوکه است بطور کامل بررسی و معادلات آن استخراج می شود. در فصل چهارم فیلترهای طراحی شده توسط المان های کوچک شده تشریح و نتایج شبیه سازی و اندازه گیری با معادلات بدست آمده در همان فصل و فصول قبل مقایسه می شوند، یک نمونه از این فیلترها در باند x ساخته شد. که تطبیق بسیار خوبی بین نتایج اندازه گیری و شبیه سازی وجود داشت.