Disseny d’un filtre planar en banda L per aplicacions espacials

Abstract

Aquest projecte tracta sobre la síntesi i el disseny de filtres microones en banda L, utilitzant ressonadors amb pèrdues, per aplicacions espacials. El filtre dissenyat serà implementat mitjançant tecnologia microstrip, sobre substrat Rogers RO3010 i s’estudiaran breument mecanismes de control de qualitat dels ressonadors que formaran el filtre. La síntesi inicial del filtre es basa en el mètode tradicional de disseny (prototip passabaix), tot i que el tret diferencial en aquest procés és l’ús d’una nova tècnica que permetrà obtenir unes pèrdues d’inserció constants a la banda de pas amb una planicitat comparable a la d’un filtre realitzat amb ressonadors ideals. Aquesta nova tècnica de disseny, permet obtenir filtres amb una resposta freqüencial com la que s’obtindria amb filtres formats per ressonadors amb factors de qualitat de l’ordre de 10000, mentre que els ressonadors utilitzats en aquest projecte són de l’ordre de 180. Aquesta disminució en el factor de qualitat dels ressonadors permetrà utilitzar estructures amb unes dimensions molt més petites, factor determinant en sistemes espacials. Un cop obtinguda la matriu d’acoblaments mitjançant el prototip pasabaixos, aquesta serà escalada per aconseguir que el disseny sigui vàlid tenint en compte les pèrdues dels ressonadors. A continuació, a la matriu resultant, se li aplicaran una sèrie de transformacions. Aquestes transformacions es basen en rotacions dels elements de la matriu per l’obtenció d’una altra matriu que satisfaci les restriccions del disseny. En primer lloc s’aplicarà una rotació matricial trigonomètrica per canviar la topologia de la matriu, de TCM (Transversal Coupling Matrix) a FCM (Folded Coupling Matrix). Seguidament s’aplicarà una segona tècnica de transformació matricial (rotació hiperbòlica) amb l’objectiu de distribuir les pèrdues existents uniformement entre tots els ressonadors. Aquests ressonadors seran descrits a continuació, així com les possibles tècniques d’acoblament que poden ser utilitzades per al disseny final del filtre. Per últim, serà descrit el procés de disseny del filtre real, assistit pel software de simulació ADS-AGILENT.