Skip to main content
SUPERVISOR
Abolghasem Zeidaabadi Nezhad,Amir Borji
ابوالقاسم زیدابادی نژاد (استاد مشاور) امیر برجی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahbubeh Esmaeili
محبوبه اسمعیلی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Fast Extraction of Coupling Matrix for Diagnosis and Tuning of Multiple Coupled Resonator Filters
The design of multiple coupled resonator filters (MCRF) with finite transmission zeros has received considerable attention in recent years due to their superior selectivity, compact size, and low insertion loss compared with traditional all pole filters. Furthermore, real transmission zeros can be placed at desired frequencies to completely suppress specific interference signals while complex transmission zeros can be synthesized to equalize the group delay. However, tuning and design of these filters is a tedious and time consuming task even for experienced filter designers. The main goal of this research is to develop an efficient CAD tool for synthesis, design, tuning, and diagnosis of MCRF’s. The thesis is divided into two parts: in the first part, the synthesis of single and dual band filters is addressed and, in the second part, an efficient method for tuning and diagnosis is presented. An analytic method is available to synthesize the polynomials for single band filters with arbitrary transmission zeros while an optimization based approach is adopted for synthesizing the polynomials for dual band filters. After calculating the initial coupling matrix from the scattering parameters, an eigenvalue based optimization technique is applied to reduce the initial coupling matrix to an appropriate form for the desired filter topology. In the process of tuning, physical dimensions of the filter are adjusted so that the desired frequency response is achieved, i.e. the correct values of cross couplings, direct couplings, input/output couplings, and resonance frequencies are implemented. Therefore, an accurate diagnosis technique is required in order to extract the above parameters from the filter response so that the engineer can adjust the physical parameters towards achieving the desired response. In this thesis, a robust and efficient model based parameter extraction (MBPE) technique is utilized to extract the coupling matrix from the filter response. The proposed method is very fast and robust and can be used, with good accuracy, for low loss filters. After collecting frequency samples of the filtering function either from measurements (post fabrication tuning) or from electromagnetic simulations (during the design process), the Cauchy method is used to fit a rational function to the data. In the case of lossy filters, the effect of loss is removed by properly shifting the zeros and poles of the filtering function, thus a lossless model is obtained. Finally, using the Feldkeller’s equation, Keywords: multiple coupled resonator filters (MCRF), coupling matrix, model based parameter extraction method (MBPE),Cauchy method.
امروزه با گسترش روزافزون سیستم های مخابراتی مدرن و شلوغ شدن طیف فرکانسی، طراحی و تنظیم فیلترهای با تزویج چندگانه بین رزوناتورها (MCRF) ، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق که در دو بخش انجام شده است، تهیه یک بسته نرم افزاری کامل و کارا، برای طراحی و تنظیم فیلترهای MCRF مد نظر بوده است. در بخش اول روش های طراحی فیلترهای تک بانده و دو بانده، به صورت تحلیلی یا با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی، به طور کامل بررسی شده است. الگوریتم بهینه سازی به کار رفته برای سنتز فیلترهای دوبانده، در مقالات موجود در این زمینه، بدین شکل دیده نشده است. این الگوریتم ساده و سریع است و همواره همگرا می شود. با استفاده از روش های بررسی شده در این قسمت و با توجه به ویژگی های مطلوب فیلتر پارامترهای پراکندگی آن محاسبه می شود. در ادامه نحوه سنتز ماتریس تزویج فیلترهای MCRF با استفاده از پارامترهای پراکندگی و تبدیل آن به ماتریسی که از نظر عملی قابل تحقق باشد، شرح داده شده است. ماتریس تزویج استخراج شده در این قسمت به عنوان ماتریس تزویج دلخواه در فرایند تنظیم فیلتر مورد استفاده قرار می گیرد. برای اینکه فیلترهای مایکروویو پاسخ فرکانسی مطلوب مورد نظر را داشته باشند، باید پارامترهای فیلتر شامل فرکانس تشدید تک تک رزوناتورها، میزان تزویج بین آنها و نیز تزویج ورودی و خروجی، با دقت مناسبی تنظیم شود. به همین منظور در قسمت دوم تحقیق، الگوریتمی که اساس آن استخراج پارامترهای یک فیلتر مبتنی بر مدل سازی(MBPE) است، برای تنظیم فیلتر به طور کامل بیان شده است. MBPE طراحی شده در این تحقیق تلفیقی از الگوریتم های ارائه شده در مقالات مختلف بوده، که به نوعی شکل تازه ای از این الگوریتم است. ویژگی مهم این الگوریتم این است که ضمن سادگی، هم برای فیلترهای با اتلاف وهم برای فیلترهای بی اتلاف به کار می رود. برای بررسی کارایی این بسته نرم افزاری از آن در طراحی و تنظیم یک فیلتر شبیه سازی شده موجبری چبیشف درجه 5، یک فیلتر شبیه سازی شده combline درجه 4 با یک صفرانتقال محدود و نیز تنظیم وعیب یابی یک فیلترکواکسیال چبیشف درجه 5 ، ساخته شده توسط شرکت NARDA، استفاده گردید. نتایج حاصل کارایی بسته تهیه شده را در طراحی و تنظیم فیلترهای MCRF در مرحله پیش از ساخت و تنظیم و عیب یابی آنها بعد از ساخته شدن، تأیید کرد. کلمات کلیدی: 1- فیلترهای MCRF 2- ماتریس تزویج 3- الگوریتم MBPE 4- پارامترهای پراکندگی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی