تصميم وتنفيذ مرشحات مايكرويف لمنظومة رادار ذات موجة مستمرة معدلة التردد باستخدام المادة الخارقة
Design and Implementation of Microwave Filters in FMCW Radar Using Metamaterials
- الباحث
- ابراهيم محمد نايف
- المشرف
- احمد حميد رجه - امير عبد جدوع
- الجامعة
- الجامعة التكنولوجية
- الكلية / القسم
- قسم الهندسة الكهروميكانيكية / الهندسة الكهروميكانيكية
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2022
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Microwave filters;FMCW radar;Metamaterials;Band pass filter
الملخص
يقترح هذا العمل ثلاثة مرشحات لتمرير نطاقات ترددية بالاعتماد على هياكل تصميمية مختلفة باستخدام المواد الخارقة io الحلقة المنقسمة التكميلية. حلقة موصلة بين طرفي المرشح و قطع الطبقة السفلى من أجل العمل في نطاقات تردد مختلفة لمختلف تطبيقات الاتصال والرادار. الهدف الاول هو تصميم مرشح تمرير شريطي نوع SMG (Hairpin Line) النطاق من الدرجة الخامسة لتطبيقات حزمة من النوع (5) مع قطع الطبقة السفلى بشكل مربع. الحجم الإحمالي لهذا المرشح TY * 7١,7 * /ا5,١ مم " والغرض منه هو العمل في تطبيق GW الموجات (0١,١؟ جيجاهرتز YZ. جيجاهرتز . 7/77 جيجاهرتز) مع خسارة عودة تبلغ -19 و-م.,لالا 9 ١9- ديسيبل وخسارة الادخال -9, ٠ و -58, + و ١- ديسيبل على التوالي لخدمات الأقمار الصناعية المتنقلة والخدمات الصناعية العلمية والطبية والاتصالات وقابلية التشغيل البيني في جميع أنحاء العالم لتطبيق الوصول إلى الموجات المايكرويفية . يهدف العمل الثاني إلى تصميم مرشح تمرير شريطي نوع (Hairpin Line) من الدرجة الثالثئة مع فتحة مزدوجة على عنصر الشكل(لا) الأوسط ، وذراعان مطويان على شكل حرف (0) ، و حلقة منفصلة تكميلية محفورة في المستوى الأرضي للعمل في نطاق تردد حزمة من النوع (L) ، و نوع (5) مع عرض النطاق الترددي ٠١١٠١ ميجاهرتز 1,Y) إلى (Y,2 جيجاهرتز مع خسارة عودة ١١- ديسيبل 9 -"؟, ٠ ديسيبل خسانرة الإدراج بحجم إحمالي YY * YY * /ا5,١ مم " لتطبيق الرادار. يوضح التصميم النهائي مرش النطاقات من الانواع ),V)X9 CoOL و١,ه و5,/ جيجاهرتز) مع فقد إرجاع قدره -75 9 YY- 9 YY- ديسيبل وفقدان الإدراج -, ٠ و +,V- و ١,5- على التوالي ، ely على التصميم التقليدي لمرشح تمرير منخفض التردد مع فتحتين مربعتين محفورتين في الطبقة العليا وخليتين من الحلقة المنقسمة التكميلية متناظرة إلى المستوى الأرضي بحجم إجمالي Yeo ١,5ا/ * ١6 * T+ اوضحت تأثيرات زيادة درجة حرارة البيئة على جميع المرشحات المقترحة وتؤدي الى انخفاض أداء هذه المرشحات او خروجها عن الخدمة فيما يتعلق بحجم مادة الركيزة. يتم تقديم ودراسة التحليلات الهندسية للفتحة الجانبية المربعة في التصميم الأول وتغيير نصف قطر كلاهما عبر الفتحة في التصميم الثاني. تم تحقيق توافق جيد بين نتائج المحاكاة باستخدام تقنية المحاكاة الحاسوبية (CST) والنتائج المقاسة باستخدام محلل الطيف المتجه (VNA) لجميع المرشحات الثلاثة.
Abstract
This thesis proposed three band pass filters based on different structures of metamaterial (MTM) complementary split ring resonator (CSRR), via hole and/or square defective ground structure (DGS), which truncate the ground plane in order to operate at different frequency bands for various radar and communication applications. The first one aims to design a tri-band 5th order folded hairpin line band pass filter for S-band communication application with a square DGS etched on the ground plan. The total size of this filter is 31.2*22*1.47 mm3 and the purpose of this filter is to operate in tri-band application (2.05 GHz, 2.4 GHz, 2.738 GHz) with return losses of -19, -27.5 and -19 dB and insertion losses of -0.9, -0.48 and -1 dB respectively. The second one aims to design a 3rd order folded hairpin line band pass filter with: double via holes on a middle U-shape element, two C-shape folded arms, and CSRR etched in the ground plane to operate it in the L, and S bands with center frequency of 1.85 GHz, bandwidth of 1100 MHz, 11 dB return losses, and -0.3 dB insertion losses with total size of 22*22*1.47 mm3 for radar application. The final design demonstrates the L, C and X-bands (1.7, 5.1 and 8.4 GHz) filter with return loss of -24, -22, -22 dB and insertion losses of -0.6, -0.7 and -1.6 respectively based on conventional low pass filter of two square holes etched on the top layer and two symmetrical CSRRs unit cells on the ground plane with total size of 30*15*1.47 mm3. The results of increasing the environment temperature, on all of the proposed filters, would decreasing the performance of these filters, with respect to the size of the substrate material. Good agreement between the simulated results using computer simulation technique (CST) and the measured results using vector network analyzer (VNA) for the three filters being achieved.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.