ادغام شده، استفاده شده است. در بخش اصلی پروژه طراحی یک فیلتر دوبانده میان­نگذر مایکروویو با ساختار نوع دوم در باند فرکانسی GHz 7 – 3 برای کاربردهایی مثل عایق­های تداخل الکترومغناطیس انجام شده و نشان داده شده است که پاسخ فرکانسی فیلتر طراحی شده نسبت به تغییرات زاویه تابش و قطبش موج تابشی پایدار است. از ویژگی­های این فیلتر کم حجم بودن و مقرون به صرفه بودن آن می­باشد. چون فرمول دقیقی برای بدست آوردن مشخصات مناسب این فیلترها وجود ندارد، تاثیر پارامترهای یک سلول واحد از هر کدام از فیلترها به وسیله نرم­افزار CST بررسی شد. این پارامترها شامل دوره تناوب ساختار (p)، شعاع متوسط حلقه دایروی ® و ضخامت حلقه دایروی (w) می­باشند. از شبیه­سازی­های انجام شده، نتایج زیر حاصل شد:

مهمترین عامل برای تغییر پهنای باند فیلتر، تغییر w است.
حساسیت فرکانس تشدید فیلتر به پارامترهای r و p نسبت به w بیشتر است.
تاثیر پارامتر r در تغییر فرکانس تشدید ناشی از زوایای تابش صفر و 60 درجه، بیشتر از پارامترهای دیگر (r وw) است.
 
کلمات کلیدی: سطوح انتخابگر فرکانس، فیلتر دوبانده، فیلتر میان­نگذر مایکروویو، تئوری فلوکه
 
 
فهرست مطالب
 
فصل اول-مقدمه                                                                                                                         1
فصل دوم-سطوح انتخابگر فرکانس                                                                                           4
2-1 معرفی سطوح انتخابگر فرکانس   5
2-1-1 چگونگی کنترل پاسخ فرکانسی سطوح انتخابگر فرکانس   6
2-1-1-1 شکل سطوح انتخابگر فرکانس   6
2-1-1-2 ضریب هدایت اجزاء   7
2-1-1-3 زیر لایه دی الکتریک   8
2-1-1-4 زاویه تابش موج مسطح   9
2-1-2 جلوگیری از لوب ساینده   10
2-2 تحریک سطوح انتخابگر فرکانس   11
2-3 آرایه های مکمل   11
2-4 چگونگی تشکیل منحنی تشدید   12
2-4-1 سطوح متناوب پیاپی بدون دی الکتریک                                                                                         13
2-4-2 یک سطح متناوب با لایه های دیالکتریک   13
2-5 کاربردهای سطوح انتخابگر فرکانس   14
2-5-1 کاهش تداخلات الکترومغناطیسی   14
2-5-2 فیلترهای چند بانده   15
2-5-2-1 استفاده از چند سطح انتخابگر فرکانسی پیدرپی   16
2-5-2-2 استفاده گروهی از عناصر در یک سلول واحد   17
 
2-5-2-3 استفاده از چند عنصر ادغام شده در هم   18
2-5-2-4 استفاده از اجزاء مشدد حلقوی مربعی   19
 
فصل سوم-تئوری پایه­ای ساختارهای متناوب فضایی                                                               22
3-1 سری فلوکه و توابع مدی فلوکه   23
3-2 مودهای قابل انتشار ومیرا شونده فلوکه   26
 
فصل چهارم-طراحی فیلتر یک بانده مایکروویو                                                                        31
4-1 طراحی فیلتر میان نگذر برای کاربردهای باند مایکروویو                                                     32
4-1-1 شکل جزء   35
4-1-1-1 تاثیر ابعاد عنصر   37
4-1-1-1-1 پارامترهای تعیین کننده ابعاد عنصر   39
4-1-2 تاثیر دی الکتریک        49
 
فصل پنجم-طراحی فیلتر دو بانده مایکروویو                                                                       53
5-1 استفاده از دولایه سطح انتخابگر فرکانس پی درپی   55
5-2 استفاده از یک لایه سطح انتخابگر فرکانس با دو عنصر ادغام شده[27]   58
 
فصل ششم-نتیجه­گیری و پیشنهادها                                                                                    62
6-1 نتیجه گیری   63
6-2 پیشنهادها   64
مراجع                                                                                                                                    66

فهرست شکل­ها
 
شکل 2-1 ساختارهای سطح انتخابگر فرکانس: (الف) آرایه­ای از تکه­ها، (ب) آرایه­ای از پنجره­ها [1]                  5
شکل 2-2 چهار نوع فیلتر سطح انتخابگر فرکانس . مواد هادی با رنگ سیاه نشان داده شده اند [2]                6
شکل 2-3 انواع اجزاء [1]                                                                                                                                 7
شکل 2-4 تاثیر مقاومت بر عملکرد سطح انتخابگر فرکانس با اجزای حلقوی مربعی.                                       8
شکل 2-5 سطح انتخابگر فرکانس (الف) در داخل و (ب) روی لایه دی الکتریک [2]                                          9 شکل 2-6 فاصله طراحی شده بین اجزا با یک سیگنال تابشی مایل [2]                                                           9
شکل 2-7 انتشار لوب ساینده در جهت gη [1]                                                                                                 10
شکل 2-8   ساختارهای متناوب هادی­ها با (الف ) حالت غیرفعال، (ب) حالت فعال [1]                                       11
شکل 2-9 ساختار متناوب پیاپی [1]                                                                                                              13
شکل 2-10   ساختار صفحه متناوب با دو لایه دی الکتریک و منحنی انتقال این ساختار [1]                             13
شکل 2-11 تضعیف دیواربا ضخامت 35 سانتی متر، با انواع متفاوت مواد : سیمان، آجر.                                  15
شکل 2-12 الف) نمای بالای سلول واحد، ب) نمای سه بعدی سلول واحد[7]                                                    16
شکل 2-13 نتایج شبیه سازی و اندازه ­گیری فیلتر دوبانده[7]                                                                          17
شکل2-14 ساختار فیلتر سطح انتخابگر فرکانس با عناصر چند گانه[5]                                                           17
شکل 2-15 نتایج شبیه سازی فیلتر دوبانده با یک گروه از عناصر در یک سلول واحد[5]                                18
شکل 2-16 الف) شکل سلول واحد، ب) مدار معادل سلول واحد[13]                                                              19
شکل2-17 پاسخ فرکانسی فیلتر سه بانده[13]                                                                                               19
شکل 2-18 ساختار مشدد حلقوی مربعی [18]                                                                                                20
شکل2-19 ساختار فیلتر دوبانده با بهره گرفتن از عنصر مشدد حلقوی مربعی[19]                                               20

شکل 2-20 نتایج شبیه سازی فیلتر دوبانده با بهره گرفتن از عناصر مشددهای حلقوی مربعی[19]                         21           شکل 3-1 یک ارائه مسطتیلی با تناوب های a و b ]20[                                                                                  23
شکل 3-2 تابش یک موج تخت به سطح یک آرایه متناوب [20]                                                                     27
شکل 3-3 مکان هندسی مود‌های منتشر شونده [20]                                                                                       29
شکل4‑1 نمای سلول واحد در شبیه سازی با مودهای فلوکه                                                                           33
شکل4‑2 دو مود پورت فلوکه[ 21]                                                                                                                 34
شکل 4-3 نمای سلول واحد در شبیه سازی درون موجبری                                                                             34
شکل 4-4 ابعاد اجزاء حلقه دایروی                                                                                                                  36
شکل 4-5 پاسخ فرکانسی FSS1 با 1= rε و °60 تا °0= θ برای دو قطبش TE و TM                                   37
شکل 4-6 پاسخ فرکانسی FSS2 با 1= rε و °60 تا °0= θ برای دو قطبش TE و TM                                   38
شکل 4-7 تغییرات پهنای باند ( dB20) با افزایش دوره تناوب ساختار (p)                                                    40
شکل 4-8 تغییرات فرکانس تشدید با افزایش دوره تناوب ساختار (p) در تابش عمودی (°.=θ)                     40
شکل 4-9 میزان تغییرات فرکانس تشدید در قطبش TE به ازای تغییر زاویه تابش از صفر تا 60 درجه.         41
شکل 4-10 میزان تغییرات فرکانس تشدید در قطبش TM به ازای تغییر زاویه تابش از صفر تا 60 درجه.        41
شکل 4-11 تاثیر تغییر پارامتر p (با ثابت نگه داشتن دیگر پارامترها) بر پاسخ فرکانسی FSS2 با 1= rε .       42
شکل 4-12 تغییرات پهنای باند ( dB20) با تغییر شعاع متوسط حلقه دایروی ®                                           43
شکل 4-13 تغییرات فرکانس تشدید با تغییر شعاع متوسط حلقه دایروی ®                                                  43
شکل 4-14 میزان تغییرات فرکانس تشدید در قطبش TE به ازای تغییر زاویه تابش از صفر تا 60 درجه .       44
شکل 4-15 میزان تغییرات فرکانس تشدید در قطبش TM به ازای تغییر زاویه تابش از صفر تا 60 درجه.     44
شکل 4-16 تاثیر تغییر پارامتر r (با ثابت نگه داشتن دیگر پارامترها) بر پاسخ فرکانسی FSS2 با 1r=ε.       45
شکل 4-17 تغییرات پهنای باند ( dB20) با تغییر ضخامت حلقه دایروی (w)                                                    46
شکل 4-18 تغییرات فرکانس تشدید با تغییر ضخامت حلقه دایروی (w)                                                        46
شکل 4-19 میزان تغییرات فرکانس تشدید در قطبش TE به ازای تغییر زاویه تابش از صفر تا 60 درجه.     47
شکل 4-20 میزان تغییرات فرکانس تشدید در قطبش TM به ازای تغییر زاویه تابش از صفر تا 60 درجه.     47

شکل 4-21 تاثیر تغییر پارامتر w (با ثابت نگه داشتن دیگر پارامترها) بر پاسخ فرکانسی FSS2 با 1= rε .     48
شکل 4-22 تاثیر دی الکتریک بدون تلقات بر پاسخ فرکانسی الف) FSS1 و ب) FSS2                                  49
شکل 4-23 تاثیر دی الکتریک تلفاتی بر پاسخ فرکانسی الف) FSS1 و ب) FSS2                                         50
شکل 4-24 پاسخ فرکانسی FSS1 با زیرلایه دی الکتریک اعمال شده در دو طرف ساختار                               51
شکل 4-25 پاسخ فرکانسی FSS1 با زیرلایه دی الکتریک اعمال شده در یک طرف ساختار                             51
شکل 4-26 پاسخ فرکانسی FSS1 با زیرلایه دی الکتریک اعمال شده دردو طرف ساختار                              52
شکل 4-27 پاسخ فرکانسی شبیه سازی شده برای FSS1 با زیرلایه دی الکتریک اعمال شده در یک .         52
شکل4-28 تغییرات ثابت دی الکتریک موثر FSS2 بر حسب ضخامت زیرلایه                                                53
شکل 5-1 نمای یک سلول واحد از ساختار فیلتر دوبانده با دولایه سطح انتخابگر فرکانس                              56
شکل 5-2 پاسخ فرکانسی فیلتر دوبانده با 38/3= rε و °60 تا °0= θ برای دو قطبش TE و TM                 57
شکل 5-3 نمای یک سلول واحد از ساختار فیلتر دوبانده با یک لایه سطح انتخابگر فرکانس با دو .               58
شکل 5-4 تلفات تغبیه فیلتر دوبانده با سلول واحد نشان داده شده در شکل 5-3 .                                     59
شکل 5-5 تلفات تغبیه فیلتر دوبانده با تغییر ابعاد سلول واحد نشان داده شده در شکل 5-3 .                 60

فهرست جدول­ها
 
جدول شماره 2-1 عملکرد سطح انتخابگر فرکانس ها با اشکال متفاوت (یک سطح انتخابگر فرکانس.         7
جدول 4-1 ابعاد عنصر حلقه دایروی و فرکانس­های تشدید دو سطح انتخایگر فرکانس با تابش عمود         36
جدول 4-2 تغییرات فرکانس تشدید (Fr) و پهنای باند (BW) در زاویه تابش عمود، تغییرات.                 39
جدول 4-3 تغییرات فرکانس تشدید (Fr) و پهنای باند (BW) در زاویه تابش عمود، تغییرات.                 42
جدول 4-4 تغییرات فرکانس تشدید (Fr) و پهنای باند (BW) در زاویه تابش عمود، تغییرات.                45
جدول 4-5 تغییر ثابت دی الکتریک موثر با ضخامت زیرلایه برایFSS2                                                    53
جدول 5-1 ابعاد عنصر حلقه دایروی و فرکانس­های تشدید دو سطح انتخایگر فرکانس در تابش عمود         56
جدول 5-2 تغییر ابعاد سلول واحد فیلتر دوبانده برای رسیدن به فرکانس­های تشدید مد نظر .               60

فهرست اختصارات