Yeni nesil haberleşme sistemleri için ayarlanabilir mikroşerit balun filtre tasarımı

Abstract

Proje kapsamında, dengesiz bir giriş ve dengeli iki çıkış arasında hem bant geçiren filtre görevini, hem de çıkışlar arasında 1800 faz farkı elde edilerek balun görevini yerine getirecek şekilde bir devre tasarımı sunulmuştur. Tasarlanmış olan ayarlanabilir balun bant geçiren filtrede hem merkez frekansının, hem de bant genişliğinin ayarlanabilmesi sağlanmıştır. Projede tasarlanan devrede mikroşerit yapılar ve halka rezonatörler kullanılmıştır. Halka rezonatörler arasına varaktör diyotlar yerleştirilerek frekans sahası değişimi sağlanmıştır. Balun tasarımındaki temel yönteme göre, dengeli çıkışlardan birine ait frekans cevabında iletim sıfırları mevcut olup, diğerinde iletim sıfırları gözükmemiş (imajiner frekanslarda yer aldığında) ve çıkışlar arası faz farkı yaklaşık 1800 civarında elde edilmiştir. Balun tasarımında halka rezonatörler kullanılarak iki farklı çıkışta farklı filtreleme karakteristikleri elde edilmiştir. Çıkışlardan birinde lineer faz filtreleme karakteristiği elde edilirken iletim sıfırları reel frekanslarda gözlenmemiştir. Eliptik filtreleme karakteristiğinin elde edildiği çıkışta ise iletim sıfırları reel frekanslarda yer almaktadır. Mikroşerit hatların empedans ve elektriksel uzunlukları arzu edilen frekans sahasına göre belirlenmiştir. Bu devre ayrıca, varaktor diyotların kapasitanslarındaki değişikliklere bağlı olarak 1.8-2.2 GHz aralığında da çalışabilecek şekilde tasarlanmıştır.

Within the scope of this project, a circuit design is presented to fulfill the task of balun by obtaining both the band pass filter function between an unbalanced input and two balanced outputs and a 1800 phase difference between the outputs. In the designed adjustable balun band pass filter, both center frequency and bandwidth can be adjusted. Microstrip structures and open loop resonators were used in the circuit designed in the project. Frequency domain variation was achieved by placing varactor diodes between the open loop resonators.According to the basic method in balun design, transmission zeros are present in the frequency response of one of the balanced outputs, while the other has no transmission zeros (when it is located at the imaginary frequencies) and the phase difference between the outputs is about 1800. In Balun design, different filtering characteristics were obtained at two different outputs by using ring resonators. While linear phase filtering characteristics were obtained in one of the outputs, transmission zeros were not observed at real frequencies. At the output where the elliptical filtering characteristic is obtained, the transmission zeros are at real frequencies. The impedance and electrical lengths of the microstrip lines are determined according to the desired frequency range. This circuit is also designed to operate in the range of 1.8-2.2 GHz, depending on changes in capacitance of varactor diodes.