Design and implementation of acoustic-wave-lumped-element resonator-based filters using classical cascade synthesis approach
Klasik kaskat sentez yaklaşımı kullanılarak akustik-dalga-toplu-eleman rezonatörü tabanlı filtrelerin tasarımı ve gerçeklenmesi
- Tez No: 832339
- Danışmanlar: PROF. DR. MEVLÜDE GÜLBİN DURAL ÜNVER, PROF. DR. NEVZAT YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 273
Özet
Akustik dalga teknolojisi, piezoelektrik doğası sayesinde RF filtre tasarımlarında daha küçük hacimlerde daha yüksek seçicilik için ortam sağlamaktadır. Yine de akustik dalga rezonatörlerinin (AWR) ve akustik dalga rezonatörü tabanlı filtrelerin bant genişliği piezoelektrik alt taşlarının elektromekanik bağlaşım katsayısına bağlı olarak sınırlanmaktadır. Daha geniş bant genişliği elde etmek amacıyla bağlaşım matrisi tabanlı sentez yaklaşımı kullanılarak akustik dalga rezonatörü tabanlı toplu elemanlı hibrit filtre topolojileri tasarlanmaktadır. Bu tez, bağlaşım matrisi tabanlı sentez yaklaşımı yerine daha basit ve pratik olan klasik kaskat sentez yaklaşımı kullanılarak Akustik-Dalga-Toplu-Eleman Rezonatörü (AWLR) tabanlı filtrelerin tasarımını sunmaktadır. Tasarımlarda kullanılmak üzere akustik dalga rezonatörü olarak yüzey akustik dalga (SAW) rezonatörleri seçilmiştir. SAW teknolojisinin temelleri, SAW rezonatörün yapısı, rezonatörün Butterworth-Van Dyke (BVD) modeli, SAW rezonatör tabanlı filtreler incelenmiştir. Farklı filtre topolojileri için AWLR modüllerine odaklanılmıştır. Tasarım süreci sırasında, piyasadan tedarik edilebilen 418MHz'de tek kapılı bir SAW rezonatörün BVD modeli çıkarılmıştır. Hedeflenen filtreler FILPRO filtre tasarım programı kullanılarak sentezlenmiştir. Daha ileri optimizasyonlar için Genesys programı kullanılmıştır. 418MHz SAW rezonatörün BVD modeli ve FILPRO ortamındaki klasik kaskat sentez yöntemleri kullanılarak hibrit filtreler tasarlanmıştır. Farklı derece ve topolojilere sahip hibrit bant geçiren, bant durduran, lineer faz filtreler ve hibrit çiftleyici (Kanal 1 418MHz'de ve Kanal 2 433.92MHz'de) tasarlanmıştır. Bu tasarımlar SMD (yüzeye monteli cihaz) SAW rezonatörler ve toplu elemanlar kullanılarak gerçeklenmiştir. Ölçülen ve simüle edilen sonuçlar bant genişliği, oransal bant genişliği, kalite faktörü, araya girme kaybı ve geri dönüş kaybı gibi bazı performans metrikleri açısından karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Acoustic wave technology provides a medium for higher selectivity in smaller volumes in RF filter designs due to its piezoelectric nature. However, acoustic wave resonators (AWR) and AWR-based filters have bandwidth limitations depending on the electromechanical coupling coefficient of their piezoelectric substrates. To achieve wider bandwidth, AWR-based lumped element hybrid filter topologies are designed using a coupling-matrix(CM)-based synthesis approach. This thesis presents the design of Acoustic-Wave-Lumped-Element Resonator(AWLR)-based filters using the classical cascade synthesis approach as a simpler and more practical method instead of the CM-based synthesis approach. As AWR, surface acoustic wave (SAW) resonators are used in the designs. Basics of SAW technology, the structure of a SAW resonator, the resonator's Butterworth-Van Dyke (BVD) model, and SAW resonator-based filters are investigated and focused on AWLR modules for different filter topologies. During the design process, a BVD model is extracted for a commercially available one-port 418MHz SAW resonator. Targeted filters are synthesized using filter design software FILPRO, and Genesys software is used for further optimization. The BVD model of the 418MHz SAW resonator and the classical cascade synthesis methods in the FILPRO environment are used to design hybrid filters. Hybrid band-pass, band-stop, linear phase filters with different orders and topologies, and hybrid diplexer (Channel 1 at 418MHz and Channel 2 at 433.92MHz) are designed. These designs are implemented using SMD (surface mount device) SAW resonators and lumped elements. The measured and simulated results are compared regarding some performance metrics such as bandwidth, fractional bandwidth, quality factor, insertion loss, and return loss.
Benzer Tezler
- Design and implementation of an annular acoustic levitation system
Halka şeklinde bir akustik levitasyon sisteminin tasarımı ve uygulanması
MEHMET HAKAN KANDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÇALIŞKAN
- Maketlerin akustik ölçümlerde kullanımı; konser salonu, ölçekli model ve bilgisayar modellemesinin karşılaştırılması
Use of scale modeling for acoustical measurements; comparison of concert halls, scale models and computer modeling
FERHAT ERÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
MimarlıkAtılım Üniversitesiİç Mimarlık ve Çevre Tasarımı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUTBUL KAYILI
- Design and simulation of micro resonator oscillator for communication circuits
Haberleşme devreleri için mikrorezonatör osilatörlerin tasarımı ve simülasyonu
MUSTAFA PARLAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiDOÇ. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- Dar gözenekli kanalların akustik ve akış davranışlarının optimizasyonu - dizel partikül filtresine uygulanması
Optimization of acoustic and flow behavior of narrow porous channels - applied to the diesel particulate filter
SİNEM ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK EROL
- Gelişmiş bir ABR ölçüm sistemi tasarımı ve gerçeklenmesi
An advanced ABR measurement system design and implementation
MEHMET GÜNDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İRFAN KARAGÖZ