تحلیل و طراحی فیلتر موج‌بری تیغه فریتی بالاگذر با حذف یک محدوده فرکانسی قابل تنظیم

در این مقاله، یک فیلتر جدید بالاگذر موج‌بری با تیغه فریتی به میزبانی دی‌الکتریک با حذف یک محدوده فرکانسی تنظیم پذیر تحلیل و طراحی شده است. باند گذر اول این فیلتر در محدوده فرکانسی که ساختار پیشنهادی دارای خاصیت چپ‌گردی هست، حاصل می شود. دلیل خاصیت چپ‌گردی به خاطر منفی شدن هم‌زمان نفوذپذیری منفی فریت و ضریب گذردهی نسبی ساختار به دلیل خاصیت پلازمونیکی موج‌بر زیر فرکانس قطع می باشد. باند ممنوعه فیلتر پیشنهادی در محدوده فرکانسی صورت می گیرد که نفوذپذیری مثبت شده اما گذردهی نسبی همچنان منفی می باشد. با مثبت شدن گذردهی نسبی موج‌بر، ساختار ارائه‌شده همانند یک موج‌بر عادی که دارای خاصیت راست‌گرد می باشد، عمل کرده و به‌عنوان یک فیلتر بالاگذر رفتار می کند. محدوده فرکانسی حذف‌شده (باند ممنوعه) در فیلتر پیشنهادی به دلیل خاصیت تنظیم‌پذیری فریت ها با بایاس مغناطیسی، می‌تواند در یک بازه مشخص کنترل شود. استفاده از این روش تنظیم‌پذیری پیچیدگی سامانه کنترل خارجی را به‌طور چشم گیر کاهش می دهد. برای تحلیل فیلتر موج‌بری پیشنهادی ابتدا با استفاده از حل معادلات ماکسول و به دست آوردن توزیع میدان الکتریکی و مغناطیسی نواحی داخل آن و اعمال شرایط مرزی، معادله مشخصه آن را به دست آورده و سپس با حل عددی این معادله، نمودار پاشندگی ساختار به دست آورده می شود. در ادامه برای تائید حل تحلیلی، ساختار پیشنهادی با استفاده از نرم‌افزار ansoft hfss مورد شبیه سازی قرار گرفته و در پایان پارامترهای پراکندگی آن مورد بررسی قرار گرفته می شود.

Analysis and Design of a High Pass Waveguide Filter of the Ferrite Blade with Tunable Rejection Band

In this paper, a novel high pass waveguide filter of the ferrite blade with a tunable rejection band is designed and analyzed. The first bandpass of this filter is obtained in the frequency bands where the proposed structure is in the lefthand region. The reason for the lefthand property is the negative effective permeability of the ferrite, and the effective permittivity of the structure is due to the plasmonic property of the waveguide below the cutoff frequency. Stopband occurs in the frequency bands that have positive permeability while the effective permittivity is still negative. As the effective permittivity of the structure is positive, the proposed structure acts as a regular waveguide with a righthand nature and acts as a high pass filter. The rejection band of the proposed filter shifts due to the ferriteadjustable property of the magnetic bias. The use of this method dramatically reduces the complexity of the external control system. To analyze the proposed waveguide filter, we proceed by solving the Maxwell equations and obtaining the distribution of the electric and magnetic fields inside the regions of the structure and applying the boundary conditions, to obtain the characteristic equation and then the dispersion diagram is achieved by the numerical solution. To confirm the analytical solution, the proposed structure is simulated using Ansoft HFSS software and finally, its scattering parameters are investigated.