5G Haberleşme için Mikroşerit Filtre Tasarımı

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Nazlıdeniz YILDIZ

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Nursel Akçam

Eş Danışman: Galip Orkun Arıcan

Özet:

Bu tez çalışmasında, beşinci nesil (5G) haberleşme için tasarlanan alçak geçiren iki mikroşerit filtrenin tasarımı ve üretimi yapılarak benzetim ve ölçüm sonuçları karşılaştırılmıştır. Birinci filtre 9. dereceden geleneksel Chebyshev tipi alçak geçiren filtre yapısı kullanılarak tasarlanmışken, ikinci filtre kusurlu zemin yapısına (Defected Ground Structure - DGS) sahip bir alçak geçiren filtre tasarlanarak üretilmiştir. Birinci filtrenin ölçüm sonuçlarında maksimum bastırma oranının -55 dB seviyesinde olduğu ve benzetim ile ölçüm sonuçlarının birbiriyle uyumlu olduğu görülmüştür. Önerilen ikinci filtrede ise üst yüzey “N” harfine benzer bir şekilde tasarlanmıştır ve filtrenin performansını artırmak için filtrenin alt yüzüne kusurlar açılarak filtrenin harmonik bastırma frekans genişliği ve bastırma seviyesi iyileştirilmiştir. Filtrenin ölçülen maksimum bastırma oranının -65 dB olduğu görülmüştür. Tasarlanan iki tip filtrenin önce elektromanyetik benzetimleri yapılmış ve tasarımı doğrulamak için FR4 alttaş üzerinde üretilerek S-parametresi ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Her iki filtrenin performansları; sönüm seviyesi, bant genişliği ve fiziksel büyüklükleri karşılaştırılmıştır. Chebyshev tipi alçak geçiren filtre için kesim frekansı tasarımında en iyi sonuç 3,5 GHz’de elde edilmiş, kusurlu zemine sahip filtre de ise 3,3 GHz’de elde edilmiştir. Chebyshev tipi alçak geçiren filtre prototipinin benzetim ve üretim sonuçları, kusurlu zemin yapısına sahip filtreye göre çok daha benzer ve başarılı şekilde elde edilmiştir. Devre tasarımında, baskı devre kartı (printed circuit board - PCB) üzerine mikroşerit teknolojisi kullanılmıştır.

Anahtar Kelimeler : Mikroşerit filtre, 5G haberleşme, alçak geçiren filtreler, kusurlu zemin yapısı, Chebyshev filtre