Синтез Hairpin фильтра, Не совсем стандартная топология Опции

[microstrip_shf]

Приветствую всех.

Может быть гуру подскажут существуют ли варианты синтеза топологии как на картинке или ее можно разработать только экспериментально, т.к. она не описывается?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[saab]

Приветствую всех.

Может быть гуру подскажут существуют ли варианты синтеза топологии как на картинке или ее можно разработать только экспериментально, т.к. она не описывается?

Есть в генезисе макрос подобного, но с емкостями на концах. Подобное видел даже в реальных
бордах и даже на FR4. Но там видимо и полоса более 20% и частота в пределах 2-3Гиг и прочее.
А вобще, можно ручками оптимизировать вышеназванную структуру и в CST и ADS и пр.
Результат один, более компактная конструкция.

[microstrip_shf]

Да вот тут и нужна компактность.

[saab]

Тогда можно и с емкостями на конце. Сбросте данные я могу попробовать синтезнуть.

[microstrip_shf]

А с емкостями на диапазон 20 ГГц нормально выйдет?
1. Потери до 3х дБ в полосе
2. Полоса прикидочно 3-4ГГц
3. Епсилон 10.08
4. Подложка 300 мкм
5. Толщина/зазор (минимальный) 5 мкм
6. Металл 3 мкм (толщина)
7. Центральная частота 18 ГГц
8. Порядок 7

[saab]

А с емкостями на диапазон 20 ГГц нормально выйдет?
1. Потери до 3х дБ в полосе
2. Полоса прикидочно 3-4ГГц
3. Епсилон 10.08
4. Подложка 300 мкм
5. Толщина/зазор (минимальный) 5 мкм
6. Металл 3 мкм (толщина)
7. Центральная частота 18 ГГц
8. Порядок 7

Вах вах, какой кашмаар . При эпсилон 10 и 20Гиг размеры и так будут, где нить 5 на 5мм
и без всяких укарачиващих емкостей. Полоса ОК, не промахнешься. Могу попробывать
Roger4003 8mil (0.205mm ) E =3.48 металл 0.5 oz ( 0.017 mm= 17микрон ) 7 порядок.
PS. попозже дошло, это жеж тонкопленочная гибридка. Ситалл -стекло эпсилон~ 10, но у него потери большие ИМХО.

[microstrip_shf]

Да, размер мелкий. Сейчас те образцы что у меня есть имеют размер 3х5 мм для частоты 11-12 ГГц. У нас есть корпуса металлокерамические и нужно в них уместить фильтры и свитчи.
Вот и идет разговор об уменьшении габарита фильтров чтобы напихать побольше.
Подложка - вариация корунда.

[saab]

Да, размер мелкий. Сейчас те образцы что у меня есть имеют размер 3х5 мм для частоты 11-12 ГГц. У нас есть корпуса металлокерамические и нужно в них уместить фильтры и свитчи.
Вот и идет разговор об уменьшении габарита фильтров чтобы напихать побольше.
Подложка - вариация корунда.

Завра попробую прикинуть, но для полного обьема и оттачивания, вам придется принять меня на работу В CST можно отшлифовать, но это время и ресурсы.
PS. еще тангенс дельта требуется, где нить 0.002. Сколько сейчас?
Ой а там еще согласование с выводами корпуса, там что SMA или просто вывод. Судя по 18Гиг это деталь транспондера спутника?

[microstrip_shf]

Судя по 18Гиг это деталь транспондера спутника?

Да это пока вообще радиолюбительская поделка. Можно сказать что для радиоастрономии.

[saab]

Да это пока вообще радиолюбительская поделка. Можно сказать что для радиоастрономии.

Харошие радиолюбители пошли с технологией напыления тонких пленок
Я тоже изобрел твердотельную микруху,так ее мало того сперли и производят ужо более чем 20 лет подряд.

[microstrip_shf]

Харошие радиолюбители пошли с технологией напыления тонких пленок
Я тоже изобрел твердотельную микруху,так ее мало того сперли и производят ужо более чем 20 лет подряд.

Сейчас нужно особенно осторожно с этим. Китаезы дерут на раз и потом нам это втюхивают. Вот , Виктор ( Ledum) давал тут ссылки на китайские НИИ так они уже лепят не хуже брендов. А у нас тут полный упадок и кучка разрозненных спецов которых можно по пальцам пересчитывать.

[saab]

Китаезы дерут на раз и потом нам это втюхивают.

Э нет, это не узкопленочные. Тогда таких небыло. Это меееестные, всех персонажей поименно
помню. Да и сейчас не лучше. Сперли антенну Hi Gain 30dBi. Понашлепали ужо 10 тышь даже корявую и не доведенную, ну а мне не токмо гусары денег не берут и какие то истерики вы... епем , выгоним и далее по списку. Вот уж во истину Аллах акбар

[microstrip_shf]

Э нет, это не узкопленочные. Тогда таких небыло. Это меееестные, всех персонажей поименно
помню. Да и сейчас не лучше. Сперли антенну Hi Gain 30dBi. Понашлепали ужо 10 тышь даже корявую и не доведенную, ну а мне не токмо гусары денег не берут а какие то истерики вы... епем , выгоним и далее по списку. Вот уж во истину Аллах акбар

Так это тоже все проходили с коллегами. Сейчас везде менеджеры же эффективные. С ними разговаривать себе во вред. Им что мультивибратор на елку со светодиодами спаять , что передатчик на 20 кВт, одна задача. Потому и открыли с коллегами инженерами свою конторку. Меньше народу больше кислороду. А слоны общеизвестные вымрут все равно . Им уже никто не поможет.

[evgdmi]

Синтез подобной структуры фильтров делает программа синтеза, разработанная в Красноярском институте физики в лаборатории СВЧ. Однако можно и вручную, синтезировав обычную шпильку в блоке iFilter в AWRDE и затем изменяя топологию.

[microstrip_shf]

Синтез подобной структуры фильтров делает программа синтеза, разработанная в Красноярском институте физики в лаборатории СВЧ. Однако можно и вручную, синтезировав фильтр в блоке iFilter в AWRDE и затем изменяя топологию.

Здравствуйте, Евгений.
Это не в той лаборатории где еще микроскальпель был для снятия маски с поверхности? Когда-то видел рекламу агрегата и к нему еще шел софт.

[evgdmi]

Здравствуйте, Евгений.
Это не в той лаборатории где еще микроскальпель был для снятия маски с поверхности? Когда-то видел рекламу агрегата и к нему еще шел софт.

Насчёт микроскальпеля точно не знаю, но какойто прибор для резки топологии они сделали. Заведует лабораторией профессор Беляев. Их можно найти в интернете. Или затра могу дать более точную информацию если интересно, сейчас под рукой просто нет

[microstrip_shf]

Насчёт микроскальпеля точно не знаю, но какойто прибор для резки топологии они сделали. Заведует лабораторией профессор Беляев. Их можно найти в интернете. Или затра могу дать более точную информацию если интересно, сейчас под рукой просто нет

Вообще очень интересно. Спасибо.

Заодно узнаю сколько прибор стоит. Хорошая альтернатива степперу для маленькой лабы и единичных фильтров.

[Boriskae]

Есть в генезисе макрос подобного, но с емкостями на концах. Подобное видел даже в реальных
бордах и даже на FR4. Но там видимо и полоса более 20% и частота в пределах 2-3Гиг и прочее.
А вобще, можно ручками оптимизировать вышеназванную структуру и в CST и ADS и пр.
Результат один, более компактная конструкция.

Почему ручками? Можно в ads в топологии создавать переменные и далее их оптимизировать. Или написать ael макрос для создания структуры с переменными и далее опять её оптимизировать. Правда нужен быстрый компьютер, время и естественно ADS, у меня получилось создать оптимизатор моста Ланге (своей структуры, а не готовый), на макросе. В sonnet вроде тоже можно ЕМ структуру оптимизировать.

Вообще очень интересно. Спасибо.

Заодно узнаю сколько прибор стоит. Хорошая альтернатива степперу для маленькой лабы и единичных фильтров.

Есть производитель различных устройств для прототипирования печатных плат, вот например их лазерная система http://www.lpkf.ru/products/rapid-pcb-prototyping/laserstructuring/protolaser-s.htm

Сообщение отредактировал Boriskae - Oct 13 2014, 05:21

[microstrip_shf]

Есть производитель различных устройств для прототипирования печатных плат, вот например их лазерная система http://www.lpkf.ru/products/rapid-pcb-prototyping/laserstructuring/protolaser-s.htm

Здравствуйте. На бывшей работе стоял такой девайс. Очень дорогой ( 6 млн вроде), очень боится вибрации при работе, когда проезжает трамвай он начинает "куралесить".

Т.е. понятно что ФГУПы могут себе позволить за казенные деньги, а вот для маленькой конторы это не подъемно.

[evgdmi]

Вообще очень интересно. Спасибо.

Заодно узнаю сколько прибор стоит. Хорошая альтернатива степперу для маленькой лабы и единичных фильтров.

Высылаю обещанную информацию по Красноярскому институту физики. Мы у них приобрели только программу синтеза фильтров Filtex32 без «Скальпель-96», попросив добавить туда экспорт в dxf файлы, в оригинале этого нет. Возможно этот «Скальпель-96» работает только с фильтрами, синтезированными по их программе. Но это можно у них уточнить и может попросить что-нибудь добавить. Не думаю, что будет стоить слишком дорого, но предварительно ознакомиться не мешало бы.

Прикрепленные файлы

 ________________________________________________________________________________.zip ( 153.19 килобайт ) Кол-во скачиваний: 66

 

[microstrip_shf]

Высылаю обещанную информацию по Красноярскому институту физики. Мы у них приобрели только программу синтеза фильтров Filtex32 без «Скальпель-96», попросив добавить туда экспорт в dxf файлы, в оригинале этого нет. Возможно этот «Скальпель-96» работает только с фильтрами, синтезированными по их программе. Но это можно у них уточнить и может попросить что-нибудь добавить. Не думаю, что будет стоить слишком дорого, но предварительно ознакомиться не мешало бы.

Спасибо. Пробовал в личку писать, но сайт висит.
Вызывает сомнения точность этого скальпеля. Да и перспектива пленку снимать с материала под микроскопом тоже не радужная. Там на фотографиях по ссылке фильтры больно здоровые. В нашем случае даже хорошей немецкой каленой иглой при размере фильтра 3х5мм думаю не снять срезанные куски лака.
А вот по софту надо разузнать.

[saab]

Спасибо. Пробовал в личку писать, но сайт висит.
Вызывает сомнения точность этого скальпеля. Да и перспектива пленку снимать с материала под микроскопом тоже не радужная. Там на фотографиях по ссылке фильтры больно здоровые. В нашем случае даже хорошей немецкой каленой иглой при размере фильтра 3х5мм думаю не снять срезанные куски лака.
А вот по софту надо разузнать.

Да висит. Мейл можно было бы в личку. Я кое чего наваял.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[evgdmi]

Пример фильтра с несовсем стандартной топологией смоделированного в AWRDE на сапфире толщиной 0.3 мм.

[khach]

Пример фильтра с несовсем стандартной топологией смоделированного в AWRDE на сапфире толщиной 0.3 мм.

Можете ли ли добавить в проект рассчет монте-карлой чувствительность фильтра к изменениям размеров? Ну и сами проектом поделится, особенно если он с автоматической оптимизацией параметров геомерии фильтра?
Вопрос- можно ли как то учесть, что нижняя поверхность сапфировой подложки бывает матовая? Не всегда есть возможность применять двухсторонне полированные подложки, а потери на матовости не фатальны, но неплохо бы уметь их моделировать.

[evgdmi]

Можете ли ли добавить в проект рассчет монте-карлой чувствительность фильтра к изменениям размеров? Ну и сами проектом поделится, особенно если он с автоматической оптимизацией параметров геомерии фильтра?
Вопрос- можно ли как то учесть, что нижняя поверхность сапфировой подложки бывает матовая? Не всегда есть возможность применять двухсторонне полированные подложки, а потери на матовости не фатальны, но неплохо бы уметь их моделировать.

Расчёт "монте-карлой" не делал, хотя в последних версиях AWRDE это можно делать на электродинамическом уровне. Однако переменных довольно много и это займёт приличное время. Это же относится и к оптимизации. Но, во-первых, это только пример, во вторых на таких частотах такую топологию врядли стоит применять, не так уж много она выигрывает по сравнению с обычной шпилькой, а разброс характеристики, наверное, у неё будет побольше. Мы уже давно используем малогабаритные фильтры на сапфире и при использовании топологии, обеспечивающей воспроизведение геометрии с высокой точностью, настройка не требуется. Для анализа использовался симулятор Sonnet. В нём, кажется, можно учесть шероховатость подложки. Но ведь это срез кристалла. Я не знаю, какая у него шероховатость, но врядли она заслуживает внимания. Если хотите, завтра выложу прект. Только я не знаю, какая у Вас версия и есть ли Sonnet. Если Sonnet нету, могу пересчитать в AXIEM.

[khach]

В нём, кажется, можно учесть шероховатость подложки. Но ведь это срез кристалла. Я не знаю, какая у него шероховатость, но врядли она заслуживает внимания.

Производитель дает для сапфировых подложек
SURFACE CONDITION
BACK SURFACE ROUGHNESS 0.8 - 1.2 µm
А монте-карлой хотелось бы проверить необходимую точность литографии. Задать три сигма 10 мкм и посмотреть что получится по разбросу параметров.

[evgdmi]

Производитель дает для сапфировых подложек
SURFACE CONDITION
BACK SURFACE ROUGHNESS 0.8 - 1.2 µm
А монте-карлой хотелось бы проверить необходимую точность литографии. Задать три сигма 10 мкм и посмотреть что получится по разбросу параметров.

Хорошо, попробую, но не уверен, что получится. Я пока не представляю, где можно задать вариацию этого параметра. Одно дело задать разброс линейных размеров в зависимости от топологии, а другое - задать разброс шероховатости. Мы как-то разброса не наблюдали, разве что на температуре.

[evgdmi]

Выкладываю обещанный проект. Директор Питерской компании, которая делает фильтры ПАВ на сапфире, а заодно и наши фильтры, говорит, что работает только с сапфиром росийского производста, подложки из которого поставляет Ставрополь. Он считает, что по качеству и стабильности параметров они превосходят зарубежные образцы. Могут поставлять толщиной 0.3 мм и другой, с полировкой одной стороны и двух, по желанию покупателя. Они поставляют свои подлжки в Японию и другие страны, компаниям LG, Samsung и др., которые используют их для производства светодиодов и микросхем, контролируют около 20% мировых поставок сапфировых подложек. Толщина меди в наших фильтрах 3 мК до 20 ГГц и 1.5 мК - выше. Защитный слой 1 мК, был никель, теперь освоили золото. Допуск на размеры топологии ±0.3 мК до 20 ГГц, и ±0.15 мК выше. К тому же изготовители фильтров при необходимости подстраивают центральную частоту. Поэтому со статистическим анализом мы не связывались. Но если хотите, можете это сделать сами. Шероховатость можно задать и в Sonnet, и в Genesys. Причём она задаётся на обе поверхности подложки, если я правильно понял.
Синтеза этого фильтра я не делал. Посто взял старый проект классической шпильки, близкий по частоте и шириной полосы пропускания 1 ГГц. Сдвинул его по частоте, расширил полосу и отредактировал в несовсем классическую топологию. Поэтому схемы в проете нет.

Прикрепленные файлы

 Filter.rar ( 234 килобайт ) Кол-во скачиваний: 33

 

[saab]

Вот синтезнул на 20Гиг эллиптический 4 го порядка. Довольно кашерно получается, можно суспендед те
погребенный в диэлектрике меж двух земель. Это вобще супер, можно как отдельный девайс или в общей плате сховать в междуслойе. Зазоры по 0.2мм, микрополосок 0.45мм, субстрат 8mil Roger 4003.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[freeport]

Ну и что хорошего в вашем фильтре? Паразитная полоса пропускания на удвоенной частоте, маленький порядок фильтра, (слабое подавление за пределами полосы). Да еще проблемы с точностью изготовления, это Rogers, его травить надо. Да и потери наверное 5 дБ будут при 10% полосе пропускания.

Сообщение отредактировал freeport - Nov 6 2014, 19:28

[l1l1l1]

Ну и что хорошего в вашем фильтре?...

а мне нравится.
да, у фильтра на полуволновых резонаторах паразит на удвоенной частоте.
вы предлагаете утроенную частоту паразита с помощью четветрьволновых резонаторов - потеряете половину добротности, получите удвоение потерь.
у вас получилось 5 дБ для этого фильтра? у втречностержневого будет 10 дБ при прочих равных.
маленький порядок фильтра? зато эллипическая характеристика, в ближней зоне более высокая избирательность. кроме того и потери уменьшенные за счет того, что часть сигнала с первого резонатора попадает сразу на последний, не согревая второй и третий.
точность изготовления на роджерсе? а что вы предлагаете, поликор? а для встречностержневого еще точность уплывет за счет неточности сверления...
у нас для точности медь предварительно стравливают микрон до шести, скинслой позволяет.
шестимикронной точности обычно хватает

[saab]

Пока что экстрим опробывал. На 900Мег на 0.5мм FR4. Полосу порядка 50 Мег, потери 2dB, при
отстройке 100-150 мег подавление -70dB в дальней полосе -50dB. Довольно любопытно
получается, прям дуплексер с разносом 100Мег почти. Есть мысль засунуть в санвидж по 0.5mm в многослойку. Какой фильтр 5-6 Гиг на 0.5Гиг полосы точно выйдет со всеми потерями 1.5-2dB и прочим недорозумением.

а мне нравится.
в ближней зоне более высокая избирательность.

Мне тоже. Как раз ближняя и интересует, там аккурат продукты преобразования и зеркало и прочий кратный и не вполне мусор. Будем играться. Главное то, что можно худо бедно синтезировать а затем оптимизация, под разные исходные. У меня Roger, Arlon что вобщем то и не плохо в плане тиражирования.

[saab]

О ближе к телу. Микрополосок 0.45мм, 5 порядок и все такое. Высота фильтра в районе 1.2мм, что ИМХО весьма миниатюрно. Любопытно, паразитный резонанс не уловил пока а должен быть на удвоенной частоте, ладно походу посмотрим.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[khach]

да, у фильтра на полуволновых резонаторах паразит на удвоенной частоте.

Если сделать ножки "камертона" у hairpin переменной ширины то паразит на удвоенной частоте уйдет по частоте. Вот только как рассчитывать такой фильтр не совсем понятно. Кстати, folded hairpin тоже сдвигает паразитную полосу пропускания. Жалко, что патент еще действующий на такие фильтры (US 7688162)

[freeport]

Паразитный резонанс сдвинется вверх. Чтобы сдвинуть его как можно дальше вверх, надо делать каждый из резонаторов таким образом, чтобы на концах были емкости, а в середине индуктивность. Т.е. полосок, который раньше имел длину лямбда попалам и был однородным, в центре должен быть максимально узким, а по краям широким.
Вот одна из многих реализаций такого фильтра. Дополнительное подавление паразитных резонансов может быть сделано с помощью элементов связи на входах.

Сообщение отредактировал freeport - Nov 8 2014, 16:20

Прикрепленные файлы

 filter_3600.pdf ( 9.27 килобайт ) Кол-во скачиваний: 54
 Graph_1.pdf ( 12.02 килобайт ) Кол-во скачиваний: 48

 

[khach]

Дополнительное подавление паразитных резонансов может быть сделано с помощью элементов связи на входах.

А как такие элементы связи проектировать? Там же надо и в полосе пропускания и в полосе подавления 2 гармоники оптимизировать. Какие критерии оптимизации?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[freeport]

50-омная линия на входе переходит в тонкие проводники. Если длину одного из них сделать равной четверти лямбда на частоте паразитного резонанса, то он будет вносить дополнительное затухание на этой частоте, однако это может ухудшить согласование в полосе пропускания. Этот фильтр сделан RO4003, для частоты 20ГГц данная топология не пойдет, хочется других материалов и более высокой точности изготовления. Обсуждаемые фильтры, в том числе и те, которые предлагает программа Filter Solutions, описаны в книге
IA-SHENG HONG M. J. LANCASTER "Microstrip Filters for RF/Microwave Applications". Что касается оптимизации, то фильтры с количеством резонаторов до 5...7 быстро рисуются и оптимизируются вручную, т.к. расчеты в Sonnet или Axiem делаются быстро.

Сообщение отредактировал freeport - Nov 9 2014, 15:19