Characterization and modeling of a coaxial cavity quadruplet based filter for mobile phone LTE-2 band

Abstract

En aquest projecte es tracta la caracterització i modelatge d'un filtre de cavitats mitjançant el simulador electromagnètic 3D HFSS. Partint de les especificacions d'un filtre real de telefonia es realitzarà una caracterització completa, modelat i extracció del diagrama nodal ideal. Per a aconseguir-ho, prèviament s'estudiarà el tipus de responsa a aconseguir i es caracteritzarà amb polinomis. Amb l'enfocament de la matriu d'acoblament, primer un conjunt de característiques dels paràmetres S són creats. Seguidament es defineix una topologia del filtre adecuada i finalment la corresponent matriu d'acoblament és sintetitzada. Aquesta matriu d'acoblament defineix tot el filtre, i amb això el corresponent filtre físic pot ser dissenyat i fabricat. Per tancar l'intèrval entre la representació de la matriu d'acoblament d'un filtre i el filtre físic, es dónen uns mètodes per mesurar/calcular els acoblaments i el Q extern. Aquests paràmetres poden ser determinats amb l'ús d'un simulador EM 3D com l'utilitzat en aquest projecte, HFSS.

En este proyecto se trata la caracterización y modelado de un filtro de cavidad mediante el simulador electromagnético 3D HFSS. Partiendo de las especificaciones de un filtro real de telefonía se realizará una caracterización completa, modelado y extracción de diagrama nodal ideal. Para ello previamente se estudiará el tipo de respuesta a conseguir y se caracterizará con polinomios. Con el enfoque de la matriz de acoplo, primero un conjunto de características de los parámetros S son creadas. Seguidamente se define una topología del filtro adecuada y finalmente la correspondiente matriz de acoplo es sintetizada. Esta matriz de acoplo define del todo al filtro, y con esto el correspondiente filtro físico puede ser diseñado y fabricado. Para cerrar el intervalo entre la representación de la matriz de acoplo de un filtro y el filtro físico, se dan unos métodos para medir/calcular los acoplos y el Q externo. Estos parámetros pueden ser determinados con el uso de un simulador EM 3D como el utilizado en este proyecto, HFSS.

In this project the characterization of a cavity filter by 3D electromagnetic simulator HFSS is proposed. Based on the specifications of a real cellular filter complete characterization, modeling and ideal nodal diagram extraction will be performed. To do so, previously the kind of response to achieve will be studied and characterized with polynomials. With the coupling matrix synthesis approach, a set of filter S-parameter characteristics is first created. Then a suitable filter topology is defined and finally the corresponding coupling matrix is synthesized. This coupling matrix fully defines the filter and, with this at hand, the corresponding physical filter can be designed and manufactured. To close the gap between the coupling matrix representation of a filter and the physical filter, practical directions about how to measure/calculate coupling bandwidths and external Q are given. These parameters can be determined by use of 3D EM simulator as the one used in this project, HFSS.