Ku-Band Cavity BPF설계

The Design of Ku-Band Cavity BPF

본 논문에서는 삼중모드 공동 공진기를 이용하여 위성 탑재용 2단 6-pole 대역통과 필터를 설계 제작하였다. 대역통과 필터는 중심 주파수 14.5GHz(Ku-band)에서 대역폭 100MHz로 설계하였으며 응답은 Chebyshev 함수를 이용하였다. 공동 공진기의 공진모드는 TE113과 TM012 모드를 이용하였다. 공동 공진기간의 결합(intercavity coupling)은 Chebyshev 필터 응답을 구현하기 위하여 TE113 모드의 자계 성분만을 결합하였다. 따라서 원통형 공동 공진기내의 TE모드와 TM모드에 대한 E-,H-field 기본식으로부터 결합계수 수식을 유도하여 이를 intercavity 슬롯의 위치와 크기를 결정하는데 이용하였다. 설계 제작된 2단 6-pole 삼중모드 공동 공진기 대역통과 필터의 통과 대역폭에의 평균 삽입손실은 2.4dB이며 통과 대역의 반사손실 S11은 평균 15dB 이상으로 측정되었다. 본 논문에서 제작된 삼중모드 필터는 위성 탑재 장치내에 채널 필터 및 일반 시스템의 필터 어셈블리를 소형화시키는데 적용가능할 것으로 판단된다.

In this paper, a 2 stage 6-pole bandpass filter(BPF) is designed and implemented by using triple-mode cavity for satellite payload system. The BPF has a 100MHz bandwidth at the center frequency of 14.5GHz(Ku-band) and the response of the filter is the Chebyshev function. The cavity filter uses two orthogonal $TM_{113}$ modes and one $TM_{012}$ mode. The coupling between the adjacent cavityes(intercavity coupling) results in a Chebyshev response and is accomplished by only H-filed component of If modes. The size and location of intercavity slot is determined by the coupling equation from E-and H-field of TE and TM resonant modes in circular cavity. The 2-stage 6-pole triple-mode cavity BPF has the insertion loss of 2.4dB and the reflection loss of 15dB in the passband. The triple-mode BPF proposed in this thesis can be used as channel filters for satellite payload system and can minimize filter assembly in general wireless communication system.