Filtros Kuroda

LABORATORIO DE MICROONDAS Y FIBRA OPTICAFILTRO KURODA

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FILTRO KURODA

I. MARCO TEORICO

Laboratorio-jueves 13:00 a14:30


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TRANSFORMACIÓN DE RICHARDS

• Fue realizada por Richards en1948 para sintetizar una red LC mediante líneas de transmisión.• La respuesta en frecuencia de los filtros así diseñados es periódica de periodo 4λC.• Todos los stubs del filtro tienen la misma longitud eléctrica (λ/8) por este motivo estos filtros se llaman equiproporcionados



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EQUIVALENCIAS DE KURODA

• Las equivalencias de Kuroda permiten construir físicamente losdiseños realizados con stubs aplicando la transformación de Richards.– Separar físicamente stubs con líneas de transmisión.– Transformando stubs serie en stubs paralelo o viceversa.– Cambiando impedancias características irrealizables en otras másapropiadas.

II. PROCEDIMIENTO

Ahora tenemos que convertir nuestro filtro con las transformaciones de Kuroda y las de Richard del siguiente filtro

C1=C5=1.7058 C3=2.5408 L2=L4=1.2296

Colocamos una linea de 50Ω a la entrada y convertimos usando las transformaciones de Kuroda



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Nuevamente colocamos otra línea de 50 Ω

Una vez más colocamos otra línea para que queden solo condensadores

Una vez que todos sean condensadores, ahora usamos las transformaciones de Richard y tendemos las impedancias en cada tramo las cuales introduciremos en le ansoft para su simulación

Z1 = 1Z2 = 1.6304Z3 = 1.5992Z4 = 1.5992Z5 = 1.6304Z6 = 1

Y la impedancia de los capacitores son:

Zc1 = 2.5862Zc2 = 0.4807Zc3 = 0.3936Zc4 = 0,4807Zc5 = 2.5862



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Ahora hallamos sus valores desnormalizamos

Z1 = 50 Ω Z2 = 81.5212 Ω Z3 = 79.9588 ΩZ4 = 79.9588 ΩZ5 = 81.5212 ΩZ6 = 50 Ω

Zc1 = 129.3118 ΩZc2 = 24.0329 ΩZc3 = 19.6788 ΩZc4 = 24.0329 ΩZc5 = 129.3118 Ω

Estos valores ingresamos al Ansoft y nos da como resultado el siguiente circuito

IZ=0Ohm

PNUM=1

RZ=50Ohm Port2

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W1=2.95893mmW2=1.13025mmW3=0.293474mm

P=25.1677mm

W=0.293474mm

P=24.5252mmW=1.13025mm

P=24.4932mmW=1.18287mm

P=24.4932mmW=1.18287mm

P=24.5252mmW=1.13025mm

P=23.6666mmW=2.95893mm

P=23.6666mmW=2.95893mm

1 23

W1=1.13025mmW2=1.18287mmW3=8.57512mm

P=22.5015mm

W=8.57512mm

1 23

W1=1.18287mmW2=1.18287mmW3=11.0439mm

P=22.2349mm

W=11.0439mm

1 23

W1=1.18287mmW2=1.13025mmW3=8.57512mm

P=22.5015mm

W=8.57512mm

1 23

W1=1.13025mmW2=2.95893mmW3=0.293474mm

P=25.1677mm

W=0.293474mm

IZ=0Ohm

PNUM=2

RZ=50Ohm

Una vez que tenemos el circuito vemos su respuesta S21 y nos da el siguiente grafico como resultado:



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El cual nos da la siguiente placa para implementar en la fibra de vidrio de doble cara.

Siendo su diseño final como se muestra en la grafica final.

Simulación electromagnética



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III. RESULTADOS

Vista de la fibra de vidrio después de planchar y quemar la placa, filtro de kuroda:

Señal obtenida en el instrumento de medición:

Se puede ver que la frecuencia de corte es de 1608.08MHzPero nuestra señal presenta un elevado rizo



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IV. CONCLUCIONES

El filtro kuroda tiene mayor rizo que el filtro normal, esto se puede demostrar comparando las dos graficas de sus respectivas simulaciones. Y queda demostrado comparando las dos señales en el instrumento de medición.

La implementación de filtros es un poco menos tediosa y complicada para el primer caso con líneas de transmisión que al hacerlo utilizando stub , debido a que simplemente al realizar el calculo matemático del ángulo este es introducido en las línea de transmisión .

El material físico a utilizarse como la fibra de vidrio, en el mercado local tiene muchas variantes las que al implementarse el filtro no necesariamente nos va a dar un valor correcto si no uno mas o menos aproximado haciendo que nuestro valor final deseado varié.

El margen de error con el que se cuenta para implementar nuestras placas para el filtro es mínima, teniendo en cuenta que se trabaja con altas frecuencias puede variar nuestras respuestas.

SUGERENCIAS

Los malos cálculos al momento de montar nuestros conectores en la placa para el filtro tamben influyen , ya que sabemos que al trabajar con altas frecuencias un espacio vació entre conector y placa nos produce un efecto capacitivo, como también si vamos a conectar algún elemento procurar que sus patas sean lo mas corto posible porque estas producen un efecto inductivo cuya resultante de ambos efectos nos produce una reactancia parasita la que nos puede producir efectos no deseados en nuestro filtro.


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