Ultra-Wideband Microstrip Filter Design with Super-Shaped Defected Ground Structures

Abstract

Ultra-wideband (UWB) microstrip filter design has been proposed by applying defected ground conductor structures designed with the superformula approach. Simultaneously, the effects of the materials used in the designs on the filter properties have been examined. After the filter characteristics have been determined, the filter design has carried out in the AWR program. The filter structure has based on an 8 GHz center frequency fifth-order Chebyshev ultra-wide bandpass filter. The filter model designed in AWR has transferred to the HFSS program, and the effect of FR4 and RO3035 materials on filter characteristics have been investigated. The various number of defects, each shaped with superformula, is opened to the base conductor, and their effects are observed. The parameters in the superformula proposed by Johan Gielis have been calculated in the MATLAB program. PCB productions of the designed filters have been made, and experimental measurements have been taken with the Anritsu spectrum analyzer device. When the results obtained from electromagnetic simulation programs have compared with the experimental measurement results of the filters produced, it has been seen that the results are consistent with each other.

Özet

Bu çalışmada, Ti-50,5Ni-xAl(x=0, 2, 4) alaşımı toz metalürjisi yöntemlerinden SHS ile üretildi. Üretilen NiTiAl alaşımlarında Al oranının numunelerin mikroyapılarına ve mikrosertliklerine etkileri detaylı bir şekilde incelendi. Mikroyapı analizleri optik mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile, faz bileşenleri ise Enerji dağılımlı spektroskopi (EDX) ve X-Işınları Kırınım Cihazı (XRD) analizi ile tespit edildi. Sertlik ölçüm testleri Vickers (Hv) mikrosertlik ölçüm cihazında yapılmıştır. Ateşleme sonrası ekzotermik reaksiyon sonucunda başlayan yanma reaksiyonu esnasında yüzeyde oluşan sıcaklık değişimi lazer sıcaklık ölçüm cihaz ile tespit edildi. Optik mikroskop(OM) analizleri sonucunda Al içeriğinin artmasına bağlı olarak gözenek oranı arttı. Ayrıca Al ilavesiz NiTi numunesinde ise yanma kanallarının yoğun olduğu görüldü. Hem EDX hem de XRD anliz sonuçlarında alaşımlarda NiTi, NiTi2 ve Ti3Al fazlarının varlığı tespit edildi. Yüzey sıcaklık ölçüm sonuçlarında yanma reaksiyonu en düşük elde edilirken 550℃ en yüksek 1250 ℃ ölçüldü. Mikrosertlik ölçüm sonuçlarında en düşük sertlik değeri 176.8 HV0,1 ağ. %4 Al numunesinden elde edilirken, en yüksek değer ise 301.7 HV NiTi numunesinde ölçüldü.