5G FR1 uygulamaları için KZY ile bant geçiren toka filtre tasarımı

Bu tez çalışmasında, 5G haberleşme sistemlerinin ihtiyaç duyduğu geniş bantlı uygulamalar için bant geçiren saç tokası filtre tasarımı yapılmıştır. Tasarımda, toka filtre tasarımının performansını arttırmak için zemin düzlemine halter şeklinde Kusurlu Zemin Yapısı (KZY) eklenmiştir. Geniş bant tasarımı ile FR1 frekans aralığındaki n48 (3550 MHz - 3700 MHz), n77 (3300 MHz - 4200 MHz), n78 (3300 MHz - 3800 MHz), n79 (4400 MHz - 5000 MHz) frekans bantları kapsanmaktadır. Filtre tasarımı 15x25 mm boyutlarında, dielektrik sabiti 3,55 ve kalınlığı 1,524 mm olan Rogers RO4003C malzemesi üzerine yapılmıştır. Filtre, üç adet U şeklinde rezonatörden oluşmaktadır ve geleneksel tasarımlardan farklı olarak her bir rezonatör kolunun uzunluğu farklı yapılmış ve orijine göre simetrik olacak şekilde optimize edilmiştir. Bu yöntemin uygulanmasıyla, birbirine yakın ancak farklı frekanslara sahip olan geçiş bantları birleştirilerek tek bir geniş bant elde edilebilmiştir. Böylece, daha geniş bir geçiş bandı elde edilmiştir. Tasarım sürecinde mikroşerit hat genişlikleri, rezonatör uzunlukları ve rezonans koşulları, KZY geometrisi analiz edilerek, geçiş bandı genişliği ve performansı optimizasyonlarla iyileştirilmiştir. Simülasyon sonuçlarına göre, önerilen filtre yaklaşık 3,3 GHz bant genişliği ile 2,61–5,91 GHz frekans aralığında geniş bantta iletim sağlamaktadır. Ayrıca, zemine eklenen halter şeklindeki KZY merkez frekansı yaklaşık 4.25 GHz yakınında -40 dB'nin altına inerek yansıma kaybını önemli ölçüde azaltmıştır. Bu özellikleriyle önerilen filtre yapısı, hem metamalzeme yapılarının mikrodalga filtre yapılarındaki kullanım potansiyelini göstermesi ve yüksek performanslı bir çözüm sunması açısından önem arz etmektedir.