Applicazione del Mode-Matching alla sintesi di filtri e diplexer

INTRODUZIONE Questo lavoro è il frutto della mia esperienza presso la Universidad Politecnica de Madrid e, in particolare, della mia collaborazione con il Departamento de Electromagnetismo y Teoria de Circuitos. Lo scopo del progetto è quello di realizzare un certo numero di componenti passivi a microonde in guida d’onda rettangolare che presentino discontinuità asimmetriche piano H, in particolare filtri e diplexer, effettuando un’analisi e sintesi mediante il metodo dell’adattamento modale. Ad una prima analisi elettromagnetica, segue un processo di ottimizzazione che consente di avvicinare la risposta in frequenza a quella ideale, rendendo in questo modo il circuito il più efficiente possibile semplicemente ritoccando i parametri geometrici che lo costituiscono. Nel primo capitolo, si introduce il metodo dell’analisi modale. In particolare si studia il caso di discontinuità in cui una guida è totalmente contenuta nell’altra e di come questa situazione, tenendo conto dell’ortogonalità dei modi, può portare ad enormi semplificazioni dal punto di vista dei calcoli, passando da una notazione integrale del problema ad una algebrica matriciale. Viene introdotto il concetto di matrice di dispersione generalizzata (GSM) per caratterizzare una discontinuità, di problema della convergenza relativa e di errore del bilancio di potenza, concetti spiegati tramite alcuni esempi semplici. Nel secondo capitolo si realizza uno studio elettromagnetico di un’iride asimmetrico piano H e si ricava il suo circuito equivalente, valutando la variazione di reattanza parallelo e lunghezza con la frequenza, la larghezza e lo spessore dell’iride. Successivamente si ricava la matrice di dispersione generalizzata dalla quale si estraggono e si valutano l’andamento in frequenza del coefficiente di riflessione e di trasmissione del modo fondamentale. Nel terzo capitolo è illustrata dettagliatamente la procedura di progetto di un filtro di Chebychev. Si ricava dapprima il suo modello circuitale a scala. Successivamente si trasforma il modello in un circuito che presenti invertitori di impedenza e risonatori in serie tutti dello stesso tipo. Tale modello è usato quindi per realizzare una