Özgün Pinler kullanılarak tasarlanan mükemmel manyetik iletken tabanlı mahfazalar ile elektromanyetik girişimin azaltılması

Abstract

Elektromanyetik girişim (EMI) bir cihazın, iletim kanalının, elektronik devrelerin veya herhangi bir sistemin performansını etkileyen elektromanyetik bozulmalardır. Cihazların birbirinden ve çevresel koşullardan veya bir devre elemanının devredeki diğer elemanlardan etkilenmesini engellemek amacıyla uygun muhafaza yöntemi kullanılarak dış ortamdan ve etkilerden yalıtımı sağlanmalıdır. Bu çalışmada mikrodalga modüllerde elektromanyetik girişimin azaltılması konusundaki çalışmalar ve geliştirilen yöntemler incelenmiştir. Farklı pin geometrilerine sahip pinli kapaklar içeren mükemmel manyetik iletken (PMC) tabanlı mahfaza modelleri tasarlanarak pin geometrilerinin elektriksel performans üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Fiziksel parametreleri teorik temellere göre hesaplanan kare kesitli pin geometrisinin kullanıldığı model referans olarak seçilmiştir. 10 GHz - 20 GHz frekans bandı düşünülerek tasarlanan referans modelin tüm parametreleri sabitken sadece pin geometrileri değiştirilerek farklı PMC mahfazalar tasarlanmış ve elektromanyetik analizleri yapılmıştır. Düz teller, farklı sayıda helisler ve piramit biçimli yapılarla oluşturulan farklı pin geometrilerinin X, Ku, ve K bantlarındaki frekansa bağlı iletim karakteristikleri karşılaştırılarak frekans bandı ve elektromanyetik izolasyon üzerindeki etkileri incelenmiştir. PMC mahfazayı minyatürleştiren, daha hafif, daha az malzeme gerektiren ve üretimi kolay özgün pin geometrileri önerilmiştir. Önerilen modellerden biri için prototip üretimi ve elektriksel testler yapılarak simülasyon sonuçları doğrulanmıştır.

Electromagnetic interference (EMI) is the electromagnetic disturbance that affects the performance of a device, transmission channel, electronic circuits or any system. The devices must be insulated from the external environment and effects by using appropriate packaging method, in order to prevent the devices from being affected by each other and environmental conditions or a circuit element from other elements in the circuit. In this study, the studies and the methods developed about the reduction of electromagnetic interference in microwave modules are examined. The effects of the pin geometries on electrical performance are investigated designing perfect magnetic conductor (PMC) based enclosure models consist of pinned covers with different pin geometries. The model has the square cross-sectioned pin geometry and whose physical parameters are calculated according to the theoretical foundations is selected as reference. While all the parameters of the reference model, which is designed for 10 GHz - 20 GHz frequency band are fixed, different PMC enclosures are designed by changing only the pin geometries and electromagnetic analyzes are done. The effects of different pin geometries formed by straight wires, different number of helices and pyramid shaped structures on frequency band and electromagnetic isolation are investigated by comparing the frequency dependent transmission characteristics in X, Ku, and K bands. Novel pin geometries that miniaturize the PMC enclosures, lighter, require less material and easy to manufacture are proposed. Prototype production and electrical tests were performed for one of the proposed models and the simulation results are verified.