Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Electrothermal Design and Analysis of Dielectric TE01-mode Resonator Filters
KTH, School of Electrical Engineering (EES), Electromagnetic Engineering.
2015 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The use of dielectric resonator filters is very common in the telecommunications

industry for applications with demanding filtering requirements.

For high power applications in particular, TE01-mode dielectric

resonators are often used because of its low losses and excellent

peak power handling capabilities. The essence of this work is to

great extent focused around the fact that even a small amount of dissipated

power can give rise to a large temperature increase if the heat

transfer is insufficient. A temperature increase due to self-heating

translates into a degradation of filter performance. Understanding the

mechanisms behind this degradation is vital in order to compensate

for these effects. Computer simulations can successfully be used to

characterise the electrical and thermal behaviour of these devices.

However, if the filter in question is not properly tuned when running

the analysis the results will bring little or no value. This work outlines

an efficient filter design flow based on Port Tuning in order to

overcome this tuning issue. By carefully studying both a single resonator

and a realistic filter example using CFD analysis the heat

transfer mechanisms can be quantified and the dominant terms can

be identified. Based on these results, a simplified model for the thermal

analysis can then be established. A coupled analysis including

electromagnetic, thermal and structural analysis is then demonstrated

that predicts the performance degradation of the filter response. It is

also demonstrated how these effects can be compensated for.

Abstract [sv]

Inom telekomindustrin är dielektriska resonatorer vanligt förekommande

i filtertillämpningar med krävande prestanda. För

högeffekttillampningar i synnerhet används ofta TE01-mod resonatorer

på grund av sina låga förluster och utmärkta effekttålighet. Kärnan

i detta arbete kretsar kring det faktum att även små effektförluster

kan leda till stora temperaturförandringar om värmetransporten är

otillräcklig. En sådan temperaturökning på grund av

egenuppvarmning yttrar sig i termer av en församring av filterprestandan.

En förståelse för mekanismerna bakom denna

prestandaförsamring är nödvandig for att lyckas kompensera bort

dessa effekter. Datorsimuleringar kan framgångsrikt användas för att

karraktärisera dessa komponenter såväl elektriskt som termiskt. Om

filtret i fråga däremot inte är trimmat i simuleringen blir värdet av

analysen begränsat eller rent av obefintligt. I detta arbete presenteras

en effektiv designmetodik baserat på Port Tuning som överbryggar

denna trimproblematik. Genom att sedan noggrant studera en ensam

resonator och ett mer realistiskt filterexempel med hjälp av CFDanalys

kan mekanismerna bakom värmeledningen kvantifieras och de

dominerande termerna identifieras. Baserat på dessa resultat kan sedan

en förenklad modell för den termiska analysen byggas. Det kan

sedan visas hur en kopplad elektromagnetisk-, termisk- och strukturmekanisk

analys kan användas fär att prediktera försämringarna av

filter-responsen. Det visas också hur dessa effekter sedan kan kompenseras

bort.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 112 p.
Series
EES Examensarbete / Master Thesis, XR-EE-ETK 2015:003
National Category
Other Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-166830OAI: oai:DiVA.org:kth-166830DiVA: diva2:812518
External cooperation
Ansys
Educational program
Master of Science in Engineering - Electrical Engineering
Examiners
Available from: 2015-05-19 Created: 2015-05-19 Last updated: 2015-05-19Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3579 kB)469 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3579 kBChecksum SHA-512
2519a5c29d4f89365d1d4d24afb2b51ae74fc83816ab321b51af93ab949addb6c542659cbfd82d16ec0be7fc95ac8fd936cc9a0abcc0be7148e38988cc1df2c2
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Electromagnetic Engineering
Other Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 469 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 145 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf