导波滤波器设计精要.ppt

现代微波电路和器件设计4、波导滤波器设计 波导滤波器设计 波导滤波器概述 波导滤波器形式 设计思想和CAD方法 设计实例 波导滤波器的模式问题：TE10 波导滤波器的性能是两端口TE10之间的 波导不连续性结构产生高次模 高次模对于主模TE10的作用相当于一个电抗。高次模时衰减的，而且衰减很快，所以是局部的。 ３、设计思想和ＣＡＤ方法 设计思想 等效电路 设计步骤 波导带通滤波器具有多种形式；共同点 为什么采用这样的结构？为什么不用那样的结构？ 波导滤波器的通用CAD设计； 模式匹配；FDTD —— HFSS；CST；IE3D 复杂结构全波仿真和多变量优化费时费力； 设计思想：电路综合理论和HFSS仿真相结合 设计优化变量太多 仿真计算时间过长，内存需求大 可能得到非最优结果 等效电路 Step-by-step procedure- optimization of one dimension in each step 4、设计实例 Design procedure: M. Guglielmi, Simple CAD procedure for microwave filters and multiplexers, IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol 42, pp 1347-1352, July 1994 作业：完成本课中滤波器的设计。 努力解决出现的问题。 Design Requirements f0 = 15.35 GHz BW= 32 MHz S11 -20 dB S21 -40 dB @ f0 ± 40 MHz WR62 f0 BW IL RL *Matthaei, Young and Jones “Microwave filters, impedance-matching networks, and coupling structures”, Artech House, Norwood, MA, 1992 Example: f0 = 15.35 GHz BW= 32 MHz S11 -20 dB S21 -40 dB @ f0 ± 40 MHz 6th order Chebychev filter prototype elements g0 = 1.0000 g1 = 0.8836 g2 = 1.3966 g3 = 1.7894 g4 = 1.5528 g5 = 1.6095 g6 = 0.7667 g7 = 1.1524 （1a）由指标得到低通原型电路 1、滤波器原型电路设计 Example: K′01=0.0775 K′12=0.0048 K′23=0.0034 K′34=0.0032 （1b）电路变换，得到K变换器的值 2、耦合设计 Coupling S21 (dB) 1 -16.14 2 -40.40 3 -43.47 4 -43.93 5 -43.47 6 -40.40 7 -16.14 diameter offset d1 = 2.50 mm do1 = 3.845mm d2 = 3.50 mm do2 = 3.135 mm d3 = 3.50 mm do3 = 2.960 mm d4 = 3.50 mm do4 = 2.972 mm d5 = 3.50 mm do5 = 2.960 mm d6 = 3.50 mm do6 = 3.135 mm d7 = 2.50 mm do7 = 3.845 mm WR62波导：15.799mm*7.899mm 与文献有差别！ （PEC与有耗材料设置？计算精度？——） 3、传输线段设计 Denne figuren er IKKE for f?rste resonator resonator length l1 = 10.839 mm l2 = 11.346 mm l3 = 11.395 mm l4 = 11.395 mm l5 = 11.346 mm l6 = 10.839 mm 1 2 最后，可以建立滤波器模型，进行全部结构的仿真，检验设计结果。在部分设计中，这一步是必须的，总体结果需要通盘考虑和进一步的修正。 波导滤波器响应曲线 带有圆角的电感膜片滤波器 折叠的电感膜片滤波器 * * １、波导滤波器概述 　波导滤波器是传输线滤波器的一种。 　波导滤波器的特点：低插耗、高功率容量 　一般的，波导滤波器由不连续处和传输线段组成。 　两者都可以等效为相应的集总参数元件和电路： 波导不连续结构提供等效电抗； 传输线段等效谐振腔等。 不均性中高次模对于主模相当于jB 波导带通