Ansoft_HFSS9.0进行腔体滤波器设计.ppt

仿 真 结 束 分 析 设 置 在项目管理窗口中如图添加设置 扫 描 设 置 右键点击“Setup1”选择“Add Sweep” 如图输入扫描参数。点击Display。 开始运算 查 看 结 果（一） 右键点击项目管理窗口中的Results，选择Creat Report，在Traces对话框中添加s11、s12绘制曲线 查 看 结 果（二） 在曲线图中可以看到，中心频率在450MHZ左右， 谐波在2.3GHZ附近产生。 使用Ansoft_HFSS9.0进行腔体滤波器设计 设计目标 1.仿真一个53mm×50mm×65mm的单腔，使其谐振频率在465MHZ，记录无载Q值。 2.用凡谷滤波器设计软件查看插损以及带外抑制，并确定各耦合系数。 3.仿真该尺寸腔体的窗口大小，使其耦合系数为0.01左右。 4.滤波器的谐波仿真，观察该单腔尺寸滤波器的谐波位置。 确定单腔尺寸记录Q值 HFSS 作 图 新建一个设计，命名为“single” 画腔体 画一个长方体谐振腔，把各边长度设置为参数，分别初始化为53mm、50mm和65mm 命名该谐振腔为“cavity” 画谐振杆 从谐振腔底部中心画谐振杆，设置参数，并初始化谐振杆半径为7.5mm。谐振杆高度为63mm 命名谐振杆为“resonator” 画圆盘 从谐振杆的顶部往下画一个圆盘，设置参数，初始化圆盘半径为15mm，圆盘厚度为-2mm 使用unite命令合并谐振杆和圆盘 画谐振杆内孔 从谐振杆的顶部往下画一个内孔，设置参数，初始化谐振杆内径为6.5mm，谐振杆孔深为-50mm 使用subtract命令把内孔从谐振杆上减去 画调谐螺杆 从腔体的顶部往下画调谐螺杆，设 置参数，初始化调谐螺杆半径为 2.5mm，调谐螺杆长度-10mm 定义材料、边界 把cavity定义为空气，resonator 和screw定义为银，把cavity定义 为Finite Conductivity边界 电导率设置不定义边界则默认为Perfect E。 HFSS-solution type中选择求解 方式为Eigenmode 仿真设置 右键点击项目窗口中的Analysis, 选择Add solution setup,在弹出 对话框中做如图设置。点击工具栏 上的analyz图标开始求解 查看结果 点击工具栏上的solution data图标在弹出 的对话框中选择Eigenmode Data，可以 看到该腔体的主模谐振频率。 改变谐振杆尺寸，一直到满足频率要求， 使单腔主模谐振频率为465MHZ左右。 这里把圆盘半径设置为18.5mm，谐振频 率456.81MHZ，无载Q值3744.9 确定窗口尺寸 说 明 使用设计软件得出各腔之间耦合系数。 用HFSS的耦合双腔模型可以求得两个腔的谐振频率。 把谐振频率带入以下公式计算耦合系数K k=2*(f1-f2)/(f1+f2) 或者使用工作站中matlab里计算程序计算耦合系数K值。 在这一部分讲到如何使用HFSS计算窗口大小使其耦合系数为0.01左右。 画第二个单腔 使用Edit中的copy和past把第一步中所 有的元件复制一份。 移动第二个单腔位置 使用MOVE命令把所复制的元件沿y轴 移动“腔体_y+窗口厚度”的距离，其中 窗口厚度初始化为4mm。 画 窗 口 画一个长方体，起始坐标定为“0，腔体_y,窗口高度”窗口高度初始值 0mmXsize为“窗口大小”初始化值20mm，Ysize为“窗口厚度” Zsize为“腔体_z-窗口高度”。 合并腔体 把窗口命名为“window”定义材料为空气 使用unit命令把前面画的两个单腔和窗口 合并，得到如图的一个耦合腔体。 画耦合螺杆 画一个圆柱体，起始坐标为“窗口大小/2,腔体厚度/2,腔体_z” Radios为“耦合螺杆半径”初始值2.5mm Height为“耦合螺杆长度”初始值-10mm 定义材料开始运算 把腔体材料定义为空气，其余材料全部为理想导体 （这时候不需要考虑腔体的无载Q值），在项目管 理窗口中把“setup1”中的“Number of”由1改为2 边界改为Perfect E,开始运算。 查看结果计算耦合系数 在solution data中查看结果，把求得的两个频率 带入耦合系数公式k=2*(f1-f2)/(f1+f2)=0.004487 如此，改变窗口大小或者耦合螺杆参数直到 耦合系数满足要求。这就是窗口大小的确定方法 驱动模腔体确定谐波位置 说 明 确定谐波的时候如果只用一个腔体则结果与实际情况相差较大，我们常用2个耦合的腔体来确定谐波位置。 因为飞杆的影响，用这种方法得出的结果只能近似的模拟谐波。当飞杆