电磁场与微波实验指导书(实验六).doc

实验六 分布交指型微带滤波器设计 一、 实验目的 1、了解微波交指滤波器的概念 2、重点掌握 MWO EM structure 仿真方法 3、掌握在原理图添加 EM Structure 方法 二、 实验原理： 1. 微带交指滤波器 交指型滤波器是对平行耦合微带线滤波器的一种改进，可以减小微带滤波器 占用的体积。交指型微带带通滤波器的工作原理可以这样解释:将平行藕合微带 滤波器相邻的两个藕合线节从中点处切断，并折迭起来，合并为一根藕合线节， 将其一端短路接地，另一端开路，并保持相邻两级线节之间的藕合间隙不变，形 成交指型结构。如图所示： 。 图 1 交指滤波器示意图 具有以下优点：结构紧凑、可靠性高；由于每个谐振器间的间隔较大,故公 差要求较低,容易制造；由于交指滤波器既可以做成印刷电路形式,又可以做成腔 体结构,用较粗的杆做成自行支撑,而不用介质。因此,交指滤波器在电子系统,尤其 是在通信技术及近代航空航天领域中被广泛使用。 2. EMSight 仿真器： EMSight模拟器是一个三维电磁场模拟程序包，可用于平面高频电路和天 线结构的分析。特点是把修正谱域矩量法与直观的视窗图形用户界面(GUI）技 术结合起来，使得计算速度加快许多。MWO 可以分析射频集成电路(RFIC）、微 波单片集成电路(MMIC）、 微带贴片天线和高速印制电路(PCB）等电路的电气 特性。 三、 实验步骤 1、 创建新项目： 选择 File New Project； 选择 File Save Project As，显示保存对话框 输入项目名（如layout_example），然后单击 Save 保存； 2、 导入层处理文件： 层处理文件 LPF 定义了层试图的缺省设置，包括绘制层、层映射、三维视图和电磁视 图绘制。在窗口的左下方单击 Layout 键显示层管理器； 在层管理器中右击 Layer Setup，选择 Import Process Definition，显示打开的对话框； 查找目录然后双击打开 C:\Program Files\AWR\AWR2008； 单击选择文件 blank.lpf 再单击 Open 打开。层管理器的下面的透明窗口如下显示： 图 1 层处理文件导入后 Layout窗口 3、生成 EM 结构： 1. 菜单栏选择 Project Add EM Structure New EM Structure. 将出现 New EM Structure 对话框. 2. 输入一个名称，例如 “Interdigital Filter”，列表中选择仿真器： AWR EMSight, 点击 Create. 工作空间将出现 EM structure window.； 图 2 添加 EM结构 4、设定 Enclosure enclosure 用来定义材料类型, EM structure 中各层的介质材料, 设定边界条件, 并且定 义 EM 结构的整个物理尺寸和用来在结构中指定导体材料的最小网格。 首先在菜单上选择 Options Project Options. 点确定时候会出现一个警告窗口，不用管 它，直接点击 Yes. 图 3 设定全局单位 再在菜单上选择 Options Layout Options 图 5设定 Layout Options 点确定时候会出现一个警告窗口，不用管它，直接点击 Yes. 双击 project 视图下面 Enclosure，设定 Enclosure 选项…… 图 6设定 Enclosure 选项 点击 material defs 标签，添加氧化铝介质：从下拉列表中选择！ 图 7 定义材料 在下面的窗口添加 导体，添加金：从下拉列表中选择！ 图 8 添加导体 定义电介质层：通过 insert 和 Delete 按钮添加或者删除层 图 9 定义电介质层 5、设定侧边边界条件： 在 EMSight 仿真器中侧边边界条件总是理想导体并且不能修改. 一些第三方仿真器可 能对侧边的边界条件有其他的假定。 上顶面和下底面的边界条件也默认是理想导体, 但是 他们可以通过设定修改. 本例中不需要修改默认的边界条件。 为导体和电路板上过孔指定材料 图 10 添加过孔材料 6、在层中添加导体： 调整 Layout 布局如下图所示，绘制矩形 图 11在层中添加导体 图 12给出起始点 图 13给出偏移量 再画第二个矩形导体 起始点: x=4,y=1.4 ，偏移量如下图所示： 图 14绘制第二个矩形导体 移动第二个导体，使其和第一个导体贴近：左键点击第二个导体不放，拖动其靠近第一 个导体，当显示 dx= -1.8, dy=1 时放下，如下图所示： 图 15移动导体 7、添加电路板过孔： 点击 Layout，勾选 via 如左图所示，