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1、在论坛逛了也有些日子了,发现有很多初学者其实是怀着兴奋的心情来论坛,希望可以在这里初窥滤波器的奥秘,希望有朝一日自己也可以成功的设计出一款性能不错的滤波器.下面介绍的虽然是普通的滤波器设计流程,但其具有很强的代表性,大多数耦合谐振器滤波器都应遵循下面的几个设计步骤,尤其是对于初学者,这可以帮助大家理解最最最最基本的概念.当然了,对于高手来说,其实可以省略很多中间过程. +Tkx mJiF-=u prlB9,3|C vXIj0: 2,拥有了耦合系数矩阵,就需要确定所采用的谐振器类型,整个滤波器的几何结构.此处采用一个四阶开口环交叉耦合滤波器来做为实例,下面的耦合系数矩阵是我从一篇文章copy过来
2、的,只是作为一个辅助.正、负仅仅是一个符号,一般来说,我们将正值视为磁耦合,负视为电耦合,反之亦然 ojs&Wr0Z XsS00TLG a y 其对应的几何结构如下所示,其中1和4是开口相对,为什么呢,因为微带开路端电场比较强,这么放置1和4才能产生耦合系数矩阵中所需的电耦合.同样的原理,我们知道2和3之间产生的是磁耦合,至于1和2、3和4为什么这么放,它们之间是混合耦合,建议大家去看书,解释起来麻烦点. c5;YKON ?9H7Twi+T 3,那么,谐振器之间的几何尺寸怎么确定呢？再下一步,就是用HFSS来提取两两谐振器之间的耦合系数与几何尺寸的关系了.只有确定了所有的几何尺寸,才能建立一个
3、滤波器的初始模型. yZ0;Tr*J 要提取耦合系数,下面给出了计算公式 cXu5hO+Mq solution type中选取eigenmode. y;qT_# ;2L=WR% 下面跟大家介绍如何加Analysis,在add solution setup后会弹出下图.现在逐个分析含义： pxI*vgfN7 Minimum frequency： 最小频率,即它的值一定要小于谐振器的谐振频率. A&#P Number of modes：模式数目,此处设为2,它意味着会仿真得出两个模式的频率,即计算耦合系数需要的fp1和fp2. x-tA _: 再下面的两个选项嘛,用过HFSS的大家应该都很清楚了,
4、可以仿照图中所示. ;Jx yj4g$:z 2*reMode+remode/remode+remodeUwEij 下面一步给大家演示如何在HFSS中计算出耦合系数,在result中选择create eigenmode parameter reportData table.此时,会产生下面图中所示对话框,此时需要注意,点击output variables会产生最顶层的对话框,我们需要在其中对式8.72中的fp1和fp2进行定义. PED#Uv 我们将mode1的实部定义为fp1,具体操作：在name中输入fp1,选择mode1的实部即re,然后点击insert into expression,在
5、点击add,就可以了. PU -7h+$ R1$z8$ 再下一步,当仿真完成后,你就可以在result中看到fp1和fp2的值了,同时也就可以得到耦合系数了.当然了,你也可以在HFSS中定义耦合系数的计算公式,那你就可以直接在HFSS中看到耦合系数的数值了. j?otD 正如大家在paper中看到,许多人会给出耦合系数与几何尺寸的关系图,这也就需要大家改变下几何尺寸,重新仿真下上面的model就可以了啊,其实很容易的. /OxF5 bN2 !. 0W?6yo UI!EIZ* 4,1和4谐振器我们采用下面的方式进行激励 K ;uH, JT_#, 至于外部品质因素的计算,可以由下式得到,w0代表谐
6、振频率,具体的定义大家参考Jia-sheng hong书中的第八章,图12. hOwVm;: aqy#JS8 同样的,你可以根据不同几何尺寸得到不同的Qe,从而形成一个关系图. |f aXl3| G7,!Qol #K4wO!d IzL yn 5, 此时,我们需要根据上面所得的几组数据,来选取每个几何参数的初始值.这就是为什么我们要进行上面的步骤的原因.这样建立好的初始model,不出意外会得到一个不会很差的性能,当你看到自己的付出有了回报,一切辛苦都是浮云.下面需要的就是优化了,一般来说,对于初学者,还是建议使用优化,虽然比较笨、慢,但是总要有循序渐进的过程.而对于高手们,一般都是自己手动去调
7、节每个几何尺寸,因为他们知道哪些关键参数的功能. TI*uNS;- 下面简单介绍下如何使用HFSS的优化功能,首先你需要在建立model时,尽量使用变量来表示每个几何尺寸,这样方便调节,也只有这样才能使用优化. Y!5Z.K 第一步,如图,点击design properties,里面的优化菜单中勾中你想优化的变量,同时可以设计它的最小值和最大值. XGO_n x ,m:MI/ p 第二步,右键optimetrics,里面add optimization,弹出对话框,点击variables,里面勾中所有变量如图. gx9H=c/ my*/MCO 第三步,设置优化目标,如下图,定义的是：在1GHz处的S11的幅度要小于0.05.具体大家慢慢摸索吧,大概的入门应该够了. bx5X8D #|gtpC 图片:15.jpgJjO2Eq$ the equivalent circuit of microstrip gapthe hairpin resonators used have a line width of 1 mm and aseparation of 2 mm between the two arms,基片集成波导SIW最小金属孔径和间距制作工艺有要求 /
