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利用HFSS对腔体滤波器的精确设计

资料介绍
利用HFSS对腔体滤波器的精确设计Ansoft2004 年用户通讯

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利用 HFSS 对腔体滤波器的精确设计
黎涛 赵霞
上海航天测控通信研究所 200086 摘要 本文用一个实例介绍了一种设计思路,借助计算机利用 Ansoft 公司的 HFSS 软件对腔体交指 型滤波器进行精确设计,实验表明用这种方法设计的滤波器有通带平坦、插损小、精确度高等特点。 一. 引言
在微波带通滤波器的设计中,我们经常采用腔体交指型结构。它具有插损小、带外抑制度高、结构紧凑、体积小等优 点。 对于腔体交指型带通滤波器的设计,现在比较广泛的的思路是:只考虑相邻两耦合杆之间的耦合关系,忽略相邻杆以 外的边缘电容的影响,因而采用两个沿结构传输的 TEM 正交模来描述,即奇模和偶模。而实际在这种滤波器结构中所有 的谐振杆之间都存在耦合,因此这种方法只是一种简化的近似设计。采用这种方法设计的产品性能差,表现在带内插损和 波纹大,矩形系数不好等,一般无法满足现在通讯的要求,我们还要花大量的精力对滤波器进行调整,以提高其性能。甚 至需要重新加工再生产,这大大增加了产品的研制成本和周期。 因此我们必须对滤波器进行精确的设计,即在工程设计中将所有谐振杆的耦合都考虑进去,而这不是传统的手工计算 可以完成的,必须借助计算机软件进行辅助设计。 自上世纪 70 年代以来,CAD 工具在微波工程领域得到越来越广泛的应用。经过多年的发展,目前国内外已有多种微 波 CAD 软件,而以 Ansoft 公司的 HFSS 效果最佳。通过该软件我们可以方便的得到各种物理模型,进而对该模型进行电 磁场的仿真。计算结束后我们就可以得到所需的场结构和相关的 S 参数,也就知道了该滤波器的电性能情况。

二. 设计
下面通过一个 S 波段的五级滤波器的设计实例加以说明。 首先我们通过简化的近似计算得到该滤波器的几何数据的初值,由于这类滤波器的粗略设计的方法已经……
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