腔体滤波器设计报告2

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1、学生姓名：彭聪单位：物理电子学院学号：201222040413时间:2013年5月28日一、技术指标：频率范围:1710-1880MHz；带内插损：W0.8dB带外抑制：@960MHZ>80dB@2200MHz>80dB带内波动:W0.6dB端口阻抗：50ohm二、理论分析微波滤波器被广泛的应用于微波通信、雷达导航、电子对抗、卫星通信、导弹制导、测试仪表等系统中，是微波和毫米波系统中不可缺少的重耍器件，其性能的优劣往往直接影响整个通信系统的性能指标。1、微波滤波器分类低浊烧昭声农面波/体声波滤波器血构波平结滤腔体甜体滤波滤波器器器器波器微

2、波滤波器2、微波滤波器一些理论（1）Q值与谐振微波滤波器是由谐振回路以某种方式排列再通过耦合结构把这些谐振回路组合在一起构成的。不同的谐振回路，谐振频率的范围和！2值差别很大。因此，不同结构的滤波器适合不同的工作频率和带寛。厶C滤波器、声表面波/体声波滤波器、螺旋滤波器、梳状滤波器的工作频率比较低。介质滤波器、波导滤波器工作频率比较高。谐振回路0值高、滤波器工作带寛可以做的比较窄。（2）滤波器的性能指标乩频率范围J—®和带宽加"对于带通和带阻滤波器而言，也指衰减加大到某一确定值时的频率范围，如BWldB=理—严称为ldB通带带宽或ldB阻

3、带带宽。带宽决定着滤波器分离信号中相邻频率成分的能力一一频率分辨率。b.插入损耗：插入损耗即描述了通带内的功率损耗大小。其表达式为：Pr/L=-101og-^=-101og

4、S2I

5、2c.[h

6、波损耗（ReflectionLoss缩写RL）：凹波损耗是描述滤波器性能的一个墩感参数，同时回波损耗（RL）、驻波系数（VSWR）和反射系数（厂）三个参数是相关的，通常用來表征滤波器反射特性。回波损耗的公式定义以及三者之间的关系为：厶=—1olog竝=—1oiog（"wn）2=-ioiog（

7、r

8、2）PmVSWR^l11d.带外抑制（Rejecti

9、on缩写RJ）：在给定的频率卜'，带外信号的插入损耗大于最小带内信号的插入损耗的数值。e.带内波动：指通带内信号的平坦程度，即通带内最大衰减与最小衰减之间的差别，一般用dB表示。f.晶质因数描述滤波器的频率选择性的强弱，分有载和无载两种情况。三、设计过程1.低通原型滤波器（查出标准化g值）通过AnsoftDesigg沁‘7叫滤波器,7屈r«Ui<图1j»由此算出第一£^5•丄0.0549,°・°522,其中佥为相对带宽。f*•r*-or・rror耦合系数K如图I所示。查出标准化g值叫，2k心7系数K、2=5・G・U•u・“w<•凤•C4B

10、J■7i"dRooooi幺>.owa•・O.70“曲301-氏f腔体◎啲耦合QaHgg*X30mmx&0mm。在端口处设进卩血层,使其。值接近于2=1/K（；严19.11,仿真模型见图3。耦合系数主要受盘天线与谐振杆之间的距离、盘天线所在高度等影响；盘天线越近耦合系数K01越大，盘天线越高耦合系数K01越大。图3腔体与源或负载Z间的耦合模型4.腔体与腔体之间耦合系数的仿真：通过HFSS对两个腔体进行仿真，研究他们耦合系数的变化及其谐振频率的变化。在木征模式求解下将模式数设为2,定义一输出变量为K二（九-帀/旳打厲*齐）,其中j，九分别是

11、在两个模式卜的谐振频率，仿两个相似的双腔之间耦合模型使其K值分别等于上面提到的Kn=0.07328和K2.=0.0549,两个模型类似，只是通过中间的耦合杆來控制K值的大小变化。见图4。+图4腔体与腔体Z间的耦合模型5.总体仿真：经过以上几步耐心地仿真使其尽量接近理论算出來的各种耦合系数Z后，对这个设计让我基木进一步熟悉了HFSS的建模及优化、参数分析等功能的使用。同时了解了滤波器的基本原理及仿真设计的过程。