目录
1引言 (1)
1.1 介质谐振器的发展和应用 (1)
1.2 介质滤波器的特点及应用 (3)
1.3 本文的主要研究内容 (3)
2介质腔体滤波器的理论设计 (4)
2.1滤波器基本原理 (4)
2.2 介质腔体滤波器的线路设计 (8)
2.3 介质腔体滤波器的微波实现 (10)
3 腔体介质滤波器的仿真设计 (15)
3.1 Ansoft HFSS软件介绍 (15)
3.2 腔体介质滤波器的工作原理 (17)
3.3 腔体介质滤波器的仿真过程 (17)
4 腔体介质滤波器的生产与调试 (20)
4.1 介质谐振器与截止波导的生产 (20)
4.2 滤波器的调试 (22)
5 滤波器的测试结果及分析 (22)
结论 (25)
致谢 (26)
参考文献 (27)
1 引言
1．1 介质谐振器的发展和应用 微波介质谐振器是国际上70年代出现的新技术之一。1939年，R ．D ．Richtmyes 就提出非金属介质体具有和金属谐振腔类似的功能，并把它称为介质谐振腔。但是直到六十年代末才开始使用到微波电路中。国内七十年代就有人研究，八十年代初报导了有关研究成果。
介质谐振器是用低损耗、高介电常数的介质材料做成的谐振器，已广泛应用于多种微波元器件中。它具有如下特点：①体积小，由于材料的介电常数高，可使介质谐振器的体积小至空腔波导或轴谐振器的1/10以下，便于实现电路小型化；②Q 0值高，高0.1-30GHz 范围内，Q 0可达103-104；③基本上无频率限制，可以适用到毫米波（高于100GHz ）；④谐振频率的温度稳定性好。因此，介质谐振器在混合微波集成电路中得以广泛的应用。目前，介质谐振器已用于微波集成电路中作带通和带阻滤波器中的谐振元件、慢波结构、振荡器的稳频腔、鉴频器的标准腔等。①
在微波集成电路中，介质谐振器的形状通常为矩形、圆柱形和圆环形。介质谐振器的谐振频率与振荡模式、谐振器所用的材料及尺寸等因素有关。分析这个问题的方法早期是用磁壁模型法，即将介质谐振器的边界看成磁壁来分析，这种方法的误差较大，达10％。现在较为精确的分析方法有变分法、介质波导模型法（开波导法）、混合磁壁法等，误差可小于1％。人们已对常用的介质谐振器的谐振频率做了计算，对于给定了介电常数和尺寸的介质谐振器，可以直接从有关曲线图中求得其谐振频率。对于介电常数为38的394材料做的圆柱形介质谐振器，它的频率与尺寸间的关系公式如下：
??
? ??+=88.357.570L D f D r ε （D/L ＝2～2.5） (1.1) 其中D 为谐振器的外径，L 为谐振器高度，εr 为谐振器的介电常数，f 0为谐振器的谐振频率。
对介质谐振器材料的要求是介电常数εr 高、损耗正切tan δ小、频率温度系数ηf 小。孤立介质谐振器的无载Q 0值取决于介质材料的Q 值。对于相对介电常数为100
左右或者更高的介质谐振器，其无载Q 0值可用下式近似估算： δtan 10≈
Q (1.2)
但实际应用的介质谐振器都是放在波导中或微带基片上的，由于金属板上将产生传导电流引起导体损耗，所以介质谐振器的Q0值将降低。本设计需要将谐振器放在支架上，支架的高度对谐振器频率有一定的影响，支架升高，频率相对减小；另一方面由于支架的增高，使得谐振器与波导顶的距离减小，同时谐振器频率又会有所升高，因此我们在选择谐振器和支架时，要综合考虑这些因素的影响，从而得出比较接近的值，后面将介绍由这些因素的影响而得出的计算谐振器频率的公式。
1．2 介质滤波器的特点及应用
介质谐振器滤波器是微波滤波器电路技术的一个新发展，它可以满足微波滤波器尺寸小、低插损但能集成的电路要求。虽然微波毫米波滤波器的研究具有悠久的历史，但是传统的设计和实现高品质的技术，如利用传统金属波导或利用微带线的滤波器实现技术，不是造价昂贵就是很难达到所要求的技术指标。
要实现高质量的移动通信，控制干扰信号进行通信信道十分关键，一方面要控制通信信道外的干扰对通信道的影响。另一方面，在同一通信系统内还要控制通信通道内的相互干扰。为了达到此目的，在移动通信基站中就要设置高质量的微波滤波器。不管通信体制是时分制还是频分制，这种微波滤波器都是必不可少的。
本文介绍的介质腔滤波器，应用于移动码分地球站和8路数字微波接力机中。由于卫星地球需要同时接收通信信号和信标，为此还研制了介质腔分频器。在6GHz,7GHz,8GHz等频段中实现的带通滤波器实测性能与美国AD－TECH Micowave公司1983年报导的数据相当。移动码分地球站收发信号系统用微带混合集成电路，除高功率用行波外，全机场效应管化。其中4GHz予选器和6GHz上变频输出滤波器采用介质谐振腔带通滤波器。在8路数字微波接力机中，微波信道机全机场效应管化，采用微带混合集成电路，介质谐振腔稳频振荡器作本振源，前、后予选滤波器用介质腔带通滤波器。初步实现了微波机的集成化、小型化。②
而采用介质谐振器组成的腔体滤波器具有比较明显的优势，首先单个谐振器具有较高的频率和Q值，因此具有良好的性能；另外它采用的是电磁耦合的方式，适用于微波通讯、雷达、电子对抗、军事、航空航天等领域，是一种新型的，有发展前途的器件。
1．3 本文的主要研究内容
介质腔体带通滤波器是一种窄带高性能滤波器，具有带内低插耗，带外高抑制
等优点。在1％-0.5％或更窄带宽均可实现，带内插损可在1dB左右，带外抑制大于60dB，带内起伏可达±0.25dB，一般第一个寄生通带高出工作通带中心频率的20％左右，与理论值基本一致。
本文介绍的介质谐振器滤波器要求：中心频率为5.5GHz，带宽为25MHz，插入损耗为2dB，通带波动0.5dB，驻波比1.5。就此滤波器的理论可行性和实际生产而言是没有问题的，但是由于考虑到实际生产中谐振器频率的问题，现将设计指标定为中心频率为6GHz，其它参数不变。
与其它滤波器相比，此滤波器应用于较大功率和对阻带衰减（即矩形系数）要求较高的场合，具有比较明显的优势，但由于其设计具有方法的特殊性，要突破原有设计经验的束缚，并总结出此种滤波器的设计规律，将理论和生产实际有机地结合起来，这也作为此滤波器设计的主要目的。
介质谐振器带通滤波器使用至今，其主要结构还是两种：一种是微带型；另一种是截止波导型。由于微带型损耗较大，一般对于频率高于8GHz的微波带通滤波器都不使用它，而采用插损较小的截止型带通滤波器。
截止型滤波器的设计由于受很多因素的影响，如介质谐振器的介电常数和其尺寸、垫衬材料及其厚度、滤波器外壳尺寸等。另外理论也不完善。因而很难达到统一的最佳形式。
本文从理论上对此种滤波器做一些基本的描述，并通过设想与前人总结的一些理论计算，及ANSOFT软件的精确仿真，总结出此种滤波器的一些设计规律和方法。
2 介质腔体滤波器的理论设计
2．1滤波器基本原理
理想的滤波器应该是这样的一种二端口网络：在通带内它能使微波信号完全传输，而在阻带内它使微波信号完全不能传输。然而我们只能设计一个尽可能接近理想滤波器特性的滤波器。与其他微波器件一样，对于微波滤波器同样也有两类问题需要研究，一是分析，二是综合。已知滤波器的电路结构和元件参数，计算它的工作特性，这属于分析问题；与此相反，从预定的工作特性出发，确定滤波器的电路结构和元件数值，这一过程则属于综合问题。在实际工作中遇得较多的是综合问题。
滤波器的综合设计一般包括四个环节：根据系统要求确定滤波器的工作特性，选择适当的描述上述工作特性的逼近函数的数学表达式，确定滤波器的集总参数的网
络结构，选择合适的微波结构予以实现。下面将详细介绍滤波器设计的一般流程。
2.1.1滤波器设计一般流程 一般的滤波器都可以看做是一个二端口网络，按照微波系统的要求，可以确定滤波器的工作特性。工程上习惯于用插入衰减L 来描述滤波器的工作特性。L 定义为当网络输出端口接匹配负载时，网络输入端口的入射功率P i 与负载所得到的功率P L 之比，常用对数表示为
2211lg 10lg 10S P P L L i ==（dB ） (2.1)
按照滤波器插入衰减的频率特性不同，一般将滤波器的工作特性分为四类：低通、高通、带通和带阻。本论文的指标为一带通滤波器。
对于一个微波滤波器有下列几项主要技术指标：
1、通带载止频率和通带最大插入衰减；
2、阻带边界频率和阻带最小插入衰减；
3、寄生通带；
4、插入相移和时延频率特性
所谓插入相移是信号通过滤波器后所引入的滞后相位，即网络散射参数S 21的相角21?，它是频率的函数，21?随着ω的变化曲线即为滤波器的插入相移频率特性。
对于不同类型的滤波器，我们并不需要一一自始至终地进行综合设计，简单的方法是将低通原型滤波器分析清楚，然后利用频率变换将低通、高通、带通、带阻滤波器变换成低通原型来综合设计。
在工程上只能用一些函数去尽量逼近理想的衰减特性。常用的逼近函数有三种：最平坦函数、切比雪夫多项式和椭圆函数。这三种逼近函数分别形成低通原型滤波器的三种衰减频率特性，而与之对应的滤波器分别称为最平坦式滤波器、切比雪夫式滤波器和椭圆函数式滤波器。这三种逼近函数所形成的衰减频率特性各有特点，其中最平坦式的特性表现为插入衰减L 随频率的增加而单调增大，但L 随频率的增加的速率比较缓慢，即由通带过渡到阻带的频带比较宽，这是它的不足之处。切比雪夫式的特性表现为通带内衰减量有等起伏变化，通带外衰减量L 单调增大，与最平坦式的特性相比，其过渡带较窄，即由通带过渡到阻带比较陡。椭圆函数式的特性表现为无论是在通带内还是在通带外，衰减量L 都有起伏变化，它的过渡带更窄，其带外衰减的上升斜率在三种滤波器中为最大，但由于其电路结构复杂，元件数目多，因而不及前两
种滤波器用得普遍。① 当逼近函数选定后，运用数学运算可得出由电感和电容等集总参数元件所构成的梯形网络结构。
如何将滤波器的梯形网络结构在微波工程中具体实现是微波滤波器不同于低通滤波器的关键问题。在微波工程中，研究的是分布参数电路，据工作频段及功率容量的不同要求选择不同的微波传输线形式，确定它们的形状和尺寸，用它们具有的分布参数去替代上述梯形网络中的集总参数。
图1 滤波器设计流程图 2.1.2由低通原型滤波器到耦合谐振腔滤波器的变换
低通原型滤波器是设计各种微波滤波器的基础。所谓低通原型滤波器，是实际的低通滤波器的频率对通带截止频率归一化，各元件阻抗对信源内阻归一化后的滤波器。在此就应用最为广泛并为本设计所应用的切比雪夫式滤波器的设计过程进行讨论。
切比雪夫式低通原型衰减频率特性的表达式为：
[]
)()(1lg 102dB T L N Ω+=ε (2.2)
P 当L P 给定后，常数ε可按下式计算
110
10-=P L ε (2.5)
阻带内的最小插入衰减为 )]cosh (cosh 1lg[102s s Nar L Ω+=ε (2.6)
当ε、Ωs 确定后便可由给定的L s 确定元件数目N ，为
s Ls ar ar N Ω-=
cosh /)110(cosh 10ε (2.7) 反之，如果给定ε、Ωs 及N 亦可计算出L s 的值。
2.1.3腔体耦合滤波器的电路模型 N 个腔体构成的腔体滤波器的等效电路如图所示，其中L 、C 的R 分别表示电感、电容和电阻，I 表示电流回路。应用基尔霍夫电压定律，我们可以得到等效电路的回路方程：
??????
???????=???? ??+++---=--???? ??++-=---???? ??++01011221122221212121111N N N N N N N N s N IN i C j L j R i L j i L j i L j i C j L j i L j e i L j i L j i C j L j R ωωωωωωωωωωωω (2.8) 其中L ij =L ji 表示两个谐振器之间的互感，e s 为电压源值。
如果电路中所有的谐振器是相同的，即L=L 1=L 2=…＝L N 与C=C 1=C 2=…=C N ，并且在工作频率附近和窄带的条件下可以认为ω/ω0≈1，则上式可表示为：
[][]???????
?????????+------+??=?????
???????=?????????????p q jk jk jk p jk jk jk p q FBW L Z e i i i Z eN N N N N e s N 11,0021221112101211 ω (2.9) 其中LC /10=ω，滤波器相对带宽
???? ??-=-=ωωωωωωω00012,FBW j p FBW ，()FBW
L L k N i R L
FBW q ij ij i ei 1,,10==?=ω。 2.2介质腔体滤波器的线路设计
由前面对滤波器基本原理及设计流程的阐述，下面我们根据以上的基本原理来设计此滤波器。
2.2.1介质腔体滤波器规格的定义
此滤波器要求实现以下指标：中心频率为6GHz ，带宽为25MHz ，插入损耗为2dB ，
通带波动0.5dB ，驻波比1.5，在f 0±50MHz 处衰减不小于70dB 。这属于滤波器设计
的综合问题。 在确定了滤波器的工作特性之后，要选择滤波器的逼近函数，前面对滤波器的逼近函数已作了简单的介绍，由于最平坦式滤波器不能满足以上指标的要求，而椭圆函数式滤波器实现又较为困难，因此选用切比雪夫式滤波器作为此滤波器的逼近函数。
2.2.2滤波器级数的确定
前面对滤波器逼近函数的选择及由低通原型滤波器到带通滤波器的设计已有简单的介绍，下面通过低通原型来确定滤波器的节数：
在确定滤波器的节数时，我们可以通过理论计算和查图表法来完成： 我们要求中心频率为6GHz ，带宽25MHz ，通带波动0.5dB ，阻带在f 0±50MHz 处
衰减不小于70dB 。首先通过频率变换计算出归一化频率为：
)(1)(0000120
ωωωωωωωωωωω-=--=ΩW (2.10) 式中，0
12ωωω-=W ＝0.416％为相对带宽。计算可得Ω1＝-4.0168，Ω2＝3.98347。因21Ω>Ω，故用Ω2来确定N 。
由此可通过查切比雪夫式低通原型滤波器阻带衰减频率特性图（见附录）得N ＝5；也可通过下面的计算得出介质腔体滤波器的节数，具体计算如下：
由式(2.5)，可得11010-=P
L ε＝0.122；
由式(2.7)，当ε、Ω确定后便可由给定的L s 确定元件数目N
Ω-=cosh /)110(cosh 10
ar ar N Ls ε＝4.761158，因此选N ＝5来进行仿真。 但由于用5级谐振腔滤波器进行仿真时，阻带不能满足指标的要求，在进行多次仿真处理后，N=6能满足指标的要求。
2.2.2滤波器的网络结构
在滤波器级数确定之后，由理论计算或查表法可以得出由电感和电容等集总元件构成的梯形网络结构，其梯形网络如图3所示：
在此我们通过查表法来确定通带波动为0.5dB 的归一化元件值为：g 0=1；
g 1=1.7254；g 2=1.2479；g 3=2.6064；g 4=1.3137；g 5=2.4758；g 6=0.8696；g 7=1.9841。 由k
k k k g W C W g L 0'0'
ωω==， (k=1,3,5…)
i i i W L g C '
'==
， (i=2,4,6…)可得
图4 介质腔体滤波器的基本结构图 图4是介质腔滤波器的典型结构。这种结构的滤波器计算简单，性能良好，是一种很实用的微波带通滤波器。介质腔与探针电路装在封闭的金属盒内，金属屏蔽盒不仅有防止外界电磁干扰的作用，它与微带电路基片一起构成一段部分填充介质的截止波导，适当地选择屏蔽盒截面尺寸，使其截止频率远高于滤波器的通带频率，则介质谐振器与通常空腔谐振器一样，能够有选择地传递所需信号频率的能量。传至介质谐振器附近的信号，假如其频率与介质的TE 01δ模谐振频率不一样，介质谐振器不被激励，同时又由于屏蔽盒的截止波导作用，信号能量不能通过，这样就构成了滤波器的阻带。当其频率与介质腔TE 01δ模的谐振频率相同时，滤波器输出端的介质腔被激励，此时介质腔等效于一个磁耦极子发生耦合，从而进行能量传递，信号能量经介质腔一个传至一个直至最后一个，再通过微带输出结构，构成滤波器的通带，介质谐振器的个数选取与通带特性有关，圆柱形介质腔的TE 01δ模Q 值很高，谐振曲线可以很尖锐，满足一定的阻带衰减，同时通带的矩形系数较好。
2.3.2截止波导尺寸参数的确定
矩形波导是横截面为矩形的空心金属管。在这种单导体的空心波导中不可能存在TEM 波，只能存在TE 波或TM 波，属于色散导波系统。一般来说不同的场分布具有不同的传播特性，但由于它们都能满足矩形波导的边界条件，因此都能独立地存在于矩形波导中，于是在矩形波导中便有了TE mn 和TM mn 两个系列无限多种不同的模式。但是
在由TE 01δ模谐振器组成的谐振腔滤波器，在波导中就要求只能传输TE 01δ模式波，这
就需要通过选择合适的波导尺寸来截止其他模式波，可通过下式来根据不同模式的截止波长（λc ）mn 来确定所需截止模式对应的波导尺寸：
2
2)()(2)(2)(b n a m k mn c mn c +==πλ （m,n=0,1,2,…） (2.11)
将m ＝0，n ＝1， 506
3000===f c c λmm ，代入式(2.11)，可算得b=25mm ，也即只需b<25mm ，即可将所有模式的波截止，但考虑到波导尺寸与插损及阻带有一定的关系，以及生产实际及目前小型化对产品的要求。波导尺寸大，插损会小，但阻带可能会较差，同样不利于产品小型化；反之，阻带较好，插损则较大。我们就要在满足要求的情况下，选择合适的波导尺寸，因此暂定波导尺寸为a=13mm ，b=16mm （考虑到谐振器
大小及仿真的可行性后得出的结论），由于截止波导尺寸对产品仿真的影响因素是多方面，因此在选择此尺寸进行仿真时一般不对其参数进行更改。以后对产品进行合理化处理后，会选择更加合适的尺寸。
2.3.3介质谐振器尺寸的确定
介质谐振器尺寸的选择是根据我厂现有产品的频率，及现有模具我们选用我厂介电常数为38的394材料做为此介质谐振器的材料，此材料具有较高的Q 值，选用介质谐振器的模具为外径10.54mm ，成瓷后外径为9mm ；支架采用介电常数为6.5的Z06材料进行生产，根据目前现有模具，选用外径为4.76mm 的模具来生产支架，成瓷后支架外径为4mm ，高度选为3.5mm 。
由介质谐振器的频率可用磁壁法方便地计算出介质谐振器的尺寸，给定谐振波长λ0，谐振器介电常数εr ，垫片介质常数εs ，以及L 1、L 2、D 、a ，如图所示，可算得
其中 02α=2παs =2d =β振器所用材料、波导尺寸等；同样，这些因素也就决定了谐振器的频率，由理论及实践可知，支架越高，其频率越低；谐振器直径越小，频率越高，高度越高，频率越低；谐振器与波导顶的距离越小，谐振器频率越高等。这些为我们进行滤波器的设计提供了大量的支持，特别是在对滤波器调试方面，在我们的谐振器频率不可能完全一致的情况下，我们可以通过在波导的顶部加上螺钉来调节振子频率，使滤波器设计合理化、快速化。但螺钉在对谐振器进行调节的过程中，必然导致谐振器的Q 值降低，从而使
滤波器的插入损耗增加，因此我们在进行设计时要尽量地少用螺钉进行调节，这就一方面需要我们的谐振器频率的一致性较好，另一方面，我们在滤波器设计生产过程中要不断地对谐振器的参数进行反馈处理，找到谐振器的准确尺寸，为以后的调试提供方便。
2.3.4耦合理论参数确定
谐振器腔体滤波器是通过谐振器与输入输出结构的耦合以及谐振器之间的耦合实现的，所以耦合的分析是关键。介质之间的耦合系数与它们的距离密切相关，距离越近，耦合越强，距离越远，耦合越弱。所以要制作较宽频带的滤波器，必须增加每级谐振器间的耦合，这样就要把它们的间距做得较小，相反，要做较窄带的滤波器，就需要耦合较弱，谐振器间的距离较大。
宽带耦合输入结构是滤波器激励信号到第一级介质的耦合结构，而输出结构则是滤波器的最后一级介质与输出之间的耦合。我们采了一些特殊方法，使其耦合加强，能达到较宽的带宽。由于带宽较宽，带内波动的问题亦是调配时的一个难点，需仔细调整才能达到较好的结果；反之亦然。
1、介质谐振器间的耦合距离
介质谐振器之间的耦合不仅决定着滤波器的带宽，同样对滤波器的驻波、阻带、插入损耗、通带波动都有着很大的关系。因此计算准确的耦合距离也就至关重要，下面给出了谐振器间耦合系数及耦合距离的计算方法：
通过求两个介质谐振器之间的耦合系数即可得到耦合距离。耦合系数可用耦合介质谐振器的等效电路计算，也可用微扰法计算，下面给出了用等效电路导出的计算公式：
两谐振器间的耦合系数计算公式为：
11,++=j j j j g g W
K ( j=1～N-1 ) (2.13)
式中W ＝（f 2-f 1）/f 0＝0.416％为滤波器的相对带宽。
由前面梯形网络的归一化元件值：g 0=1； g 1=1.1681；g 2=1.4039；g 3=2.0562；
g 4=1.5170；g 5=1.9029；g 6=0.8618；g 7=1.3554。可计算出各谐振器间的耦合系数为
K 12＝0.00284；K 23＝0.00231；K 34＝0.00225；K 45＝0.00231；K 56＝0.00284。
两谐振器间的耦合距离可用下式计算：
)]2(sin ln[1221,10101,L h a abK FY Y S j j j j +=
++π (2.14) 2
010204)2(1L D 927.0F λπ
λεa a Y r -=＝
式中 通过式(2.14)可计算出两谐振器间的距离分别为：S 12＝22.81mm ；S 23＝23.81mm ；
S 34＝23.93mm ；S 45＝23.81mm ；S 56＝22.81mm 。
螺钉在微波技术中作为一个可调电抗元件，在此种滤波器耦合调节中也起着重要的作用，在对螺钉的深入是增大了振子间的耦合还是减小振子间的耦合问题上，一度在仿真设计阶段困扰着我们，最初我们一致认为螺钉的深入是减小振子间的耦合，然后当我们在对三腔滤波器进行仿真时，加入螺钉，带宽增加，驻波变高，这一系列的现象说明了螺钉是起着增大耦合的作用的，这也为我们设计提供了依据，在对理论值进行计算后，我们需对这个值加入一定的余量，因为我们对谐振器的定位不可能像在电脑上仿真那样准确无误，加入的余量，我们可以通过螺钉的调节，轻易的实现滤波
式中W V u u V W V u u V S t ?--+?-+-=
2210ln 21γ (2.15)
221010222
102)2
(sin )
(111)(1Z b a L L a F Q Q Q l th Z W Q Z V l th Z u e ??+=-+=+==
π
γγγ )2
(s i n 202010002h k tg X a R bk a Z Z L πγ??= W g g W g g Q n N e 110+=
或为所要求的外载Q 值。0
00εμ=Z 。R2为同轴线特性阻抗。。λπ20=k
通过计算可得St ＝10
对于输入输出间的耦合由于理论上的不完善性，我们在设计过程中基本上是依据设计经验来进行不断调整实现的，在此以理论结果作参考，实践结论为最终结果，其仿真结果为9.8mm 。最终确定探针长度及探针位置为9.8mm 。
另外探针的位置和探针的长度对滤波器性能也起着重要的作用，根据理论分析可知，探针应处于所在壁的中间位置，当然它也随着振子位置的改变可以有相应的调整；至于探针的长度对滤波器性能的影响是非常大的，在大多的文章中，都要求探针长度h 为波导内壁宽度b 的一半，特别是对滤波器边带的影响，选择合适的探针长度，就可以尽量地实现滤波器边带的对称性，当探针过长时，我们可以看作是输入与输出是容性耦合，以致下边带较陡峭，上边带较平缓；反之则为感性耦合，下边带较平缓，上边带较陡峭。在大多数情况下，我们要求滤波器两边带具有对称性，具有良好的矩形系数，就要求一边为感性耦合，一边为容性耦合，但对于此产品的耦合是通过电磁耦合来实现的，我们很难达到一边感性，一边容性，只有让感性和容性相一致，从而实现真正的电磁耦合。因此选择适当的探针的长度也是至关重要的。
3腔体介质滤波器的仿真设计
3.1Ansoft HFSS仿真软件介绍
Ansoft HFSS是一个计算电磁结构的交互软件包,可分析仿真任意三维无源结构的高频电磁场，可直接得到特征阻抗、传播常数、S参数及电磁场、辐射场、天线方向图等结果。该软件广泛应用于无线和有线通信、计算机、卫星、雷达、半导体和微波集成电路、航空航天等领域。它具有如下特点：
1、Ansoft重新定义高频及高速数位设计标准
基于三维电磁场的自动化设计流程进一步缩短高频设计的周期,Ansoft 公司发布了HFSS的最新版本V9，即基于三维电磁场设计和分析的电子设计工业标准。
全世界成千上万的工程师利用HFSS设计最先进的电子设备，例如射频(RF)和微波部件、天线和天线阵列、高速积体电路、印刷电路板和IC封装，值得欣慰的是HFSS V9在提高设计性能和减少制造成本的同时，还大大缩短了研制时间。
2、概述
在HFSS的桌面上，你能找到HFSS的全套功能，这是一个可以完全支持基于三维电磁场设计的界面。除了直观的视窗特性外，图形项目树提供了广为熟知的HFSS设计流程的传统风格。利用Ansoftlinks接口，设计师可将HFSS和现有的EDA和MCAD 设计流结合起来。利用与 Cadence、Mentor Graphics，Synopsys以及Zuken的接口，还可链接到外部的设计流，从而支持Hspice、Pspice及Maxwell SPICE 实现精确的宽带电路仿真。全参数化的电路模型还可支持在 Ansoft Disigner和其它电路与系统设计工具中进行精确的高频电路设计。
3、自动化
HFSS能进行全面的全参数化设计，从几何结构、材料特性到分析、控制及所有后处理。该软体强大的参数化三维建模能力和高性能的图形能力，大大节省了工程师的设计时间。直观的分析设置和高级的分析控制确保在全自动化方式下获得设计师所希望的设计结果。利用 Optimetrics可自动实现最优化和参数化扫描设计，且很容易在桌面上同一项目树中直接访问进入。在优化设计分析技术中增强了敏感性分析和统计分析功能，其利用HFSS参数化分析能力自动设计分析制造公差带来的性能变化。
4、用户化
HFSS有多个机制允许工程师们根据自己的需要去制作用户特定的设计流程。视
窗、对话方块、工具栏、甚至菜单均可被用户通过配量缺省来支持个性化参数定义。使用者可通过主菜单、工具栏、项目树和文本栏来灵活操作界面命令。另外，通过脚本语言VB和JavaScript全面控制HFSS和专用化定制。脚本也能支持强大的宏记录，可以用来定义参数化几何结构，执行用户分析流程或控制从开始到结束的整个设计流程。
3.2腔体介质滤波器的工作原理
下面以两腔谐振器滤波器为例说明此种滤波器的工作原理：
三维电场分布。可以看见场在两个介质环处集中。
0度时电场幅值的等高图…
45度时
90度时
由图我们可以看出，如前面所述，能量是在截止波导中以波的方式经探针，由两个谐振器，探针依次传递过去，此图也是判断滤波器设计是否成功的一个依据，同样也为滤波器的设计提供了方便，使之更加直观化，后面在仿真部分我们还会作进一
步的分析。
3.3腔体介质滤波器仿真过程
前面已对滤波器的基本参数进行了分析和计算，将分析与计算的数据在模型中表现出来，是仿真的主要工作。而对波形的分析与模型的修改是设计滤波器的关键，也是对滤波器进行调试的关键。
1、绘制仿真模型
按照计算出的数据，用ANSOFT仿真软件绘制仿真模型（如图7所示），所绘模型和实物基本一致，设置模型中所用材料的基本参数（如介电常数等），如振子和支架的介电常数前面已有说明，特别需要注意的是矩形波导为良导体，SMA探针的参数是绘制模型的关键，由于SMA接头是一个输入输出特性阻抗为50Ω的装置，也正是这个接头才使滤波器能够与外电路达到匹配，从而使传输功率最大。SMA接头的设计要以实物为参考，绘出基本结构，并设置材料的介电常数，确保输入输出特性阻抗为50Ω，使仿真与实物尽可能的一致。
图7 滤波器仿真模型图
2、进行仿真设计
在进行仿真设计之前我们还需对仿真的其它参数进行设置，如仿真的频率段、仿真精度、仿真步数、仿真方式等多种参数，这些参数决定着仿真的时间、效率与精度。因此准确地选择这些参数会给仿真带来大大的方便。在对这些参数设置之后就可以对
模型进行仿真了。
3、仿真波形的分析与模型的修改
对仿真波形的分析是设计的关键也是对模型进行修改的前提，只有准确地把握波形才能对模型做出正确的判断，对于腔体介质滤波器的波形虽然与其它滤波器的波形没有太大的区别，可以准确地分析出波形的耦合与频率，但是在对模型的修改却是非常困难的，由于此滤波器与其他滤波器在形式和调试方法上的不一致性，也就使对此滤波器的修改要有新的思路，前面已提到过关于此滤波器耦合上的问题，即螺钉对耦合的影响，而实际上在此滤波器频率上的问题也是不容忽视的，按照目前我厂的由DRT 制作的多腔组合式滤波器，一般来说中间振子的频率要低于两边振子的频率，而腔体介质滤波器却不同，它要求所有的振子频率一致，这对滤波器的调试也有很大的指导意义。
4、仿真经验总结
由于仿真此种滤波器的难度相对较大，在仿真过程中总结了大量的经验：
①由2腔、3腔等较简单的模型开始进行仿真，不断总结这些模型仿真过程
中的经验，如螺钉在调节耦合是起增耦合还是减耦合作用的问题就是通过
简单模型的快速实现来完成的。
②参考多种模型，进行大胆猜测，找到较快捷的设计方法，如在确定腔体滤
波器内部结构的问题时我们参考了大量的模型资料，以求找到增加耦合和
减小的耦合的有效方法。
③通过对滤波器模型的调整及波形的变化的比较分析，来实现快速设计方
法，如在设计中将某一参数的变化对应的波形变化通过手绘，电脑记录等
方法来找到一套行之有效的调试方法。
④突破现有经验的束缚，勇于实践，大胆猜测。特别是在对新一种滤波器的
设计过程中，特别要注意这一点，在此滤波器的设计中，我们突破了螺钉
对耦合影响的概念，摆脱了谐振器频率排布与滤波器波形关系的束缚。
经过一段时间对此滤波器的了解，在设计过程中慢慢地也掌握了一定规律，这是此滤波器设计成功的关键所在。其仿真波形如下：
图8 滤波器仿真波形图
4腔体介质滤波器的生产与调试
4.1介质谐振器与截止波导的生产
由前面的仿真波形可以看出波形并不完美，这是因为在设计过程中没有办法对耦合进行准确地判断，对耦合距离一点点的移动，都会对波形产生较大的影响。在波形不是非常满意的情况下进行生产，也是考虑到仿真参数对波形的影响以及仿真的效率相对较慢等因素。因此决定在生产调试产品之后再来将调试参数反馈给模型，以达到较好的效果。
对于整个滤波器的生产，以生产介质谐振器和截止波导为主，下面来详细说明介质谐振器和截止波导的加工过程。图9为我厂介质谐振器的工艺流程图，本滤波器中所用谐振器的材料为介电常数为38的394材料，压滤也只是针对A9材料而言的，它的目的是加快干燥速度，而A9材料如果直接在混料后进行干燥需要时间太长，所以在干燥之前先对其进行压滤；喷雾造粒也仅是针对干压成型而言的，而所有的介质谐振器都是干压成型的；滚磨是所有滤波器和谐振器都需的工序，但是它们的作用是不
一样的，对于需要电镀的滤波器，滚磨一方面是为了有利于金属化，另一方面也是为
基于HFSS的微调谐腔体带通滤波器设计 发表时间：2016-10-12T14:41:17.417Z 来源：《电力设备》2016年第14期作者：李婷婷 [导读] 针对微调谐腔体带通滤波器设计制造中存在的问题，介绍了腔体带通滤波器的总体设计。 （广州海格通信集团股份有限公司） 摘要：针对微调谐腔体带通滤波器设计制造中存在的问题，介绍了腔体带通滤波器的总体设计；论述了需要解决的问题，如优化计算、提高仿真精度和简化调谐结构，并对二端口网络等效替换、整体仿真和微调谐关键技术进行了分析。 关键词：腔体带通滤波器；微调谐；免调谐；HFSS 传统的微波腔体带通滤波器的设计过程中，参数计算量大，仿真存在误差，调谐过程耗时费力。随着腔体带通滤波器在微波通信设备中的广泛应用，其设计方法有待改进。 通过设计参数求取方法的改进和对原理图的完善补充以及采用合理的仿真过程，确保了滤波器设计的精确度。在此基础上，摒弃传统的用调谐螺钉调谐的方式，采用微调谐结构的腔体来实现滤波器的微调谐，配合线切割加工工艺，最终实现腔体带通滤波器的精确微调谐设计，一定的相对带宽条件下，可实现免调谐设计。 一、总体设计 微波腔体带通滤波器的设计过程大体分为3步：一是按设计要求求取设计参数；二是进行滤波器模型的仿真；三是进行滤波器的调谐。求取设计参数一般先根据设计要求选择合适的切比雪夫低通原型滤波器，因为较之最大平坦型滤波器，切比雪夫滤波器有更优异的带外抑制，较之椭圆函数滤波器更易于实现。 进行模型仿真前，还需要得到以下3个参数：一是单端输入最大群时延；二是谐振器间耦合系数；三是谐振腔的谐振频率。 滤波器模型的仿真分为2步：第一步要在HFSS中建立滤波器的三维微调谐模型；第二步就是进行HFSS的模型仿真。在HFSS中建立滤波器腔体模型后，对其先后进行单谐振器本征模仿真、双谐振器本征模仿真和单端输入最大群时延仿真，分别得到单谐振器谐振频率、相邻谐振器间耦合系数和单端输入最大群时延等参数的仿真值。然后，利用仿真值去逼近对应参数的理论值，得到最终的模型尺寸。 模型仿真结束后就可以按仿真尺寸对滤波器进行机加工，最后经过调谐，滤波器就可以达到使用要求了。 二、需要解决的问题 （一）提高仿真精度 三维电磁场仿真软件HFSS由于本身采用的是有限元数值算法，相对于矩量法和积分法来说，具有较高的仿真精度，但是由于设计者采用不合理的仿真方法，导致设计中存在仿真误差。 对于谐振器间耦合系数的仿真，传统的方法是建立孤立双谐振器模型进行谐振器之间耦合系数的仿真，根据仿真数据建立相邻谐振器间耦合系数对应孤立双谐振器间距的曲线，再依据此曲线确定每个孤立双谐振器之间的距离，最后将各个孤立双谐振器单元进行组合得到整个腔体滤波器模型，多谐振器组合后之间的相互影响，可能导致滤波器响应的变坏，严重影响到滤波器仿真的精度。 （二）简化调谐结构 腔体滤波器的结构设计中使用了大量的调谐螺钉，或在盖板上安装调谐螺钉，或在盒体侧壁上安装，与此同时还需要考虑相应螺母的尺寸及调谐完成后如何固定螺母的问题。调谐螺钉的使用导致滤波器结构复杂且体积庞大。 同时还存在一个更重要的问题，即滤波器调谐的好坏、快慢很大程度上依赖于调谐者的经验与技术水平，且产品的一致性不是很好，这严重限制了腔体滤波器的批量生产。 三、关键技术 （一）二端口网络等效替换技术 二端口网络等效替换技术是在从切比雪夫低通原型到只有一种电抗元件低通原型的变换过程中，摒弃利用对偶电路求取J值的方法，采用二端口网络电路直接等效替换的方法将低通原型中的串联电感变换成并联电容，低通原型中的电容值保持不变，经过变换后的并联电容值与低通原型中的串联电感的电抗值保持一致。 （二）整体模型仿真技术 整体模型仿真技术：首先建立滤波器整体模型，在整体模型的框架内先对单谐振器本征模仿真求得每个谐振杆的尺寸与加载情况，再对双谐振器本征模仿真求得相邻谐振杆的间距。2种模式仿真都采用从中心谐振器单元到两端谐振器单元的仿真顺序。同时为了减小双谐振器本征模仿真与单谐振器本征模仿真之间的相互影响，需要这2种仿真交替进行几次，直至2种模式仿真的相互影响比较细微时，最后再进行单端输入最大群时延的仿真。这样从整体模型的能有效提高仿真的精确度； （三）微调谐技术 谐振杆一端与地短路，一端开路，开路端加载一薄金属片，金属片呈现的是电容的特性，通过小幅度拨动金属片改变金属片与金属腔壁间的距离来实现滤波器的微调故而又称金属片为调谐电容片；输入输出端中间的过孔用于焊接穿墙玻璃绝缘子的探针，称之为探针孔；谐振杆模拟的是并联谐振电路。 四、仿真与性能测试结果分析 （一）仿真 设计要求：中心频率为4.7GHz，通频带相对带宽为16%，3.5GHz和6GHz处的抑制度达到30dB，插入损耗小于1dB。 首先根据带外抑制度选择5腔结构；再求取谐振器间耦合系数，单端输入最大群时延和谐振腔的谐振频率分别如下：k1，2=0.19937，k2， 3=0.1421，τmax=0.5443，F0=4673.3，F0是W0对应的频率值。然后在HFSS中建立三维微调谐滤波器模型，之后通过下面3个步骤最终得到滤波器三维模型的尺寸： ①通过HFSS单谐振器本征模型仿真使单谐振器本征模频率在F0附近，以此确定每个谐振杆的大小与加载情况。谐振杆长度用L表示，
腔体滤波器的设计中耦合窗口的计算 马军昌魏文珍 （西安富士达科技股份有限公司，西安710077） Designing Of Cavum Filter(二) Ma junchang Wei wenzhen (XI,AN FORSTAR S&T CO.,LTD,XI,AN710077) 摘要：根据螺旋滤波器耦合窗口，通过螺旋线与谐振杆转换，得出腔体耦合窗口的计算，与实例有很好的吻合。 关键词：同轴腔体滤波器耦合窗口，面积等效 Abstract: according to the spiral bandpass coupling window, through spirals and resonant stem conversion, draw recessed coupled with examples of calculation, window has very good agreement. Keywords: coaxial recessed filter coupling window, an area of equivalent 1 引言 腔体滤波器谐振腔之间的耦合窗口问题比较复杂，用数学分析的方法来解决比较困难，尤其耦合窗口的高度与耦合系数之间的关系，目前还没有准确的数学分析和计算。现在可以借鉴的技术只有螺旋谐振器的耦合系数与窗口高度之间一个关系曲线。如果将其通过等效转换，将螺旋线等效为腔体滤波器的谐振杆，那么问题将会得到解决。为了更好的说明这个问题，在推导完成之后，再通过一个例题去验证它。 2 同轴腔体之间的耦合 2.1 耦合窗口高度和耦合系数之间的关系 螺旋滤波器的窗口h的定义图（右） 通过实验的方法得到如下的关系曲线：
课程设计(论文)说明书 题目：有源低通滤波器 院（系）：信息与通信学院 专业：通信工程 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称： 2010年 12 月 19 日
摘要 低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。理想滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移，而在阻带内其幅值应为零。有源滤波器是指由放大电路及RC网络构成的滤波器电路，它实际上是一种具有特定频率响应的放大器。滤波器的阶数越高，幅频特性衰减的速率越快，但RC网络节数越多，元件参数计算越繁琐，电路的调试越困难。根据指标，本次设计选用二阶有源低通滤波器。 关键词：低通滤波器；集成运放UA741；RC网络 Abstract Low-pass filter is a component which can only pass the low frequency signal and attenuation or inhibit the high frequency signal . Ideal frequency response of the filter circuit in the pass band should have a certain amplitude and linear phase shift, and amplitude of the resistance band to be zero. Active filter is composed of the RC network and the amplifier, it actually has a specific frequency response of the amplifier. Higher the order of the filter, the rate of amplitude-frequency characteristic decay faster, but more the number of RC network section, the more complicated calculation of device parameters, circuit debugging more difficult. According to indicators ，second-order active low-pass filter is used in this design . Key words：Low-pass filter；Integrated operational amplifier UA741；RC network,
Advanced Coupling Matrix Synthesis Techniques for Microwave Filters Richard J.Cameron ,Fellow,IEEE Abstract—A general method is presented for the synthesis of the folded-configuration coupling matrix for Chebyshev or other filtering functions of the most general kind,including the fully canonical case, i.e., +2”transversal network coupling matrix,which is able to accommodate multiple input/output couplings,as well as the direct source–load coupling needed for the fully canonical cases.Firstly,the direct method for building up the coupling matrix for the transversal network is described.A simple nonoptimization process is then outlined for the conversion of the transversal matrix to the equivalent “ ”coupling matrix,ready for the realization of a microwave filter with resonators arranged as a folded cross-coupled array.It was mentioned in [1]that,although the polynomial synthesis procedure was capable of generating finite-position zeros could be realized by the coupling matrix.This excluded some useful filtering characteristics,including those that require multiple input/output couplings,which have been finding applications recently [3]. In this paper,a method is presented for the synthesis of the fully-canonical or “coupling matrix. The .(b)Equivalent circuit of the k th “low-pass resonator”in the transversal array. The matrix has the following advantages,as compared with the conventional coupling matrix.?Multiple input/output couplings may be accommodated, i.e.,couplings may be made directly from the source and/or to the load to internal resonators,in addition to the main input/output couplings to the first and last resonator in the filter circuit.?Fully canonical filtering functions (i.e.,coupling matrix, not requiring the Gram–Schmidt orthonormalization stage.The 0018-9480/03$17.00?2003IEEE
第２２卷第４期２００６年８月 微波学报 ＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＭＩＣＲＯＷＡＶＥＳ Ｖ０１．２２Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２００６ 文章编号：１００５－６１２２（２００６）０４ＪＤ０５３舭 微波腔体滤波器的快速设计及仿真＋ 邓贤进１’２李家胤２张健１ （】．中国工程物理研究院电子工程研究所，绵阳６２１９００；２．电子科技大学，成都６１０Ｑ５４） 摘要：经典的微波腔体滤波器设计往往需要大量的复杂公式计算和繁琐的曲线查找。快速设计方法正是为了避免这样的过程。以梳状线带通滤波器为例，通过计算几个典型的归一化杆径和归一化间距，绘制出分别以相对带宽为横坐标，归一化杆径和归一化间距为纵坐标的快速简便的设计曲线。用ＡＮｓＯＦｒ．ＨＦｓｓ仿真软件对用该方法设计出的微波带通滤波器进行结构仿真，最后得到满意的结构设计尺寸，实验测试结果达到了技术指标要求，验证了该方法的正确性。 关键词：微波腔体滤波器，相对带宽，结构仿真 ＦａｓｔＤｅｓｉｇｎａｎｄＳｉｍｌｌｌａｔｉｏｎｆｏｒＭｉｃｒｏｗａＶｅＣａＶｉｔｙＦｉｌｔｅｒ ＤＥＮＧＸｉａｎ．ｊｉｎｌ”，ＵＪｊａ－ｙｉｎ９１，ＺＨＡＮＧＪｊ柚２ （１．风ｆ．旷Ｅｚｅ以ｒＤｎ如魄ｉ聊ｅ＾ｎｇ，ｃＡＥＰ，批，咿昭６２１９００，ｍｉ加； ２．咖如ｅ倦渺旷Ｅｋ￡ｒＤ疵＆如ｎｃｅ口，ｌｄ‰ｌＩｌ加研旷吼ｉＭ，ｃｋ，ｌｇｄｕ６１００５４，吼ｉ№） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆＣｌ聃ｓｉｃａｌｍｉｃＩＤｗａｖｅｃａｖｉｔｙｆｉｌｔｅｒｒｅｑｕｉｒｅｓｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｓｏｆｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｆｏｎｎｕｌａｅａｎｄｎｕｍｅｒ．ｏｕｓｃｕｎ，ｅｓ．Ａ ｆａｓｔａｎｄｓｉｍｐｌｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｌｌｏｄｃａｎａｖｏｉｄｔｌｌｅｓｅｐｒｏｃｅｓｓ．ＴａｋｉｎｇｐｅｃｔｉｎａｔｅｂａＩＩｄｐ嬲ｓｆｉｌｔｅｒｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ，ｂｙｃａｌｃｕ—ｌａｔｉｎｇｓｏｍｅｔｙｐｉｃａｌ ｎｏ珊ａｌｉｚｅｄｄｉａｍｅｔｅｒｓａｎｄｓｐａｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｏｆｐｏｌｅｓ，ａｆ缸ｔａｎｄｓｉｍｐｌｅｄｅｓｉｇｎｃｕｒｖｅｓｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｉｎｗｈｉｃｈ，Ｘ—ｃ００ｒｄｉｎａｔｅｉｓｆｏｒｒｅｌ砒ｉｖｅ诵ｄｅｂ蚰ｄ，Ｙ—ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｉｓｆｏｒｎ０咖ａｌｉｚｅｄｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄｓｐａｃｅｂｅｔｗｅｅｎｏｆｐ０１ｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＢｙｍｅａｎｓｏｆＡＮＳＯＦＴ—ＨＦＳＳ８０ｆｔｗａｒｅ，ｓｔｍｃｔｕｒｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｌｌｉｓｍｉｃｒｏｗ“ｅｂａｎｄｐａｓｓｆｉｌｔｅｒｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｔｈｉｓｗａｙｓｃａｎｂｅａ—ｃｈｉｅｖｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，Ａｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ ｓｔｍｃｔｕｒｅｓｉｚｅｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅｓｐｅｃｉ６ｃａｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｉ８ｐｒｏｖｅｄｂｙｅｘｐｅｒｉ—ｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｉｃｍｗａｖｅｃａｖｉｔｙ矗ｌｔｅｒ，Ｒｅｌａｔｉｖｅｂａｎｄｗｉｄｔｈ，Ｓｔｍｃｔｕｒｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ 引言 由于现代微波滤波器的结构设计涉及到大量的公式计算和图表，要准确设计出所需的滤波器，需要大量的计算和曲线查找，特别是在设计圆杆型的滤波器时，需要一级一级地推算出滤波器的尺寸，工作量很大。同时，在设计过程中，杆的电特性是用各杆对地的单位长自电容ｃ。和相邻两杆的单位长互电容ｃ鼬＋，来表现的，忽略了相邻以外的边缘电容的影响，这样表示并不很准确…。此外，在查曲线时也存在较大的误差。所以，从滤波器的设计过程来看，不可能做到完全准确，都有一定的近似。但这些不会影响滤波器的设计，因为我们可以在调试时通 ＋收稿日期：２００５国７—１３；定稿日期：２００５一１１＿０１ 基金项目：“十五”国防预研课题（４２１０１０９－３）过改变可调螺钉的位置来弥补这些近似。这正是快速设计方法的依据。从经典的滤波器计算公式和图表曲线可以看出，滤波器的级数ｎ和相对带宽是影响滤波器各种尺寸大小的重要因素，随着相对带宽的增大，带通滤波器的归一化杆径和归一化间距减小。滤波器设计好后，可以通过改变集总电容的大小和调整调谐螺钉的位置来改变滤波器的中心频率。所以滤波器可以在较宽的频率范围滑动，这样就可以把滤波器的频率调整到所需要的中心频率上。正因为如此，为了避免繁琐的计算和复杂的设计步骤，可以以滤波器的相对带宽为横坐标，归一化杆径和归一化间距为纵坐标绘制出快速简便的微波带通滤波器的设计曲线。从该曲线可以方便快速地
大学 数字信号处理课程要求论文 基于LMS的自适应滤波器设计及应用 学院名称： 专业班级： 学生姓名： 学号： 2013年6月
摘要自适应滤波在统计信号处理领域占有重要地位，自适应滤波算法直接决定着滤波器性能的优劣。目前针对它的研究是自适应信号处理领域中最为活跃的研究课题之一。收敛速度快、计算复杂性低、稳健的自适应滤波算法是研究人员不断努力追求的目标。 自适应滤波器是能够根据输入信号自动调整性能进行数字信号处理的数字滤波器。作为对比，非自适应滤波器有静态的滤波器系数，这些静态系数一起组成传递函数。研究自适应滤波器可以去除输出信号中噪声和无用信息，得到失真较小或者完全不失真的输出信号。本文介绍了自适应滤波器的理论基础，重点讲述了自适应滤波器的实现结构，然后重点介绍了一种自适应滤波算法最小均方误差（LMS）算法，并对LMS算法性能进行了详细的分析。最后本文对基于LMS算法自适应滤波器进行MATLAB仿真应用，实验表明：在自适应信号处理中，自适应滤波信号占有很重要的地位，自适应滤波器应用领域广泛；另外LMS算法有优也有缺点，LMS算法因其鲁棒性强特点而应用于自回归预测器。 关键词：自适应滤波器，LMS算法，Matlab,仿真
1.引言 滤波技术在当今信息处理领域中有着极其重要的应用。滤波是从连续的或离散的输入数据中除去噪音和干扰以提取有用信息的过程，相应的装置就称为滤波器。滤波器实际上是一种选频系统，他对某些频率的信号予以很小的衰减，使该部分信号顺利通过；而对其他不需要的频率信号予以很大的衰减，尽可能阻止这些信号通过。滤波器研究的一个目的就是:如何设计和制造最佳的(或最优的)滤波器。Wiener于20世纪40年代提出了最佳滤波器的概念，即假定线性滤波器的输入为有用信号和噪音之和，两者均为广义平稳过程且己知他们的二阶统计过程，则根据最小均方误差准则(滤波器的输出信号与期望信号之差的均方值最小)求出最佳线性滤波器的参数，称之为Wiener滤波器。同时还发现，在一定条件下，这些最佳滤波器与Wiener滤波器是等价的。然而，由于输入过程取决于外界的信号、干扰环境，这种环境的统计特性常常是未知的、变化的，因而不能满足上述两个要求，设计不出最佳滤波器。这就促使人们开始研究自适应滤波器。自适应滤波器由可编程滤波器(滤波部分)和自适应算法两部分组成。可编程滤波器是参数可变的滤波器，自适应算法对其参数进行控制以实现最佳工作。自适应滤波器的参数随着输入信号的变化而变化，因而是非线性和时变的。 2. 自适应滤波器的基础理论 所谓自适应滤波，就是利用前一时刻已获得的滤波器参数等结果，自动地调节现时刻的滤波器参数，以适应信号和噪声未知的或随时间变化的统计特性，从而实现最优滤波。所谓“最优”是以一定的准则来衡量的，最常用的两种准则是最小均方误差准则和最小二乘准则。最小均方误差准则是使误差的均方值最小，它包含了输入数据的统计特性，准则将在下面章节中讨论；最小二乘准则是使误差的平方和最小。 自适应滤波器由数字结构、自适应处理器和自适应算法三部分组成。数字结构是指自适应滤波器中各组成部分之间的联系。自适应处理器是前面介绍的数字滤波器（FIR或IIR），所不同的是，这里的数字滤波器是参数可变的。自适应算法则用来控制数字滤波器参数的变化。 自适应滤波器可以从不同的角度进行分类，按其自适应算法可以分为LMS自适应滤波
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
0 引言 滤波器在无线通信、军事、科技等领域有着广泛的应用。而微波毫米波电路技术的发展，更加要求这些滤波器应具有低插入损耗、结构紧凑、体积小、质量轻、成本低的特点。传统用来做滤波器的矩形波导和微带线已经很难达到这个要求。而基片集成波导(SIW)技术为设计这种滤波器提供了一种很好的选择。 SIW的双膜谐振器具有一对简并模式，可以通过对谐振器加入微扰单元来使这两个简并模式分离，因此，经过扰动后的谐振器可以看作一个双调谐电路。分离的简并模式产生耦合后，会产生两个极点和一个零点。所以，双膜滤波器在减小尺寸的同时，也增加了阻带衰减。而且还可以实现较窄的百分比带宽。可是，双膜滤波器又有功率损耗高、插入损耗大的缺点。为此，本文提出了一种新型SIW腔体双膜滤波器的设计方法。 该SIW的大功率容量、低插入损耗特性正好可以对双膜滤波器的固有缺点起到补偿作用。而且输入／输出采用直接过渡的转换结构，也减少了耦合缝隙的损耗。 l 双膜谐振原理及频率调节 SIW是一类新型的人工集成波导，它是通过在平面电路的介质层中嵌入两排金属化孔构成的，这两排金属化孔构成了波导的窄壁，图1所示是基片集成波导的结构示意图。这类平面波导不仅容易与微波集成电路(MIC)以及单片微波集成电路(MMIC)集成，而且，SIW还继承了传统矩形波导的品质因数高、辐射损耗小、便于设计等优点。 1．1 基片集成波导谐振腔 一般情况下，两个电路的振荡频率越接近，这两个电路之间的能量转换需要的耦合就越小。由于谐振腔中的无数多个模式中存在着正交关系，故要让这些模式耦合发生能量交换，必须对理想的结构加扰动。但是，为了保持场结构的原有形式，这个扰动要很小。所以，本文选择了SIW的简并主模TE102和TE201，它们的电场分布图如图2所示。因为TM和TEmn(n10)不能够在SI W中传输。因此，一方面可以保证在小扰动时就可以实现耦合，同时也可以保证场的原有结构。
目录 摘要 (1) 第1章绪论 (2) 1.1数字滤波器的研究背景与意义 (2) 1.2数字滤波器的应用现状与发展趋势 (2) 1.3数字滤波器的实现方法分析 (4) 1.4本章小结 (4) 第2章数字滤波器的概述 (5) 2.1数字滤波器的基本结构 (5) 2.1.1IIR滤波器的基本结构 (5) 2.1.2FIR滤波器的基本结构 (7) 2.2数字滤波器的设计原理 (8) 2.2.1滤波器的性能指标 (9) 2.2.2IIR数字滤波器的设计方法 (9) 2.2.3FIR数字滤波器的设计方法 (10) 2.3IIR滤波器与FIR滤波器的分析比较 (12) 2.4本章小节 (13) 第3章数字滤波器的算法设计及仿真 (14) 3.1由模拟滤波器设计IIR数字滤波器 (14) 3.1.1巴特奥兹滤波器 (14) 3.1.2切比雪夫滤波器 (15) 3.1.3椭圆滤波器 (17) 3.2用MATLAB设计数字滤波器 (20) 3.2.1FDATool界面 (20) 3.2.2用Fdatool进行带通滤波器设计 (21) 3.3将系统函数由直接型化成级联型 (23) 3.3.1二阶节系数的确定 (24) 3.3.2系数转换成二进制码 (24) 3.4本章小结 (26) 第4章IIR带通滤波器的VHDL描述及仿真 (27) 4.1IIR带通滤波器的VHDL描述 (27) 4.2IIR带通滤波器的M ODELSIM仿真 (29) 4.2.1仿真波形 (29) 4.2.2仿真输出 (30) 4.3本章小节 (30)
第5章总结 (31) 5.1滤波器功能和性能总结 (31) 5.2设计心得和体会 (31) 第6章结束语 (32) 参考文献 (33) 附录 (34) 译文 (37) 外文原文 (41)
同轴腔带通滤波器设计 叶 晔 摘 要：带通滤波器的应用前景非常的广阔。本课题详细的分析了同轴腔体带通滤波器，腔体之间的耦合系数通过利用响应函数求导，讨论了同轴谐振腔所具有的电磁特性，主要包括谐振频率、具有耦合结构的谐振腔和外部Q 等。应用分析软件即三维全波分析软件，分析了耦合系数、耦合窗与腔体结构参数之间的关系。以这种结合的方法即路和场的仿真、优化相结合,从而分析出了滤波器的耦合和输入输出结构参数。 关键词：滤波器；带通；同轴 Abstract:In this paper, we analyze the coaxial cavity band-pass filter. And we can get the result between different cavity by using the derivative of response function. In addition, we also research the electromagnetic properties of the coaxial resonator which inchudes resonant frequency, coaxial cavity with the coupling structure and extemal Q paremeter. We can use computer software to analyze the coupling result, coupling window and the relationship of the cavity parameters. And we also can simulate and optimize the electromagnetic properties to get the proper result of the filter. Key Words : filter; band-pass; coaxial 1. 引言 由电磁振荡而产生的不同频率的电磁信号始终在我们的周围存在着，而只有特定的装置阻止那些无用的频段选取某些频率，来满足我们对于某些特定频率的需求，滤波器就是能够满足我们这种需求的一种装置。现在微波通信系统和我们现代的生活有着越来越紧密的联系，从民用到军用，应用的较为广泛。作为一个特定的具有选频功能的电磁网络，微波滤波器作为微波系统中的一个重要部分，因此在电子科学技术发展中有着举足轻重的地位[1]。 在现代通信系统中，微波滤波器已经成为发射端和接收端不可缺少的一种器件了，它可以对不同频率的微波信号进行分离，尽可能的让需要的信号无衰减的通过，尽可能大的抑制无用的信号。在对微波滤波器的性能指标上，用户的要求也是越来越高，比如高阻带抑制、低带内插损、大功率等各项指标。而且，因为不断出现的新的材料，新的工艺，以及半导体技术的不断更新与发展，各种新的RF [2]模块不断出现，使得技术开发人员不断缩短对毫米波RF 有源电路和微波的研究周期，而且体积不断小，电路的集成度也越来越高。因此，目前毫米波、微波通信领域中，设计出集成度高、体积小、功率大、性能高的无源器件是工程师不断研究和探索微波滤波器的方向与目标，而同轴腔带通滤波器的出现满足了毫米波、微波通信领域通信技术快速发展的需求，其具有高的品质因素、插入损耗比较低、具有高的稳定性能。因此，带通滤波器的应用前景非常的广阔。本课题通过详细分析同轴腔体带通滤波器，以及利用响应函数求到腔体之间的耦合系数，讨论分析了同轴谐振腔所具有的电磁特性，最后分析出了滤波器的耦合和输入输出结构参数。 2. 微波滤波器参数 1）带宽：通带的3dB 带宽； 2）中心频率：c f 或0f ； 3）截止频率：下降沿3dB 点频率； 4）插入损耗：当滤波器与设计要求的负载连接，通带中心衰减； 5）带内波纹绝对衰减：阻带中最大衰减（dB ）； 6）品质因数Q ：中心频率与3dB 带宽之比； 7）反射损耗。 3. 同轴腔带通滤波器的设计 3.1 滤波器的设计步骤 1）确定滤波器的类型以及实现方式 首先根据技术指标的要求，来确定滤波器的类型以及其实现的方式，其中包括带通、高通、低通或是带阻的确定，需要使用哪种逼近函数模型，以及实现的形式（在这里实现的形式可以选择用同轴线、波导或是用微带线等来实现）。 2）确定滤波器的阶数 确定滤波器的阶数，需要依据逼近函数模型以及技术指标要求。阶数主要取决于所选择的衰减逼近函数以及模型带外抑制、带内插损，即元件数n 是由衰减特性曲线所决定的，可以通过查表或者通过一些公式计算得到。 3）通过查表得到低通滤波器原型的各元件值 低通滤波器原型可以通过函数转换得到带通、高通、带阻滤波器的各元件值。 4）使用电路仿真软件进行仿真 优化电路中各元件的值可以使用电路仿真软件进行仿真。 5）使用场仿真软件仿真 一般会使用场仿真软件来确定课题的最终设计，因为场仿真与实际相差比较小。 3.2 滤波器的设计方法 1 、镜像参数法 镜像参数法是人们一向用来设计滤波器的经典办法，其是以滤波网络的内在特性为根据，这种经典方法的特别之处是，变换器损耗的特性可以根据滤波网络的具体电路，用分析的方法推算出来，然后再将这些滤波网络的具体电路拼凑起来，使得所需要的技术要求能用总的LA 特性来满足。而用经典的方法所设计出来的滤波器一般是m 式滤波器、K 式滤波器等，经典方法
自适应滤波器的设计与实现毕业论文 目录 第一章前言 (1) 1.1 自适应滤波器简介 (1) 1.2 选题背景及研究意义 (1) 1.3 国外研究发展现状 (2) 第二章自适应滤波器的基础理论 (4) 2.1 滤波器概述 (4) 2.1.1 滤波器简介 (4) 2.1.2 滤波器分类 (4) 2.1.3 数字滤波器概述 (4) 2.2 自适应滤波器基本理论 (7) 2.3 自适应滤波器的结构 (9) 第三章自适应滤波器递归最小二乘算法 (11) 3.1 递归最小二乘算法 (11) 3.1.1 递归最小二乘算法简介 (11) 3.1.2 正则方程 (11) 3.1.3 加权因子和正则化 (16) 3.1.4 递归计算 (18) 3.2递归最小二乘(RLS)算法的性能分析 (22) 第四章基于MATLAB自适应滤波器仿真 (23) 4.1 正弦波去噪实验 (23) 4.2 滤波器正则化参数的确定 (28) 4.2.1 高信噪比 (28) 4.2.2 低信噪比 (31) 4.2.3 结论 (33) 4.3 输入信号不同对滤波效果的影响 (33)
4.3.1 输入信号为周期信号 (33) 4.3.2 输入信号为非周期信号 (38) 第五章结论与展望 (44) 5.1 结论 (44) 5.2 对进一步研究的展望 (44) 参考文献 (45) 致谢 (46) 附录 (46) 声明 (58)
第一章前言 1.1自适应滤波器简介 自适应滤波器属于现代滤波的畴，它是40年代发展起来的自适应信号处理领域的一个重要应用，自适应信号处理主要是研究结构可变或可调整的系统，可以通过自身与外界的接触来改善自身对信号处理的性能，通常这类系统是时变的非线性系统，可以自动适应信号传输的环境和要求，无须详细的知道信号的结构和实际知识，无须精确设计处理系统本身。 自适应系统的非线性特性主要是由系统对不同的信号环境实现自身参数的调整来确定的。自适应系统的时变特性主要是由其自适应响应或自适应学习过程来确定的，当自适应过程结束和系统不再进行时，有一类自适应系统可成为线性系统，并称为线性自适应系统，因为这类系统便于设计且易于数学处理，所以实际应用广泛。本文研究的自适应滤波器就是这类滤波器。 自适应滤波器是相对固定滤波器而言的，固定滤波器属于经典滤波器，它滤波的频率是固定的，自适应滤波器的频率则是自动适应输入信号而变化的，所以其适用围更广。在没有任何信号和噪声的先验知识的条件下，自适应滤波器利用前一时刻已获得的滤波器参数来自动调节现时刻的滤波器参数，以适应信号和噪声未知或随机变化的统计特性，从而实现最优滤波。1.2选题背景及研究意义 伴随着移动通信事业的飞速发展，自适应滤波技术应用的围也日益扩大。早在20世纪40年代，就对平稳随机信号建立了维纳滤波理论。根据有用信号和干扰噪声的统计特性(自相关函数或功率谱)，用线性最小均方误差估计准则设计的最佳滤波器，称为维纳滤波器。这种滤波器能最大程度地滤除干扰噪声，提取有用信号。但是，当输入信号的统计特性偏离设计条件，则它就不是最佳的了，这在实际应用中受到了限制。到60年代初，由于空间技术的发展，出现了卡尔曼滤波理论，即利用状态变量模型对非平稳、多输入多输出随机序列作最优估计。现在，卡尔曼滤波器已成功地应用到许多领域，它既可对平稳的和非平稳的随机信号作线性最佳滤波，也可作非线性滤波。实质上，维纳滤波器是卡尔曼滤波器的一个特例。 在设计卡尔曼滤波器时，必须知道产生输入过程的系统的状态方程和测量方程，即要求对信号和噪声的统计特性有先验知识，但在实际中，往往难以预知这些统计特性，因此实现不了真正的最佳滤波。 Widrow.B等于1967年提出的自适应滤波理论，可使自适应滤波系统的参数自动地调整而
1800M Hz同轴谐振微波介质滤波器 的结构设计及其仿真① 樊 鹏 周东祥 赵 俊 黄 川 (华中科技大学电子科学与技术系 武汉 430074) 摘 要 研究1800MHz的微波介质滤波器的设计原理和计算方法,同时使用高频结构仿真软件对所设计的滤波器进行了仿真分析。所要求的滤波器的参数指标为:中心频率f0=1800MHz,插入损耗IL<2.5dB,3dB带宽BW=45MHz,带内波动A p <1.5dB,100MHz处带外抑制A s>25dB。 关键词:介质滤波器 HFSS 仿真 中图分类号:TP39119 Structure Design and Simulation of a1800M H z Microw ave Dielectric Filter Using Coaxial R esonators F an Peng Zhou Dongxiang Zhao Jun H u ang Chu an (Dept.of Electronic Science and Technology,HUST,Wuhan 430074) Abstract:This paper introduces the design principle and calculating method of a1800MHz microwave dielectric filter consist2 ing of coaxial resonator,and uses High Frequency Structure Simulation(HFSS)software to simulate the design.The required pa2 rameters of the microwave band pass dielectric filter:center frequency f0=1800MHz,insertion loss IL>2.5dB,3dB band BW= 45MHz,ripple in the band A p<1.5dB,the attenuation in the stopband A s>25dB. K ey w ord:dielectric filter,HFSS,simulation Class number:TP391.9 1 引言 介质滤波器是由介质谐振器构成的滤波器。而介质谐振器是由于电磁波在介质内部进行反复全反射谐振所形成的。因为电磁波在高介质常数的物质里传播时,其波长可以缩短,正是利用这一特点可以构成小型的微波谐振器。介质滤波器作为高频元器件,在微波通信和移动通信领域已成为不可缺少的电子元器件。 本文主要研究中心频率f0=1800MHz,带宽BW=45MHz,插入损耗在IL<2.5dB,带内波动A p<1.5dB,在±100MHz处的带外抑制A s=25～45dB的同轴谐振介质滤波器的设计以及使用来进行仿真。2 电路结构设计 2.1滤波器的阶数以及结构图 以现代微波滤波器的设计理论为基础,根据已知的滤波器参数确定滤波器的级数以及等效电路图。 滤波器级数n是一个重要的参数,它的选择直接影响到滤波器的性能,特别是滤波器的插损和带外抑制特性。下面就研究如何确定滤波器的阶数n,按已知条件确定如下[1]: 给定条件:(1)中心频率:f0=1800MHz (2)通带:1800MHz±45MHz A p<1.5dB (3)阻带:f s1<1700MHz,f s2>1900MHz A s>25dB ①收到本文时间:2004年10月18日
引言 课程设计是理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。本次课程设计主要注重的是电子电路的设计、仿真、安装、调试、印制电路板等综合于一体的一门课程，意在培养学生正确的设计思想方法以及思路，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度,培养学生综合运用所学知识与生产实践经验，分析和解决工程技术问题的能力。作为一名大学生不仅需要扎实的理论知识，还需要过硬的动手能力，所以认真做好课程设计，对提高我们的动手能力有很大的帮助做到。 1 设计任务和要求 1.1 设计任务 设计一个二阶有源带阻滤波器。 1.2 设计要求 （1）中心截止频率fc=50Hz ； （2）增益Av ＝2； （3）Q 大于10； （4）阻带衰减速率大于等于15dB/10倍频程； （5）调整并记录滤波器的波形、性能参数及幅频特性。 2 滤波器的设计原理依据及元器件的选择 2.1滤波器的介绍 滤波器是一种能使有用信号通过，滤除信号中的无用频率，即抑制无用信号的电子装置。 有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。 带阻滤波器是一个阻止特定频率而让其他频率通过的部件。理想带阻滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移，而在阻带内其幅值应为零。但实际滤波器不能达到理想要求。为了寻找最佳的近似理想特性，本论文主要着眼于幅频响应，而不考虑相频响应。一般来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。 滤波器的阶数越高，幅频特性衰减的速率越快，但RC 网络节数越多，元件参数计算越繁琐，电路的调试越困难。任何高阶滤波器都可由一阶和二阶滤波器级联而成。对于 n 为偶数的高阶滤波器，可以由2 n 节二阶滤波器级联而成；而n 为奇数的高阶滤波器可 以由2 1 n 节二阶滤波器和一节一阶滤波器级联而成，因此一阶滤波器和二阶滤波器是高 阶滤波器的基础。 2.2 有源滤波器的设计 有源滤波器的设计，就是根据所给定的指标要求，确定滤波器的阶数n ，选择具体的电路形式，算出电路中各元件的具体数值，安装电路和调试，使设计的滤波器满足指标要求，具体步骤如下： （1）根据阻带衰减速率要求，确定滤波器的阶数n 。
HFSS9.0与腔体滤波器设计
HFSS9.0介绍 ?HFSS9.0提供了更为简洁直观的用户设计界面、精确自适应的场求解器、拥有空前电性能分析能力的功能强大后处理器，能计算任意形状三维无源结构的s-参数和全波电磁场。 ?提高研发效率的最佳选择 强大的绘图功能 与AutoCAD完全兼容，完全集成ACIS固态建模器。 无限的undo/redo 多个物体组合、相减、相交布尔运算 动态几何旋转 点击物体选择/隐藏 二维物体沿第三维扫描得到三维物体 宏记录/宏文本 锥螺旋、圆柱和立方体的参数化宏 可选的“实表面”几何体 在线关联帮助以加快新功能的应用。
?先进的材料库 综合的材料数据库包括了常用物质的介电常数、渗透率、电磁损耗正切。用户在仿真中可分析均匀材料、非均匀材料、各向异性材料、导电材料、阻性材料和半导体材料。对不可逆设备，标配的HFSS可直接分析具有均匀静磁偏的铁氧体问题，用户还可选用ANSOFT 3DFS选件以完成铁氧体静磁FEM的解算仿真。 ?模型库 ANSOFT HFSS含有一宏大的库，用该库可参数化定义标准形状： 微带T行结 宽边耦合线 斜接弯和非斜接弯 半圆弯和非对称弯 圆螺旋和方螺旋 混合T接头 贴片天线 螺旋几何
?强大的宏 用户可登录到非常易读完整的作图和仿真的宏文件中。利用置于宏语言中的自动记录和重放功能，即可执行参数化仿真。在重放时宏即时提示几何尺寸，使用户能基于名义结构创建几何库，随后对名义结构进行仿真得出设计曲线、几何敏感性和最优化设计。 ?强大的天线设计功能 计算天线参量，如增益、方向性、远场方向图剖面、远场3D图和3dB带宽。绘制极化特性，包括球形场分量、圆极化场分量、Ludwig第三定义场分量和轴比。 二分之一、四分之一、八分之一对称模型并自动计算远场方向图。 频率扫描技术