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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:TP39119Structure Design and Simulation of a1800M H z Microw ave Dielectric Filter Using Coaxial R esonatorsF 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,simulationClass number:TP391.91 引言介质滤波器是由介质谐振器构成的滤波器。
目录摘要—————————————————————————————2前言—————————————————————————————2一、微波概论—————————————————————————31.微波————————————————————————————32.微波的特点和应用——————————————————————42.1 微波波长段易于实现定向辐射————————————————42.2 频率高、频带宽、信号容量大————————————————52.3 视距传播能穿透电离层———————————————————52.4 微波的热效应和微波能的应用————————————————6二、滤波器原理———————————————————————61.滤波器的基本概念——————————————————————62. 滤波器设计的两种出发点——————————————————103.滤波器原型————————————————————————11 3.1 最平坦低通原型滤波器———————————————————11 3.2 切比雪夫低通原型滤波器—————————————————123.3 椭圆函数低通原型————————————————————13三、微波传输线———————————————————————141.微波传输线—————————————————————————142.微带线———————————————————————————14 2.1微带传输线的构成——————————————————————142.2微带线的特性阻抗——————————————————————153.微带线的特点与应用—————————————————————18四、直接耦合短截线带通滤波器的设计与仿真———————————191.两种短截线滤波器——————————————————————192.设计步骤——————————————————————————213.仿真运行与优化———————————————————————24五、总结———————————————————————————28六、参考文献—————————————————————————29[摘要]本文对微波理论及微波滤波器作了详细的介绍。
微波滤波器的设计与仿真开题报告
摘要：本文讨论了微波滤波器设计与仿真。
提出了微波滤波器的设计技术，并结合微波滤波器的设计技术和微波滤波器的仿真技术，通过仿真微波滤波器的实现，解决了复杂的微波滤波器设计难题。
本文将对微波滤波器的设计与仿真的相关技术进行研究分析，在此基础上实现微波滤波器的仿真，利用仿真结果来检验设计的准确性，并采取改进措施。
关键词：微波滤波器；设计；仿真；实现；仿真结果
1.绪论
近年来，微波滤波器的设计具有重要的实际应用，因此，对微波滤波器的设计与仿真引起了越来越多的研究。
微波滤波器是一种能够过滤、抑制或精确限定信号频率范围的电子器件。
它主要分为通带滤波器、带阻滤波器、带通滤波器、低噪声放大器、Bandstop滤波器等。
滤波器的设计关键在于滤波器的频率以及滤波作用。
Telecom Power Technology设计应用技术一种腔体滤波器全腔仿真的方法孟弼慧，孙雷，刘志军（京信射频技术（广州）有限公司，广东腔体滤波器的应用十分广泛，然而目前的腔体滤波器的仿真设计与实物加工往往存在较大偏差。
该背景下，介绍了一种腔体滤波器仿真方法，采用导纳矩阵提取滤波器的耦合矩阵及谐振频率，通过优化和迭代从而达到腔体滤波器全腔精确仿真的目的。
通过实例分析与样品制作，验证该方法可行，仿真效率耦合矩阵；谐振频率；腔体滤波器A Full Cavity Simulation Method for Cavity FilterMENG Bihui, SUN Lei, LIU Zhijun(Jingxin Radio Frequency Technology (Guangzhou) Co., Ltd., GuangzhouAbstract: During the construction of mobile communication networks, cavity filters are widely used, but theresimulation design and physicalthis context, the article introduces a simulation method for cavity filters, which uses admittance matrix to extract the 2023年7月10日第40卷第13期· 29 ·Telecom Power TechnologyJul. 10, 2023, Vol.40 No.13孟弼慧，等：一种腔体滤波器 全腔仿真的方法（1）多端口导纳矩阵谐振频率提取的方法。
根据滤波器设计理论，对于一个无功率损耗的谐振器，其谐振时实部与虚部为0。
各谐振器的谐振频率计算公式为()(){}n3n,3n ωIm 0y ω =（2）式中：ω表示角频率，ω=2πf ；f 表示谐振频率；ωn 表示第n 个谐振器的角频率；y (3n,3n)(ω)表示第n 个谐振器对应的导纳矩阵中的Y 参数。
微波滤波器设计与仿真一、实验原理：二、实验步骤：一、低通滤波器设计与仿真：。
三、实验结果：m1m22.8 2.93.0 3.1 3.2 3.32.7 3.4-60-50-40-30-20-10-700f req, GHzd B (S (1,2))m2freq=dB(S(1,2))=-1.2173.050GHz 2.82.93.03.13.23.32.73.4-60-50-40-30-20-10-700f req, GHzd B (S (2,1))2.82.93.03.13.23.32.73.4-30-25-20-15-10-5-350f req, GHz d B (S (2,2))2.8 2.93.0 3.1 3.2 3.32.73.4-30-25-20-15-10-5-350f req, GHzd B (S (1,1))m1freq=dB(S(1,1))=-20.83.0GHz四、实验思考题：（1）如果仿真中发现微带带通滤波器通带的中心频率偏高50MHz ，则应当增加还是减小耦合线的长度，才能使通带移到正确的频率？ 答：因为耦合线节的长L 约为四分之一波长。
如果测试中发现滤波器通带的中心频率偏高50MHz ，则说明波长变小，则耦合线节的长L 偏小。
所以应该增加耦合线节的长度，使波长变长，从而使频率降低。
（2）在优化仿真中加大S 参数仿真的频率范围，微带带通滤波器的寄生通带将会出现在什么频率上。
答：微带带通滤波器的寄生通带将会出现在12GHZ 附近。
（3）信号通过滤波器时产生的衰减可能来自哪几个方面？答：1、阻抗不匹配造成的反射，可通过匹配削弱2、导体损耗可选择合适的谐导体材料。
3、介质损耗选择损耗角正切小的介质。
五、实验心得：本次实验是设计集总参数微波滤波器和分布参数滤波器，个人觉得集总参数滤波器的设计过程简单，具体功能容易实现，分布参数所调配的参数相对较难，花了比较就久的时间才得了结果。
微波滤波器的设计制作与调试（一）实验目的1.、了解微波滤波电路的原理及设计方法。
2、学习使用ADS软件进行微波电路的设计，优化，仿真。
3、掌握微带滤波器的制作及调试方法。
（二）实验内容1、使用ADS软件设计一个微带带通滤波器，并对其参数进行优化、仿真。
2、根据软件设计的结果绘制电路版图，并加工成电路板。
3、对加工好的电路进行调试，使其满足设计要求。
（三）微带滤波器的技术指标1、通带边界频率与通带内衰减、起伏2、阻带边界频率与阻带衰减3、通带的输入电压驻波比4、通带内相移与群时延5、寄生通带技术指标说明：1、前两项是描述衰减特性的，是滤波器的主要技术指标，决定了滤波器的性能和种类(高通、低通、带通、带阻等)。
2、输入电压驻波比描述了滤波器的反射损耗的大小。
3、群时延是指网络的相移随频率的变化率，定义为dΥ/df ，群时延为常数时，信号通过网络才不会产生相位失真。
4、寄生通带是由于分布参数传输线的周期性频率特性引起的，它是离设计通带一定距离处又出现的通带，设计时要避免阻带内出现寄生通带。
本实验要设计的滤波器设计指标：通带3.0－3.1GHz，带内衰减小于2dB，起伏小于1dB，2.8GHz以下及3.3GHz以上衰减大于40dB，端口反射系数小于-20dB。
（四）实验过程1、利用ADS软件创建实验原理图下图是一个微带带通滤波器及其等效电路，它由平行的耦合线节相连组成，并且是左右对称的，每一个耦合线节长度约为四分之一波长(对中心频率而言)，构成谐振电路。
图一下图为设置微带器件参数后的原理图：图二平行耦合线滤波器的结构是对称的，所以五个耦合线节中，第1、5及2、4节微带线长L、宽W和缝隙S的尺寸是相同的。
其中的W1与W2参数代表该器件左右相邻两侧的微带器件的线宽，它们用来确定器件间的位置关系。
将这些量设置为优化变量，进行优化。
添加优化目标及优化控件后的原理图模型：图三然后开始优化，优化目标达到以后，保存优化后的数据然后进行仿真。
微波滤波器的综合、仿真和计算机辅助调试研究微波滤波器的综合、仿真和计算机辅助调试研究引言：微波滤波器在微波通信和雷达等系统中起着关键作用，能够实现对无线信号的滤波和调制等功能，对信号的传输质量和系统性能起着重要影响。
然而，由于其工作频率高、特性复杂等原因，传统的设计和调试方法已经无法满足其日益增长的需求。
因此，综合、仿真和计算机辅助调试成为微波滤波器研究的热点，本文将对这一领域的研究进行综合分析和探讨。
一、微波滤波器综合设计微波滤波器的综合设计是指根据滤波器的需求和性能指标，利用电路设计软件进行整个滤波器的设计和优化，最终得到满足工作要求的电路结构。
在综合设计中，需要考虑滤波器的工作频率、带宽、衰减、插入损耗等因素，以及滤波器的形式、结构和材料等。
综合设计的主要工作包括参数选择、电路结构设计、元器件选取和电路优化，通过对这些方面的综合分析和调试，可以得到满足性能要求的滤波器。
二、微波滤波器的仿真和分析微波滤波器的仿真和分析是指利用电磁场仿真软件对滤波器的性能进行预测和分析，确定其滤波特性和频率响应等。
仿真分析可以通过建立滤波器的分析模型，计算和预测滤波器的频率响应、传输特性、回波损耗等参数，进而确定滤波器的工作状态和性能。
这种方法能够有效地评估滤波器的设计方案，提高滤波器的性能，节约调试时间和成本。
三、微波滤波器的计算机辅助调试微波滤波器的计算机辅助调试是指利用计算机软件对滤波器进行在线监测和调试，实时检测其工作状况和性能，并进行相应的调整和优化。
计算机辅助调试可以通过连接滤波器与计算机，获取滤波器的实时输入输出信号，并对信号进行分析和处理，根据分析结果对滤波器的参数进行调整和优化。
这样做可以大大提高滤波器的调试效率和调试精度，减少人工调试的复杂性和不确定性。
结论：微波滤波器的综合、仿真和计算机辅助调试是目前微波滤波器研究的热点领域。
通过综合设计、仿真分析和计算机辅助调试，可以提高滤波器的设计和调试效率，优化滤波器的性能和工作状态，进一步提升微波通信和雷达等系统的传输质量和性能。
