带通滤波器的仿真
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电子科技大学中山学院电子工程系之宇文皓月创作
学生实验陈述
课程名称 HFSS电磁仿真实验 实验名称 实验一-带通滤波器的仿真
班级，分组 14无线技术 实验时间 2017年03月07日
姓名，学号 指导教师 袁海军
报 告 内 容
一、 实验目的
（1）加深对滤波器理论方面的理解，提高用程序实现相关信号处理的能力；
（2）掌握HFSS实现带通滤波器混频的方法和步调；
（3）掌握用HFSS实现带通滤波器的设计方法和过程，为以后的设计打下良好的基础。
二、实验原理和电路说明
带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带阻滤波器的概念相对。一个模拟带通滤波器的例子是电阻-电感-电容电路(RLC circuit)。这些滤波器也可以用低通滤波器同高通滤波器组合来发生.
三、实验内容和数据记录
为了方便创建模型，在Tools>Options>HFSSOptions中将Duplicate boundaries with geometry复选框选中，这样可以使得在复制模型的同时，所设置的鸿沟也一同复制。
2）设置求解类型
将求解类型设置为激励求解类型：
（1）在菜单栏中点击HFSS>SolutionType。
（2）如图5-1-7所示，在弹出的SolutionType窗口中：
(a)选择DrivenModal。
(b)点击OK按钮。
图5-1-7设置求解类型
3）设置模型单位
（1）在菜单栏中点击3DModeler>Units。
（2）在弹出的如图5-1-8所示的窗口中设置模型单位，在此可选择：mm。
图5-1-8设置单位
4）建立滤波器模型
（1）首先建立介质基片，建立后的模型如图5-1-9所示。
图5-1-9建立介质基片
（a）在菜单栏中点击Draw>Box或者在工具栏中点击按钮，这时可以在3D窗口中创建长方体模型。
（b）在右下角的坐标输入栏中输入长方体的起始点位置坐标，即X：-20，Y：-35，Z：0.0
按回车键结束输入。输入各坐标时，可用Tab键来切换。
（c）输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即
dX：40，dY：70，dZ：-1.27
按回车键结束坐标输入。
（d）在特性（Property）窗口中选择Attribute标签，将该长方体的名字修改为Substrate。
（e）点击Material对应的按钮，在弹出的资料设置窗口中点击AddMaterial按钮，添加介电常数为10.8的介质，将其命名为sub。
（2）建立Ring-1。
（a）在菜单栏中点击Draw>Rectangle以创建矩形模型。
（b）在右下角的坐标输入栏中输入起始点位置坐标，即
X：0.0，Y：0.0，Z：0.0
按回车键结束输入。
（c）输入矩形边长，即
dX：10，dY：-25，dZ：0.0
按回车键结束输入。
（d）在特性（Property）窗口中选择Attribute标签，将该矩形的名字修改为Ring-1。
（e）在菜单栏中点击Draw>Rectangle。
（f）在右下角的坐标输入栏中输入起始点位置坐标，即
X：1.4，Y：-1.4，Z：0.0
按回车键结束输入。
（g）输入矩形边长，即
dX：7.2，dY：-22.2，dZ：0.0 按回车键结束输入。
（h）在特性（Property）窗口中选择Attribute标签，将该矩形的名字修改为Inner。
（i）同样地，建立矩形Cut-1，输入的坐标分别为：
X：4.0，Y：-25，Z：0.0
dX：2.0，dY：1.4，dZ：0.0
按回车键结束输入。
（j）用Ring-1将Inner和Cut-1减去，使之成为一个开口的矩形环。在菜单栏中点击Edit>Select>ByName，在弹出的窗口中利用Ctrl键选择Ring－1、Inner和Cut－1。
（k）在菜单栏中点击3DModeler>Boolean>Subtract，在Subtract窗口中分别做如下设置：
BlankParts:Ring-1
ToolParts:Inner，Cut-1
Clonetoolobjectsbeforesubtract复选框不选
点击OK按钮结束设置。相减之后的模型如图5-1-10所示。
图5-1-10建立Ring-1
（3）移动Ring-1。
（a）将Ring-1沿Y轴作微小的移动。在菜单栏中点击Edit>Select>ByName，在弹出的窗口中选择Ring-1。
（b）在菜单栏中点击Edit>Arrange>Move，在坐标输入栏中输入移动的向量，即
X：0.0，Y：0.0，Z：0.0
dX：0.0，dY：-0.9，dZ：0.0
按回车键结束输入。
（4）创建Ring＿2。
（a）Ring-2与Ring-1沿X轴对称，因此可以用对称复制操纵创建Ring-2。在菜单栏中点击Edit>Select>ByName，在弹出的窗口中选择Ring-1。
（b）在菜单栏中点击Edit>Duplicate>Mirror，输入向量，即
X：0.0，Y：0.0，Z：0.0
dX：0.0，dY：1.0，dZ：0.0
按回车键结束输入。
（c）在操纵历史树中双击新建的矩形，在特性窗口中重新将其命名为Ring-2。建立的Ring-2模型如图5-1-11所示。
图5-1-11建立Ring-2
（5）创建Ring-3。
（a）在菜单栏中点击Draw>Rectangle。
（b）在右下角的坐标输入栏中输入起始点位置坐标，即
X：0.0，Y：-12.5，Z：0.0
按回车键结束输入。
（c）输入矩形边长，即
dX：-10，dY：+25，dZ：0.0
按回车键结束输入。
（d）在特性（Property）窗口中选择Attribute标签，将该矩形的名字修改为Ring-3。
（e）在菜单栏中点击Draw>Rectangle。
（f）在右下角的坐标输入栏中输入起始点位置坐标，即 X：-1.4，Y：-11.1，Z：0.0
按回车键结束输入。
（g）输入矩形边长，即
dX：-7.2，dY：22.2，dZ：0.0
按回车键结束输入。
（h）在特性（Property）窗口中选择Attribute标签，将该矩形的名字修改为Inner-2。
(i)同样地.建立矩形Cut-2,输入的坐标分别为
X:-1.4,Y:-0.7,Z:0.0
dX:1.4,dY:1.4,dZ:0.0
（j）在菜单栏中点击Edit>Select>ByName，在弹出的窗口中利用Ctrl键选择Ring-3、Inner-2和Cut-2。
（k）用Ring-3将Inner-2和Cut-2减去，使之成为一个开口的矩形环。在菜单栏中点击3DModeler>Boolean>Subtract，在Subtract窗口中做如下设置：
BlankParts:Ring-3
ToolParts:Inner-2，Cut-2
Clonetoolobjectsbeforesubtract复选框不选
点击OK按钮。
（6）移动Ring-3。
移动Ring-3，使之与Ring-1和Ring-2有0.5mm的缝隙。
（a）在菜单栏中点击Edit>Select>ByName，在弹出的窗口中选择Ring-3。
（b）在菜单栏中点击Edit>Arrange>Move，在坐标输入栏中输入移动的向量，即
X：0.0，Y：0.0，Z：0.0
dX：-0.5，dY：25，dZ：0.0
按回车键结束输入。建立的模型如图5-1-12所示。
图5-1-12 建立Ring＿3
（7）创建Feedline-1。
创建滤波器的馈线结构，该馈线由特性阻抗分歧的两段微带传输线组成。
（a）在菜单栏中点击Draw>Rectangle。
（b）在右下角的坐标输入栏中输入如下点的坐标：
X：10.4，Y：-25.9，Z：0.0
dX：0.4，dY：25，dZ：0.0 按回车键结束输入。
（c）创建矩形后，在弹出的特性（Property）窗口中选择Attribute标签，将该名字修改为F-1。
（d）在菜单栏中点击Draw>Rectangle。
（e）在右下角的坐标输入栏中输入如下点的坐标：
X：10.4，Y：-25.9，Z：0.0
dX：1，dY：-9.1，dZ：0.0
按回车键结束输入。
（f）在弹出的特性（Property）窗口中选择Attribute标签，将该名字修改为F-2。
（g）在菜单栏中点击Edit>Select>ByName，在弹出的窗口中利用Ctrl键选择F-1和F-2。
（h）在菜单栏中点击3DModeler>Boolean>Unite，在如图5-1-13所示的历史操纵树中，双击新组合的模型F-1，在特性窗口中将其重新命名为Feedline-1。
图5-1-13历史操纵树
（8）创建Feedline-2。
同样地，Feedline-2与Feedline-1沿X轴对称，因此也可以通过对称复制操纵来创建。
（a）在菜单栏中点击Edit>Select>ByName，在弹出的窗口中选择Feedline-1。
（b）在菜单栏中点击Edit>Duplicate>Mirror，输入向量，即
X：0.0，Y：0.0，Z：0.0
dX：0.0，dY：1.0，dZ：0.0
按回车键结束输入。
（c）在操纵历史树中双击新建的馈线，在特性窗口中将其重新命名为Feedline-2。创建后的模型如图5-1-14所示。
图5-1-14建立Feeline
（9）组合Ring-1、Ring-2、Ring-3、Feedline-1和Feedline-2。
将上述各步调中创建的Ring-1、Ring-2、Ring-3、Feedline-1和Feedline-2组合成一个模型。
（a）在菜单栏中点击Edit>Select>ByName，在弹出的窗口中选择Ring-1、Ring-2、Ring-3、Feedline-1和Feedline-2。
（b）在菜单栏中点击3DModeler>Boolean>Unite。
（c）在操纵历史树中双击组合模型，在特性窗口中将其重新命名为Trace。
5）创建端口
微带滤波器采取集总端口激励，因此需要首先创建供设置端口用的矩形，该矩形连接了馈线与地板。
（1）创建port-1。
