一种新型基片集成波导腔体滤波器的设计与实现
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hfss 腔体滤波器设计实例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。
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。
hfss 腔体滤波器设计实例下面通过一个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很成熟,因此这里不进行详细介绍,直接给出(详细情况可参看《现代微波滤波器的结构与设计》)。
但这一步也是非常重要的,初值的好坏直接关系到我们利用软件计算优化的快慢。
我们知道,对交指型滤波器的理论分析由平行耦合线滤波器演化而来。
一种新型的HMSIW宽带带通滤波器宋秋雨;李旺东【摘要】提出一种基于半模基片集成波导和缺陷地结构的新型宽带带通滤波器,将半模基片集成波导的高通特性与改进的哑铃形缺陷地结构的低通特性结合,实现了一种宽带小型化的带通滤波器.仿真与测试结果表明,该滤波器中心频率为5.3 GHz,相对带宽为53%,通带范围内插入损耗小于1.6 dB.该滤波器具有宽带小型化,容易集成等优点.%A novel wideband bandpass filter based on half mode substrate integrated waveguide (HMSIW) and defected ground structure is proposed in this paper. A compact wideband bandpass filter was realized by combining the highpass charac-teristic of half mode substrate integrated waveguide with the lowpass characteristic of the improved periodic dumbbell-shaped de-fected ground structure. The simulated and measured results show that the center frequency of the filter is 5.3 GHz, its relative bandwidth is 53%, and the insertion loss in the passband is less than 1.6 dB. This filter has the advantages of wideband and miniaturization, and is easy to integrate.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(036)002【总页数】3页(P126-128)【关键词】半模基片集成波导;缺陷地结构;哑铃形缺陷地结构;宽带带通滤波器【作者】宋秋雨;李旺东【作者单位】陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,陕西西安710075;陕西延长石油(集团)管道运输公司,陕西延安716000【正文语种】中文【中图分类】TN911-34近年来,基片集成波导(SIW)在微波及毫米波电路设计中得到了广泛的应用。
基片集成波导定向耦合器的设计与应用的开题报告摘要:本文旨在设计一种基片集成波导定向耦合器,并探索其在光通信中的应用。
文章首先介绍了基片集成波导和定向耦合器的基本原理及其在光通信中的应用。
随后,根据氧化硅基片上波导的特性参数,设计了一种基于Mach-Zehnder干涉的3dB定向耦合器,利用Lumerical软件进行了模拟分析,并对优化方法进行了探索。
最后,探索了定向耦合器在光通信中的应用,包括光开关、光分路器等方面。
关键词:基片集成波导,定向耦合器,Mach-Zehnder干涉,光通信一、研究背景及目的基片集成波导(Si-based integrated waveguides)是一种基于微纳米制造技术的光学器件,其具有尺寸小、带宽宽、集成度高、耐高温等优点,在光通信、光传感和生物医学等领域中得到了广泛应用。
而定向耦合器(Directional coupler)作为集成光器件中最基础的组成部分之一,其具有无需额外光学元件、耦合效率高、方便集成等特点,因而也成为了广泛应用的一种器件。
本文旨在设计一种基片集成波导定向耦合器,并探索其在光通信中的应用。
具体研究内容包括:1)基于氧化硅基片的波导参数设计;2)基于Mach-Zehnder干涉的3dB定向耦合器的设计及模拟分析;3)定向耦合器在光通信中的应用探索。
二、设计原理及方法1)基片集成波导原理基片集成波导是一种介于光纤和光缆之间的光学传输介质,具有微纳米级的尺寸特性,可以在单个芯片上集成多个波导通道。
其基本原理是通过光波在芯片中的反射、折射、散射等过程来实现信息传输。
2)定向耦合器原理定向耦合器是一种耦合光信号的器件,利用波导间的模式交叉耦合将入射波转移到另一波导中。
其结构为两个相互平行的波导,通过控制两波导之间的间距和长度,可以得到不同的耦合强度和物光分离比。
3)定向耦合器设计本文设计的定向耦合器是基于Mach-Zehnder干涉的3dB定向耦合器。