微波腔体滤波器的快速设计及仿真

微波腔体滤波器的快速设计及仿真

第22卷第4期             微 波 学 报.22No.4

               Vol

2006年8月JOURNALOFMICROWAVES Aug.2006文章编号:100526122(2006)0420053204

微波腔体滤波器的快速设计及仿真

邓贤进

1,2

3

 李家胤 张 健

21

(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610054)

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ANSOFT2HFSS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

FastDesignandSimulationforMicrowaveCavityFilter

DENGXian2jin

1,2

,LIJia2ying,ZHANGJian

12

(1.Inst.ofElectronicEngineering,CAM2.UniversityofElectronicScienceandof)

Abstract: ThedesignofClassicalmnumbersofcomplicatedformulaeandnumer2ouscurves.Afastandsimplerocess.Takingpectinatebandpassfilterforexample,bycalcu2latingsometypicalbetweenofpoles,afastandsimpledesigncurvesisobtainedinwhich,X2coordinateisY2coordinateisfornormalizeddiameterandspacebetweenofpolerespectively.BymeansofANSsoftware,structuresimulationforthismicrowavebandpassfilterdesignedbythiswayscanbea2chieved.Finally,Asatisfactorystructuresizeisobtained,whichmeetsthespecificationsandthevalidityisprovedbyexperi2mentalresult.

Keywords: Microwavecavityfilter,Relativebandwidth,Structuresimulation

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Ck和相邻两杆的单位长互电容Ck,k+1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

[1]

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

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收稿日期:2005207213;定稿日期:2005211201基金项目:“十五”国防预研课题(421010923

微波腔体滤波器的快速设计及仿真

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