通信综合实验

通信综合实验重庆大学通信工程学院波导滤波器的设计确定设计指标（中心频率、带宽）1）根据工作频率选择合适的波导(查微波技术基础后面的波导尺寸)，计算工作中心频率，带通滤波器截止频点对应的导波波长，及相对带宽2）选择合适的低通原型参数0212002)(1)(122ggccgkkk3）采用下面的公式计算归一化阻抗变换器的值101,101,100012122nnnniiiiggZKggZKggZK4）计算并联电抗与谐振器的电长度)22(21)/(1/01,10,11201,01,01,ZXtgZXtgZKZKZXkkkkkiiiiii5）根据并联电抗计算膜片的宽度(窄膜片情况))(*2001,11,aZXtgadgiiii6设计实例：一个波导滤波器，频率范围为7.7GHz~8.3GHz,带内波纹0.5dB.1)根据中心频率f0=8GHz,选择波导尺寸为a*b=28.6mm*12.6mm,对应的波导波长为：132.064.46)2*3.8/300(13.8/300)(121.53)2*7.7/300(17.7/300)(166.49)2*8/300(18/300)(102122002220012200gggcgcgcgmmammamma2）选择对应的低通原型(这里选择4阶)3）计算归一化阻抗变换器的值1342.0121696.012429.02103,2104,302,104510001iiiiggZKggZKZKZKggZK4）计算并联电抗1367.0,1746.0,5258.0)/(1/03,204,302,1201,001,005,401,0ZXZXZXZKZKZXZX计算谐振器的长度mmlmmllmmlZXtgZXtgZXtgZXtglkkkkggkkkkgkgk45.2245.22296.20)25.195.46(180*466.49266.49)22(42)]22(21[22324000101,10,110001,10,11005）根据并联电抗计算膜片的宽度(窄膜片情况)mmdmmdmmaZXtgadgii258.8169.9893.13)(*221001,106）HFSS模型注意事项：1）窄膜片的厚度在0.01mm~0.5mm之间2）模型中的长度没有包含膜片的厚度设计任务：设计一个5阶波导腔体滤波器，低通原型、带宽。中心频率自选。梳状线腔体滤波器的设计滤波器设计的相关技术参数指标要求：a)中心频率（F0）：**MHz；b)带宽：**MHz；设计内容：1、选择低通原型滤波器，确定级数并计算出耦合系数；2、确定结构形式；3、利用CAD软件进行仿真优化，主要是Designer和HFSS；4、确定结构尺寸，给出仿真结果。1)根据选择附录的chebyshev低通原型，以及滤波器的指标，计算相应的耦合系数。其中bw为滤波器的分数带宽。2)根据计算的耦合系数及Q值，确定对应的等效电路模型。)*14.3*2*/(1000*)*14.3*2*/()*/()(0fZQCfQZLKQGHzffeieiijeZZ50ZijbwgQggbwkejiij13)建立如图所示的等效电路模型。382384386388390392394396398400402404406408410412414416418380420-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10-1100freq,MHzdB(S(1,1))dB(S(1,2))注意事项：1）通常谐振器的电长度为40~70度2)腔体的高度b应该满足0.1b/λ0.23)圆杆的直径0.2bD0.4b4)单腔的谐振频率比设计值高大约5%（便于调试，同时减小耦合导致的频率下移）设计实例1）根据设计指标的中心频率建立谐振器模型墙壁离杆的距离稍微大一点，以减小腔体效应2)Combline的电磁仿真模型。在本次设计中，腔体间的采用直接耦合的方式；仿真模型及结果如下：)/()(21212ffffkija)在耦合谐振器对同时存在的情况下，利用HFSS的本征模解算器，设置两个本征频率，这样一次性提取出两个频率。得到耦合系数随间距S的变化曲线3)输入输出结构的设计通过计算的已知有载品质因素Qe.优化抽头和谐振器之间的距离gap，获得相应的有载品质因素.通过这步得到满足有载Q值对应的尺寸4)根据所得到的尺寸，在HFSS中建立相应的电磁仿真模型。优化电路尺寸，得到满足滤波器指标的传输特性及回波损耗。注意：调试的过程中先调谐振频率，然后调耦合，如此反复得到最终的结果。调试中可以通过截图，记录变化的其中一个参数来比较两次变化散射参数，从而得到大致的、影响耦合及谐振频率的规律。设计任务：设计一个中心频率为GHz的，5阶梳状线带通滤波器，低通原型自选（低通原型见后面）Chebyshev型附录：低通原型值：