实验一交叉耦合滤波器设计与仿真Word文件下载.docx

1、N阶方阵，形式如下： 其中对角线上的元素代表每一个谐振腔回路的自耦合，表示每一个谐振腔的谐振频率fi与中心频率f0之间的偏差。（在同步调谐滤波器中，认为它们的值都取零）。R矩阵是NN阶方阵，除R（1,1）=R1，R （N,N）=R2为非零量以外，其它元素值都等于零。那么，这个电路的传输函数可以写为其中，D（cofZ1N）表示Z矩阵第一行、第N列元素的代数余子式，D（Z）表示Z矩阵的行列式。相应地,通带增益频响特性为取 n =3，可得 33 阶耦合矩阵M：3阶椭圆函数滤波器的低通增益函数修正为：其中上述方法中的等波纹系数也必须进行修正，修正方法有下列两种：（1）取导数为零的点，得到（1，1）内各

2、点的最大值，有：（2）令标准椭圆函数与修正后的椭圆函数在边带上的衰减相等，从而求得修正后的纹波系数：四、 实验内容设计一个交叉耦合滤波器，其指标要求如下：中心频率：910MHz带宽：40MHz带内反射：20dB此滤波器通过三腔微带结构（环形谐振器）实现。选用介质板的相对介电常数为r=1.8，厚度为h =1.27mm。腔体为半波长方腔结构，腔间耦合程度通过腔间距离来控制，使得滤波器谐振频率在910MHz。 最终获得反射系数和参数系数曲线的仿真结果。五、 实验步骤1.建立新工程了方便建立模型，在ToolOptionsHFSS Options中讲Duplicate Boundaries with g

3、eometry复选框选中。2.将求解类型设置为激励求解类型：（1）在菜单栏中点击HFSSSolution Type。（2）在弹出的Solution Type窗口中（a）选择Driven Modal。（b）点击OK按钮。3.设置模型单位（1）在菜单栏中点击3D ModelerUnits。（2）在设置单位窗口中选择：mm。4.建立滤波器模型（1）首先建立介质基片（a）在菜单栏点击DrawBox,这样可以在3D窗口中创建长方体模型。（b）输入长方体的起始坐标：X：-20，Y：-35，Z：0；按回车键结束输入。（c）输入长方体X，Y，Z三个方向的尺寸，即dX：40，dY：70，dZ：-1.27；（d）

4、在特性（Property）窗口中选择Attribute标签，将该名字修改为Substrate，透明度（transparent）改为0.85。（e）点击Material对应的按钮，在弹出的材料设置窗口中点击Add Material按钮，添加介电常数为10.8的介质，将其命名为sub。点击OK结束。（2）建立Ring_1（a）在菜单栏中点击DrawRectangle，创建矩形模型。（b）在坐标输入栏中输入起始点的坐标：0，Y：0，Z:0按回车键。（c）在坐标输入栏中输入长、宽：dX：10，dY：-25，dZ：（d）在特性（Property）窗口中选择Attribute标签，将该名字修改为Ring_

5、1。（e）在菜单栏中点击DrawRectangle,创建矩形模型。（f）在坐标输入栏中输入起始点的坐标：1.4，Y：-1.4，Z：（g）在坐标输入栏中输入长、宽：7.2，dY：-22.2，dZ：（h）在特性（Property）窗口中选择Attribute标签，将该名字修改为Inner。（i）同样地，建立矩形Cut_1，输入的坐标为：4，Y：-25，Z：0，按回车键结束。2，dY：1.4，dZ：（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EditSelectBy Name,在弹出的窗口中利用Ctrl键选择Ring_1、Inner和Cut_1。（k）在

6、菜单栏中点击ModelerBooleanSubtract,在Subtract窗口中作如下设置：Blank Parts :Ring_1 Tool Parts : Inner,Cut_1Clone tool objects before subtract 复选框不选，点击OK结束设置。（3）移动Ring_1（a）将Ring_1沿Y轴作微小的移动。By Name,在弹出的窗口中选择Ring_1。（b）在菜单栏中点击EditArrangeMove,在坐标输入栏中输入移动的向量。0，Z：0，dY：-0.9，dZ：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

7、可以用对称复制操作创建Ring_2。By Name，在弹出的窗口中选择Ring_1。DuplicateMirror，输入向量。d1，dZ：（c）在操作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。（5）创建Ring_3Rectangle。（b）在右下角的坐标输入起始点坐标，即X：-12.5，Z：0按回车键结束输入。（c）输入矩形边长，即dX：-10，dY：25，dZ：（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。（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：（g）输入矩形边长dX：-7

8、.2，dY：-22.2，Z：（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）同样的，建立矩形Cut_2,输入的坐标分别为X：-0.7，Z：-1.4，dY：（j）在菜单键栏中点击EditBy Name,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3D ModelerSubtract,在Subtract窗口中做以下设置：Blank Parts：Ring_3Tool Parts：Inner_2,Cut_2Clone t

9、ool objects before subtract 复选框不选；点击OK按钮。（6）移动Ring_3（a）在菜单栏中点击EditBy Name，在弹出的窗口中选择Ring_3。Move，在坐标输入栏中输入移动的向量，即X：0， Z：-0.5， dY：0，dZ：0 按回车键结束输入。（7）创建Feedline_1创建滤波器的馈线结构，该馈线由特性阻抗不同的两段微带传输线组成。（b）在右下角的坐标输入栏中输入X：10.4，Y：-25.9，Z：0.4，dY：0按回车键结束。（c）创建矩形后，在弹出的特性（Property）窗口中选择Attribute标签，将名字修改为F_1。（d）在菜单栏中点击

10、Draw（e）在右下角的坐标输入栏中输入X：1，dY：-9.1，dZ：（f）创建矩形后，在弹出的特性（Property）窗口中选择Attribute标签，将名字修改为F_2。（g）在菜单键栏中点击EditBy Name,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3D ModelerUnit,在历史操作树中，双击新组合的模型F_1，在特性窗口中将其命名为Feedline_1。（8）创建Feedline_2同样的，Feedline_2与Feedline_1沿X轴对称，因此也可以通过对称复制操作来创建。By Name,弹出的窗口中选择Feedline_1。Mirror，输入

11、向量，即X：（c）在操作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。（9）组合Ring_1、Ring_2、Ring_3、Feedline_1和Feedline_2（a）在菜单键栏中点击EditBy Name,在弹出的窗口中利用Ctrl键选择Ring_1、Ring_2、Ring_3、Feedline_1和Feedline_2。（b）在菜单栏中点击3D ModelerUnit。（c）在历史操作树中，双击新组合的模型，在特性窗口中将其命名为Trace。5.创建端口 微带滤波器采用集总端口激励，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_

12、1（a）在菜单栏中点击3D ModelerGrid PlaneXZ。（b）在菜单栏中点击DrawRectangle，在坐标输入栏中输入如下坐标：-1.27按回车键结束输入。（c）将其命名为port_1。（d）在菜单栏中点击EditBy Name。在弹出的窗口中选择port_1。（e）在菜单栏点击HFSSExcitationsAssignLumped Port,在Lumped Port窗口的General标签中，将该端口命名为p1，然后点击Next。（f）在Modes 标签的Integration Line中点击None，选择New Line，在坐标栏中输入以下坐标：10.9，Y：1.27按回车键结束输入。点击Next直至结束。（2）创建po