Designer，HFSS聯(lián)合仿真快速設(shè)計同軸腔耦合帶通濾波器

同軸腔帶通濾波器有同軸饋電腔,諧振腔,以及耦合窗口組成

仿真利用各個部件分離的方式,在hfss中建立起以上三種相對獨立的結(jié)構(gòu)進(jìn)行電磁掃描仿真,然后對掃描后的變量在designer中快速優(yōu)化。

具體實現(xiàn)步驟:

1,本征模狀態(tài)下求取基本諧振腔模型,

a,獲得符合設(shè)定的濾波器的諧振工作頻率,本征模諧振頻率應(yīng)該略高于工作濾波器中心頻率(當(dāng)諧振器之間耦合時,諧振頻率會降低)。

b,獲取符合設(shè)計插入損耗的諧振腔無載Q(品質(zhì)因數(shù))值。

2,分離出諧振器與耦合窗之間的部分,保留諧振腔部分,并設(shè)定保留的兩端為波端口1,波端口2;在驅(qū)動模模式下抽取腔體歸一化s參數(shù)。求取歸一化s參數(shù)將作為designer設(shè)計優(yōu)化依據(jù)。

為模型添加可優(yōu)化的參數(shù)的方式有一下兩種:

a,在模型下以驅(qū)動模模式掃描諧振桿的電長度,抽取出一組于諧振桿電長度有關(guān)的歸一化s參數(shù),作為變量,次變量將用來作為designer優(yōu)化的依據(jù),但由于直接在模型中掃描物理尺寸比較費時費工也可通過方法2來完成對濾波器的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計

b,為了在設(shè)計中節(jié)省時間,也可以使用方法2在諧振桿端口設(shè)置lump port,模型被designer調(diào)用后port端口設(shè)置為連接可優(yōu)化的電容,通過求取電容值從而獲得滿足設(shè)計要求的濾波器結(jié)構(gòu),當(dāng)求取出方法2中的外部電容值后,必須要在hfss中建立一個相印的物理模型,求取出物理尺寸于電容的關(guān)系,從而獲得到設(shè)計物理尺寸,通過還原這一物理尺寸到諧振腔中,即可得到所需諧振器物理結(jié)果

圖中為對一個螺旋諧振腔進(jìn)行的驅(qū)動模模式波端口掃描

3,建立步驟2中被分離出的耦合窗結(jié)構(gòu),并以驅(qū)動模模式掃描耦合窗中諧振桿與開窗尺寸,獲取到一系列有關(guān)結(jié)構(gòu)的歸一化s參數(shù)組,這些數(shù)據(jù)江北designer調(diào)用并作為優(yōu)化依據(jù)

圖片為一個具有3調(diào)諧螺桿的耦合窗結(jié)構(gòu)

4,同理以上步驟的,建立同軸饋電的物理結(jié)構(gòu),并對結(jié)構(gòu)中涉及到輸入耦合強(qiáng)度的尺寸關(guān)系進(jìn)行掃描,designer將對這些掃描結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)用并做出相關(guān)的優(yōu)化

5,應(yīng)用designer,調(diào)取出以上三個模型結(jié)構(gòu),并對其中事先設(shè)置并掃描好的尺寸變量,進(jìn)行優(yōu)化,從而初步快速完結(jié)了過程

6,將由designer設(shè)計優(yōu)化的結(jié)構(gòu),在hfss中建立完整模型,驗證designer優(yōu)化的結(jié)果,并做相應(yīng)的調(diào)整,設(shè)計完成