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1、通信综合实验重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院波导滤波器的设计波导滤波器的设计确定设计指标（中心频率、带宽）确定设计指标（中心频率、带宽）1 1）根据工作频率选择合适的波导）根据工作频率选择合适的波导(查微波技术基础后面的波查微波技术基础后面的波导尺寸导尺寸)，计算工作中心频率，带通滤波器截止频点对应的导，计算工作中心频率，带通滤波器截止频点对应的导波波长，及相对带宽波波长，及相对带宽2 2）选择合适的低通原型参数）选择合适的低通原型参数3 3）采用下面的公式计算归一化阻抗变换器的值）采用下面的公式计算归一化阻抗变换器的值4 4）计算并联电抗与谐振器的电长度）计算并联电抗与谐振器的电长度
2、5 5）根据并联电抗计算膜片的宽度）根据并联电抗计算膜片的宽度(窄膜片情况窄膜片情况)6 6设计实例：一个波导滤波器，频率范围为设计实例：一个波导滤波器，频率范围为7.7GHz8.3GHz,7.7GHz8.3GHz,带带内波纹内波纹0.5dB.0.5dB.1)1)根据中心频率根据中心频率f0=8GHz,f0=8GHz,选择波导尺寸为选择波导尺寸为a*b=28.6mm*12.6mm,a*b=28.6mm*12.6mm,对应的波导波长为：对应的波导波长为：2 2）选择对应的低通原型）选择对应的低通原型(这里选择这里选择4 4阶阶)3 3）计算归一化阻抗变换器的值）计算归一化阻抗变换器的值4 4）计
3、算并联电抗）计算并联电抗计算谐振器的长度计算谐振器的长度5 5）根据并联电抗计算膜片的宽度）根据并联电抗计算膜片的宽度(窄膜片情况窄膜片情况)6 6）HFSSHFSS模型模型注意事项：注意事项：1 1）窄膜片的厚度在之间）窄膜片的厚度在之间 2 2）模型中的长度没有包含膜片的厚度）模型中的长度没有包含膜片的厚度设计任务：设计一个设计任务：设计一个5 5阶波导腔体滤波器，低通原型、带宽。阶波导腔体滤波器，低通原型、带宽。中心频率自选。中心频率自选。梳状线腔体滤波器的设计梳状线腔体滤波器的设计滤波器设计的相关技术参数滤波器设计的相关技术参数指标要求：指标要求：a)中心频率（F0）：*MHz；b)带
4、宽：*MHz；设计内容：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)1)根据选择附录的根据选择附录的chebyshevchebyshev低通原型，以及滤波器的指标，计算低通原型，以及滤波器的指标，计算相应的耦合系数。相应的耦合系数。其中其中bwbw为滤波器的分数带宽。为滤波器的分数带宽。2)2)根据计算的耦合系数及根据计算的耦合系数及Q Q值，确定对应的等效电路模型。值，确定对应的等效电路模型。3)3)建立如图所示的等效电路模型。建立如图所示的等效电路模型。
5、注意事项：注意事项：1 1）通常谐振器的电长度为）通常谐振器的电长度为40704070度度 2)2)腔体的高度腔体的高度b b应该满足应该满足0.1b/0.1b/3)圆圆杆的直径杆的直径 4)单单腔的腔的谐谐振振频频率比率比设计值设计值高大高大约约5%（便于（便于调试调试，同，同时时减小耦合减小耦合导导致的致的频频率下移）率下移）设计实例设计实例1 1）根据设计指标的中心频率建立谐振器模型）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，以减小腔体效应墙壁离杆的距离稍微大一点，以减小腔体效应2)Combline2)Combline的电磁仿真模型。的电磁仿真模型。在本次设计中，腔体
6、间的采用直接耦合的方式；仿真模型及结果如下：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）ChebyshevChebyshev型型附录：低通原型值：附录：低通原型值：