Designer，HFSS联合仿真快速设计同轴腔耦合带通滤波器

同轴腔带通滤波器有同轴馈电腔,谐振腔,以及耦合窗口组成

仿真利用各个部件分离的方式,在hfss中建立起以上三种相对独立的结构进行电磁扫描仿真,然后对扫描后的变量在designer中快速优化。

具体实现步骤:

1,本征模状态下求取基本谐振腔模型,

a,获得符合设定的滤波器的谐振工作频率,本征模谐振频率应该略高于工作滤波器中心频率(当谐振器之间耦合时,谐振频率会降低)。

b,获取符合设计插入损耗的谐振腔无载Q(品质因数)值。

2,分离出谐振器与耦合窗之间的部分,保留谐振腔部分,并设定保留的两端为波端口1,波端口2;在驱动模模式下抽取腔体归一化s参数。求取归一化s参数将作为designer设计优化依据。

为模型添加可优化的参数的方式有一下两种:

a,在模型下以驱动模模式扫描谐振杆的电长度,抽取出一组于谐振杆电长度有关的归一化s参数,作为变量,次变量将用来作为designer优化的依据,但由于直接在模型中扫描物理尺寸比较费时费工也可通过方法2来完成对滤波器的参数优化设计

b,为了在设计中节省时间,也可以使用方法2在谐振杆端口设置lump port,模型被designer调用后port端口设置为连接可优化的电容,通过求取电容值从而获得满足设计要求的滤波器结构,当求取出方法2中的外部电容值后,必须要在hfss中建立一个相印的物理模型,求取出物理尺寸于电容的关系,从而获得到设计物理尺寸,通过还原这一物理尺寸到谐振腔中,即可得到所需谐振器物理结果

图中为对一个螺旋谐振腔进行的驱动模模式波端口扫描

3,建立步骤2中被分离出的耦合窗结构,并以驱动模模式扫描耦合窗中谐振杆与开窗尺寸,获取到一系列有关结构的归一化s参数组,这些数据江北designer调用并作为优化依据

图片为一个具有3调谐螺杆的耦合窗结构

4,同理以上步骤的,建立同轴馈电的物理结构,并对结构中涉及到输入耦合强度的尺寸关系进行扫描,designer将对这些扫描结构进行调用并做出相关的优化

5,应用designer,调取出以上三个模型结构,并对其中事先设置并扫描好的尺寸变量,进行优化,从而初步快速完结了过程

6,将由designer设计优化的结构,在hfss中建立完整模型,验证designer优化的结果,并做相应的调整,设计完成