多模滤波器设计解析：.pptVIP

小型化多模滤波器研究 ? 学 院 ： 机电工程学院 ? 专 业 ： 测控技术与仪器 ? 学生姓名 ： 徐宽茂 ? 导师姓名 ： 肖建康 课题意义 多模滤波器作为射频收发机、卫星通信等小型化的关键器件之一，它能有效地滤除各种无用信号及噪声信号、降低各通信频道间的信号干扰，从而保障通信设备的正常工作。多模谐振器可以实现多频带滤波器和宽频带滤波器。传统的单模滤波器尺寸大，功能少，多模滤波器可以实现多通带和宽频带特性，还能实现小型化，减小设备的体积，增加信息容量。 课题要求 本课题研究并设计满足IEEE802标准，并具有高频率选择性的多模带通滤波器。要求掌握射频滤波器的基本概念、相关性能指标、设计方法，在此基础上设计几个新型的多模射频滤波器，能满足技术指标并实现小型化。 滤波器小型化技术 以高温超导(HTS)、低温共烧陶瓷(LTCC)和微机械加工（MEMS）为代表的新材料新工艺手段。 以复合左右手传输线(CRLH)和基片集成波导理论为代表的新型电磁传输结构。 以阶跃阻抗谐振器、慢波谐振器和多模谐振器为代表的各类新型谐振结构（本毕设研究方向）。 多模谐振器原理 多模谐振器技术是滤波器小型化技术中最常见的一种。谐振器中对于不同的场分布有无穷多个谐振模式和谐振频率，其中具有相同谐振频率的模式称为简并模。若在单个谐振器中通过加入一些微扰(比如开槽、切角或加入小的贴片、内切角等)，会改变原正交简并模的电场分布，使得一对正交简并模之间发生耦合，两个耦合简并模的作用相当于两个耦合谐振器，从而在保持谐振回路不变的情况下，使谐振器的个数减少一半，可以减小电路体积。 多模滤波器 六边形多模滤波器 基于开环双模谐振器的双频带通滤波器 基于多模谐振器的超宽带带通滤波器 六边形多模滤波器原理 六边形多模滤波器结构 分形缺陷的使用，使得滤波器插入损耗明显降低，而且在没有增大电路的尺寸的情况下，滤波器的第一和第二通带工作频率降低了许多。 滤波器的工作频率随着参数b的增大而下降， 参数b决定着分形缺陷区域，当参数a固定时，分形缺陷越大，工作频率越低。 最后确定a=8mm,b=6.5mm。 仿真过程和模型 1.根据已知结构，画出滤波器结构模型 2.画出介质基板和地模型。 3.用空气盒子来模拟无线远地，画出无限远地和激励输入模型。 4.根据所给材料，设置滤波器模型和地模型，介质基板模型的材质。 5.设置无限远地模型和输入激励源模型 6. 分别设置solution frequence，收敛程度和扫描源。 仿真结果和分析 滤波器参数S11、S21和最大插入损耗图 电流分布图 （a）工作于2.5GHz时 （b）工作于5.2GHz时 （c）工作于7.9GHz时 表面电流集中在六边形环的边角处，在第一个通带的电流强度低于在第二个和第三个通带。这意味着第二个和第三个谐振的有效电感和电容要大于第一个谐振。越大的电流强度会带来更宽的通带。 3dB带宽和品质因素 结论 六边形贴片谐振器是一种可分析计算和多模的带通滤波器。这种新型的滤波器有着较多的参数去控制，这样极大的提升了滤波器性能，降低了滤波器的插入损耗，同时增加了通带。在设计小型化和降低插入损耗，这种滤波器有着极大的优势，并且较易达到IEEE标准。在现代电路设计中非常有用。 返回 基于开环双模谐振器的双频带通滤波器原理 基于开环双模谐振器的双频带通滤波器结构图 仿真过程和模型 1.根据已知结构，画出滤波器结构模型 2.画出介质基板和地模型。 3.用空气盒子来模拟无线远地，画出无限远地和激励输入模型。 4.根据所给材料，设置滤波器模型和地模型，介质基板模型的材质。 5.设置无限远地模型和输入激励源模型 6. 分别设置solution frequence，收敛程度和扫描源。 仿真结果和分析 滤波器参数S11、S21和最大插入损耗图 电流分布图 （a）工作于2.4GHz时 （b）工作于5.2GHz时 可以看出表面电流集中在两个开环谐振器之间的拐角处，在第一个通带的电流强度相对于第二个通带的电流强度较小。这意味着第二个通带有着更大的带宽。 3dB带宽和品质因素 结论 该种多模滤波器是一种新型的双模开环谐振器结构。 采用了锥形渐变线馈电形式,满足了双频带的匹配要求。设计的耦合双频带滤波器具有4个传输零点,两个通带之间具有较好的阻带深度和隔离度。结果理想，易于小型化设计。 返回 基于多模谐振器的超宽带带通滤波器原理