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通信综合实验 重庆大学通信工程学院 * 波导滤波器的设计 确定设计指标（中心频率、带宽） 1）根据工作频率选择合适的波导(查微波技术基础后面的波导尺寸)，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 2）选择合适的低通原型参数 * 3）采用下面的公式计算归一化阻抗变换器的值 4）计算并联电抗与谐振器的电长度 * 5）根据并联电抗计算膜片的宽度(窄膜片情况) 6设计实例：一个波导滤波器，频率范围为7.7GHz~8.3GHz,带内波纹0.5dB. 1)根据中心频率f0=8GHz,选择波导尺寸为a*b=28.6mm*12.6mm,对应的波导波长为： * 2）选择对应的低通原型(这里选择4阶) 3）计算归一化阻抗变换器的值 4）计算并联电抗 * 计算谐振器的长度 * 5）根据并联电抗计算膜片的宽度(窄膜片情况) 6）HFSS模型 * 注意事项：1）窄膜片的厚度在0.01mm~0.5mm之间 2）模型中的长度没有包含膜片的厚度 设计任务：设计一个5阶波导腔体滤波器，低通原型、带宽。中心频率自选。 * 梳状线腔体滤波器的设计 滤波器设计的相关技术参数 指标要求： a) 中心频率（F0）：**MHz；b) 带宽：**MHz； 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)根据选择附录的chebyshev低通原型，以及滤波器的指标，计算 相应的耦合系数。 其中bw为滤波器的分数带宽。 2)根据计算的耦合系数及Q值，确定对应的等效电路模型。 * 3)建立如图所示的等效电路模型。 * * 注意事项：1）通常谐振器的电长度为40~70度 2)腔体的高度b应该满足0.1b/λ0.2 3)圆杆的直径0.2bD0.4b 4) 单腔的谐振频率比设计值高大约5% （便于调试，同时减小耦合导致的频率下移） * 设计实例 1）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 * 2) Combline的电磁仿真模型。 在本次设计中，腔体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） * Chebyshev型 附录：低通原型值： * *