一種小型化微波寬帶帶通濾波器及其工程設(shè)計(jì)

作者：姜汝丹汪波顧楷時(shí)間：2015-03-26 來(lái)源：電子產(chǎn)品世界

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編者按：　　摘要：介紹了一種基于基片集成波導(dǎo)(SIW)結(jié)構(gòu)的小型化微波寬帶帶通濾波器，采用緊湊型設(shè)計(jì)，同時(shí)提出了其工程設(shè)計(jì)方法及流程，通過(guò)11GHz和15GHz典型微波頻段的四腔帶通濾波器實(shí)例驗(yàn)證，達(dá)到對(duì)于偏離中心2GHz以上的頻段抑制35dB以上的要求，且仿真與測(cè)試結(jié)果相對(duì)吻合較好，設(shè)計(jì)方法和流程合理、有效。　　引言　　微波濾波器是微波系統(tǒng)中的重要元件之一，尤其在微波通信收發(fā)信機(jī)中被廣泛使用。隨著移動(dòng)通信的發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)密度越來(lái)越高，小型化的微波中繼和回傳網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也迅速發(fā)展，這就對(duì)收發(fā)信機(jī)及其微波器件的

　　2 工程設(shè)計(jì)流程

本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/271650.htm

　　本文針對(duì)小型化微波寬帶帶通濾波器采用的工程設(shè)計(jì)流程，該流程也適用一般的帶通濾波器設(shè)計(jì)。首先是根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)確定濾波器原型函數(shù)及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)矩陣。

　　一般工程應(yīng)用基本上都是采用廣義切比雪夫函數(shù)原型，根據(jù)SIW諧振腔的估算公式^[5]，對(duì)于選定的介質(zhì)基材，在TE101模諧振的腔體有：

　　根據(jù)理論計(jì)算出的初始值^[5-9]，通過(guò)建立單腔和雙腔耦合的模型，利用商業(yè)仿真軟件，如HFSS、CST等，通過(guò)模式匹配法(Eigenmode)來(lái)確定相關(guān)的一些關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)，如圖2所示，由此可以確定對(duì)應(yīng)諧振頻率的腔體的尺寸a和b，以及不同耦合量對(duì)應(yīng)的開(kāi)窗尺寸d。

　　根據(jù)初步確定的相關(guān)參數(shù)，可以在HFSS軟件中整體建模進(jìn)行全波仿真，考慮到工程設(shè)計(jì)有別于科研，可以充分利用成熟的參數(shù)優(yōu)化算法進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化以達(dá)到設(shè)計(jì)目的。針對(duì)濾波器的設(shè)計(jì)優(yōu)化，比較高效的是遺傳算法，采用群體搜索的方式，比較適合多變量、多優(yōu)化目標(biāo)的濾波器優(yōu)化任務(wù)，尤其是當(dāng)給定初始值和合理的優(yōu)化區(qū)間后，工程設(shè)計(jì)的流程較為簡(jiǎn)單和便捷。