交叉耦合帶通濾波器

課程設(shè)計任務(wù)書專業(yè)班級學(xué)生姓名課程名稱微波技術(shù)與天線設(shè)計名稱交叉耦合帶通濾波器設(shè)計周數(shù)1.5周指導(dǎo)教師設(shè)計任務(wù)主要設(shè)計參數(shù)設(shè)計個交叉耦合帶通濾波器。設(shè)計目標如下：中心頻率：2.4GHz；帶寬：100MHz；帶內(nèi)反射：＜20dB；帶外抑制：在2.27GHz處＞20dB設(shè)計內(nèi)容設(shè)計要求設(shè)計目的1）熟悉微波元器件。2）學(xué)習(xí)及掌握濾波器的原理。3）學(xué)會調(diào)試微波帶通濾波器，并測試它的主要指標。4）掌握微波帶通濾波器的原理和方法。設(shè)計內(nèi)容1）設(shè)計帶通濾波器的參數(shù)2）測試帶通濾波器的工作頻率主要參考資料王蒙，孫梅.微帶線實現(xiàn)環(huán)形交叉耦合帶通濾波器的設(shè)計.李明祥HFSS天線設(shè)計西安電子科技大學(xué)夏銘，陳曉光.交叉耦合技術(shù)及LC濾波器設(shè)計分析.鮑立芬，唐宗熙，杜勇.Ku波段微帶交叉耦合帶通濾波器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計.學(xué)生提交歸檔文件按題目要求進行設(shè)計，寫出設(shè)計報告。注：1.課程設(shè)計完成后，學(xué)生提交的歸檔文件應(yīng)按照：封面一任務(wù)書一說明書一圖紙的順序進行裝訂上交（大張圖紙不必裝訂）2.可根據(jù)實際內(nèi)容需要續(xù)表，但應(yīng)保持原格式不變。指導(dǎo)教師簽名：日期:、八VTOC\o"1-5"\h\z刖言1\o"CurrentDocument"^、背景知識2\o"CurrentDocument"1、濾波器的發(fā)展2\o"CurrentDocument"2、微波濾波器的應(yīng)用2\o"CurrentDocument"3、交叉耦合濾波器提出與發(fā)展3\o"CurrentDocument"二、交叉耦合帶通濾波器設(shè)計原理4\o"CurrentDocument"1、交叉耦合濾波器的設(shè)計思路4\o"CurrentDocument"2、新型耦合開環(huán)結(jié)構(gòu)5\o"CurrentDocument"3、交叉耦合濾波器的設(shè)計6\o"CurrentDocument"三、仿真步驟9\o"CurrentDocument"1、建立新工程9\o"CurrentDocument"2、設(shè)置求解類型9\o"CurrentDocument"3、設(shè)置模型單位10\o"CurrentDocument"4、建立濾波器模型10\o"CurrentDocument"5、創(chuàng)建端口19\o"CurrentDocument"6、創(chuàng)建Air20\o"CurrentDocument"7、設(shè)置邊界條件20\o"CurrentDocument"8、為該問題設(shè)置求解頻率及掃頻范圍22\o"CurrentDocument"9、優(yōu)化仿真2310、保存工程24\o"CurrentDocument"11、后處理操作25\o"CurrentDocument"四、設(shè)計總結(jié)25\o"CurrentDocument"參考文獻27前言微波濾波器是微波系統(tǒng)中重要元件之一，它用來分離或者組合各種不同頻率信號的重要元件。在微波中繼通信、衛(wèi)信通信、雷達技術(shù)、電子對抗及微波測量中，具有廣泛的應(yīng)用。？眾所周知，濾波器的設(shè)計在低頻電路中是用集總參數(shù)元件（電感L和電容C）構(gòu)成的諧振回路來實現(xiàn)。但當頻率高達300Mhz以上時，低頻下的集總參數(shù)的LC諧振回路已不再適用了。這一方面由于當回路的線性尺寸和電磁波的波長可以比擬時，輻射相當顯著，諧振回路的品質(zhì)因數(shù)大大下降，因而必須采用分布參數(shù)的微波濾波器。？任何一個微波系統(tǒng)都是由各種各樣的微波器件、有源電路和傳輸線等組成的。微波元件種類很多。按傳輸線類型可分為波導(dǎo)式、同軸式和微帶式等；按功能可分為連接元件、終端元件、匹配元件、衰減元件、相移元件、分路元件、波型變換元件、濾波元件等；按變換性質(zhì)可分為互易元件、非互易元件和非線性元件等。本文正是根據(jù)微波濾波器的特性設(shè)計一種微帶交叉耦合帶通濾波器，要求其小型化、頻段規(guī)則性高、邊緣陡峭，可用于小型化天線系統(tǒng)。摘要：交叉耦合濾波器具有高選擇性、低插入損耗、寬阻帶、高的帶外截止特性等，已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代微波通信系統(tǒng)中，本文擬采用高品質(zhì)諧振腔交叉耦合的形式實現(xiàn)該帶通濾波器，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，通帶陡度較高，適合小型化設(shè)計，性能較高的天線或雷達雙工器等電路使用。關(guān)鍵詞：交叉耦合濾波器、微帶線、設(shè)計、HFSS一、背景知識1、濾波器的發(fā)展凡是有能力進行信號處理的裝置都可以稱為濾波器。在近代電信設(shè)備和各類控制系統(tǒng)中，濾波器應(yīng)用極為廣泛；在所有的電子部件中，使用最多，技術(shù)最為復(fù)雜的要算濾波器了。濾波器的優(yōu)劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣，所以，對濾波器的研究和生產(chǎn)歷來為各國所重視。我國廣泛使用濾波器是50年代后期的事，當時主要用于話路濾波和報路濾波。經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，我國濾波器在研制、生產(chǎn)和應(yīng)用等方面已納入國際發(fā)展步伐，但由于缺少專門研制機構(gòu)，集成工藝和材料工業(yè)跟不上來，使得我國許多新型濾波器的研制應(yīng)用與國際發(fā)展有一段距離。我國現(xiàn)有濾波器的種類和所覆蓋的頻率已基本上滿足現(xiàn)有各種電信設(shè)備。從整體而言，我國有源濾波器發(fā)展比無源濾波器緩慢，尚未大量生產(chǎn)和應(yīng)用。從下面的生產(chǎn)應(yīng)用比例可以看出我國各類濾波器的應(yīng)用情況：LC濾波器占50%；晶體濾波器占20%；機械濾波器占15%；陶瓷和聲表面濾波器各占1%；其余各類濾波器共占13%。從這些應(yīng)用比例來看，我國電子產(chǎn)品要想實現(xiàn)大規(guī)模集成，濾波器集成化仍然是個重要課題。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，對濾波器的性能要求越來越高，功能也越來越多，并且要求它們向集成方向發(fā)展。我國濾波器研制和生產(chǎn)與上述要求相差甚遠，為縮短這個差距，電子工程和科技人員負有重大的歷史責(zé)任。2、微波濾波器的應(yīng)用微波濾波器，它的基礎(chǔ)是諧振電路，只要能構(gòu)成諧振的電路組合就可以實現(xiàn)濾波器功能。微波濾波器利用集總參數(shù)即各種射頻/微波傳輸線形成的諧振器，理論上濾波器是無耗元件。由于微波的特殊性,?微波電路所采用的元件在結(jié)構(gòu)上和普通電路所用的元件是截然不同的。元件結(jié)構(gòu)上的這種差異引起了微波濾波器的特殊性,?當然作為濾波器,?它和其他濾波器具有許多共性。？微波濾波器的指標形象的描述了微波濾波器的頻率響應(yīng)特性。其指標有：工作頻率；擦損帶寬；帶內(nèi)紋波；帶外抑制；承受功率；插入相移和時延頻率特性。微波濾波器搭建起來很簡單，但理解起來比較復(fù)雜。它們在系統(tǒng)中完成一個基本的功能：阻止某些信號，通過其它信號。但可以用許多不同的方式實現(xiàn)這種功能，而且有許多不同的副作用，例如系統(tǒng)幅度和相位響應(yīng)失真等。現(xiàn)代微波通信系統(tǒng)，特別是在衛(wèi)星或是移動通信系統(tǒng)中需要高性能的窄帶濾波器，要求它們具有低的插入損耗，好的頻率選擇性以及在通帶內(nèi)的線性相位特性等?，F(xiàn)代濾波器一般通過兩種結(jié)構(gòu)形式來實現(xiàn);一種是單通路的直接耦合結(jié)構(gòu)濾波器;另一種是多通路的交叉耦合結(jié)構(gòu)濾波器。在傳統(tǒng)的切比雪夫函數(shù)基礎(chǔ)上衍生出來的廣義切比雪夫濾波函數(shù)都可以用來綜合這兩種濾波器。選擇性高、低插入損耗的小型化微波帶通濾波器的研制一直受人矚目。由于其非常好的濾波器特性而被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星、雷達等微波通信系統(tǒng)中。傳統(tǒng)的微帶發(fā)夾諧振器濾波器的寄生通帶都在N*f處（f為通帶中心頻率，N為1，2,3…），因此在通帶和第一寄生通帶之間的阻帶特性很差。正因如此，它的應(yīng)用才越來越受到限制，已不能很好的滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)的發(fā)展要求?，F(xiàn)代通信不僅要求高選擇性，電路的小型化也至關(guān)重要。于是，人們引進了交叉耦合技術(shù)來提高濾波器的特性，進而減小其尺寸。交叉耦合濾波器的傳輸零點在通帶附近，而不是在無窮遠處，所以可以用更少的諧振器來實現(xiàn)高的截止特性和寬阻帶特性。其結(jié)構(gòu)更加緊湊，尺寸也小于傳統(tǒng)的濾波器。由于交叉耦合濾波器的高選擇性、低插入損耗、寬阻帶、高的帶外截止特性等，它已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代微波通信系統(tǒng)中。3、交叉耦合濾波器提出與發(fā)展上世紀70年代Atia和William采用雙模高Q值波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計具有橢圓函數(shù)響應(yīng)的時延均衡濾波器波導(dǎo)濾波器，使這種設(shè)計方法最終成為設(shè)計衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器濾波器（多工器）的設(shè)計標準。1980年和1982年Cameron在網(wǎng)絡(luò)濾波函數(shù)方面做出很大貢獻，他在原來切比雪夫函數(shù)的基礎(chǔ)上推廣廣義切比雪夫函數(shù)，使廣義切比雪夫函數(shù)大量的應(yīng)用到交叉耦合多路濾波網(wǎng)絡(luò)的綜合當中。在1998年Atia提出（analyticalgrandient-basedoptimizationtechnique）電路優(yōu)化技術(shù)，這是與耦合矩陣的相似變換效果相同的技術(shù)，通過設(shè)計合適的代價函數(shù)，經(jīng)過有限次優(yōu)化過程，可以將不需要的耦合矩陣元素優(yōu)化為零，從而得到可實現(xiàn)的電路網(wǎng)絡(luò)的耦合矩陣，隨后S.Amari利用這種技術(shù)做了大量的實際工作。二、交叉耦合帶通濾波器設(shè)計原理1、交叉耦合濾波器的設(shè)計思路在微波設(shè)計綜合的過程中一般分為4個階段:給定指標要求對于一個二端口濾波器網(wǎng)絡(luò)有:截止頻率、通帶損耗、阻帶邊頻、阻帶衰減以及輸入輸出阻抗等主要技術(shù)指標。選定逼近函數(shù)設(shè)計濾波器要選定其低通原型濾波器，常用的包括巴特沃斯函數(shù)、切比雪夫函數(shù)、橢圓函數(shù)和高斯多項式，根據(jù)選定的逼近函數(shù)確定諧振腔的數(shù)目。確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選定了微波濾波器的類型，通過計算或查圖表可得出系統(tǒng)的尺寸、參數(shù)和拓撲結(jié)構(gòu)，確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖或電路圖。微波仿真實現(xiàn)通過微波設(shè)計軟件進行仿真設(shè)計得到結(jié)論驗證設(shè)計，根據(jù)結(jié)果驗證是否滿足給定指標要求，進行分析誤差，最后工藝實現(xiàn)。2、新型耦合開環(huán)結(jié)構(gòu)下面是一種基于交叉耦合與傳輸零點理論的耦合器并將給出一種新型耦合開環(huán)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。圖2所示為濾波器的結(jié)構(gòu)，代表各環(huán)之間的距離；圖3為電場耦合單元；圖4為磁場耦合單元；圖5為交叉耦合單元。圖3：電場耦合單元圖4：磁場耦合單元圖5：交叉耦合單元現(xiàn)在導(dǎo)出一組簡便的的數(shù)學(xué)推導(dǎo)公式，將大大簡化交叉耦合結(jié)構(gòu)濾波器的設(shè)計過程，得到各個環(huán)之間的間距，其中當=-20dB時有:實際的設(shè)計過程中，設(shè)計參數(shù)Q值和耦合系數(shù)3、交叉耦合濾波器的設(shè)計本文采用三腔微帶環(huán)形諧振器實現(xiàn)一個交叉耦合濾波器。具有帶外有限傳輸零點的濾波器，常常采用諧振腔多耦合的形式來實現(xiàn)。這種形式的特點是在諧振腔級聯(lián)的基礎(chǔ)上，非相鄰腔之間可以用相互耦合即“交叉耦合”，甚至可以采用源與負載也向多腔耦合，以及源與負載之間的耦合。n腔交叉耦合帶通濾波器等效電路如下圖所示：圖6：n腔交叉耦合帶通濾波器取n=3，可得3X3階耦合矩陣M:圖7：n腔交叉耦合濾波器等效電路圖修正橢圓函數(shù)3階橢圓函數(shù)濾波器的低通增益函數(shù)修正為其中其中的等波紋系數(shù)也必須進行修正：取3導(dǎo)數(shù)為零的點，得到(一1，1)內(nèi)各點的最大值a，有元件的微波實現(xiàn)利用HFSS軟件設(shè)計此交叉耦合環(huán)形濾波器，微帶線介質(zhì)參數(shù)為10.8/1.27。腔體為半波長方腔結(jié)構(gòu)，通過磁耦合和交叉耦合構(gòu)成，腔間耦合程度通過腔間距離來控制，通過饋線位置、合適的邊界條件以及腔體尺寸距離調(diào)節(jié)，使得濾波器諧振頻率為2.4GHz左右，帶寬100MHz，滿足設(shè)計要求。三、仿真步驟1、建立新工程為了方便建立模型，在Tool>Options>HFSSOptions中講DuplicateBoundarieswithgeometry復(fù)選框選中，這樣可以使得在復(fù)制模型的是，所設(shè)置的邊界也一同復(fù)制。圖8：建立新工程2、設(shè)置求解類型將求解類型設(shè)置為激勵求解類型：在菜單欄中點擊HFSS>SolutionType。在彈出的SolutionType窗口中選擇DrivenModal。點擊OK按鈕。圖9：設(shè)置求解類型設(shè)置模型單位在菜單欄中點擊3DModeler>Units。在設(shè)置單位窗口中選擇：mm。圖10：設(shè)置模型單位4、建立濾波器模型首先建立介質(zhì)基片(a)在菜單欄點擊Draw>Box,這樣可以在3D窗口中創(chuàng)建長方體模型。(9輸入長方體的起始坐標：X：-20，Y：-35，Z：0；按回車鍵結(jié)束輸入。?輸入長方體X，Y，Z三個方向的尺寸，即dX：40，dY：70，dZ：-1.27；按回車鍵結(jié)束輸入。在特性(Property)窗口中選擇Attribute標簽，將該名字修改為Substrateo點擊Material對應(yīng)的按鈕，在彈出的材料設(shè)置窗口中點擊AddMaterial按鈕，添加介電常數(shù)為10.8的介質(zhì)，將其命名為sub。圖11：創(chuàng)建長方體模型圖12圖13：添加介質(zhì)建立Ring_1(a)在菜單欄中點擊Draw>Rectangle，創(chuàng)建矩形模型。在坐標輸入欄中輸入起始點的坐標：X：0,Y：0,Z:0按回車鍵。在坐標輸入欄中輸入長、寬：dX：10,dY：-l,dZ：0按回車鍵。在特性(Property)窗口中選擇Attribute標簽，將該名字修改為Ring_1。圖14：創(chuàng)建矩形模在菜單欄中點擊Draw>Rectangle，創(chuàng)建矩形模型。⑴在坐標輸入欄中輸入起始點的坐標：X：1.4，Y：-1.4，Z：0按回車鍵。在坐標輸入欄中輸入長、寬：dX：7.2，dY：-(1-2.8)，dZ：0按回車鍵。在特性(Property)窗口中選擇Attribute標簽，將該名字修改為Inner。圖15⑴同樣地，建立矩形Cut_1，輸入的坐標為：X：(10-12)/2，Y：-1，Z：0；dX：12，dY：1.4，dZ：0.按回車鍵結(jié)束。圖16：創(chuàng)建矩形Cut_1(j)用Ring_1將Inner和Cut_1減去，使之成為一個開口的矩形環(huán)。在菜單欄中點擊Edit>Se1ect>ByName，在彈出的窗口中利用Ctrl鍵選擇Ring_1、Inner和Cut_1。(k)在菜單欄中點擊3DMode1er>Boo1ean>Subtract，在Subtract窗口中作如下設(shè)置:B1ankParts:Ring_1,Too1Parts:Inner,Cut_1；C1onetoo1objectsbeforesubtract復(fù)選框不選。點擊OK結(jié)束設(shè)置。移動Ring_1將Ring_1沿Y軸作微小的移動。在菜單欄中點擊Edit>Se1ect>ByName,在彈出的窗口中選擇Ring_1。在菜單欄中點擊Edit>Arrange>Move，在坐標輸入欄中輸入移動的向量，即X：0，Y：0，Z：0；dX：0，dY：-0.9，dZ：0按回車鍵結(jié)束輸入。圖17：移動Ring_1創(chuàng)建Ring_2Ring_2與Ring_1沿X軸對稱，因此可以用對稱復(fù)制操作創(chuàng)建Ring_2。在菜單欄中點擊Edit>Se1ect>ByName，在彈出的窗口中選擇Ring_1。在菜單欄中點擊Edit>Dup1icate>Mirror，輸入向量，艮口X：0，Y：0，Z：0；dX：0，dY：1，dZ：0；按回車鍵結(jié)束。在操作歷史樹中雙擊新建的矩形，在特性窗口中重新將其命名為Ring_2。圖18：創(chuàng)建Ring_2創(chuàng)建Ring_3在菜單欄中點擊Draw>Rectangle。在右下角的坐標輸入起始點坐標，即X：0,Y：1/2,Z：0按回車鍵結(jié)束輸入。?輸入矩形邊長，即dX：-10，dY：-l，dZ：0按回車鍵結(jié)束輸入。在特性(Property)窗口中選擇Attribute標簽，將該矩形的名字修改為Ring_3。在菜單欄中點擊Draw>Rectangle。⑴在右下角的坐標輸入欄中輸入起始點位置坐標，即X：-1.4,Y：-(l-2.8)/2,Z：0按回車鍵結(jié)束輸入。愆)輸入矩形邊長dX：-7.2，dY：l-2.8,Z：0按回車鍵結(jié)束輸入。(h)在特性(Property)窗口中選擇Attribute標簽，將該矩形的名字修改為Inner_2。⑴同樣的，建立矩形Cut_2，輸入的坐標分別為X：-1.4,Y：-0.7,Z：0；dX：1.4,dY：1.4，dZ：0按回車鍵結(jié)束輸入。(j)在菜單鍵欄中點擊Edit>Select>ByName,在彈出的窗口中利用Ctrl鍵選擇Ring_3、Inner_2和Cut_2。(k)用Ring_3將Inner_2和Cut_2減去，使之成為一個開口的矩形環(huán)。在菜單欄中點擊3DModeler>Boolean>Subtract,在Subtract窗口中做以下設(shè)置：BlankParts:Ring_3;ToolParts：Inner_2,Cut_2;Clonetoolobjectsbeforesubtract復(fù)選框不選；點擊OK按鈕。圖19：輸入起始點位置坐標圖20：矩形環(huán)移動Ring_3移動Ring_3，使之與Ring_1和Ring_2有0.5mm的縫隙。在菜單欄中點擊Edit>Select>ByName,在彈出的窗口中選擇Ring_3。在菜單欄中點擊Edit>Arrange>Move,在坐標輸入欄中輸入移動的向量，即X：0,Y：0,Z：0；dX：-0.5，dY：0,dZ：0按回車鍵結(jié)束輸入。創(chuàng)建Feedline_1創(chuàng)建濾波器的饋線結(jié)構(gòu)，該饋線由特性阻抗不同的兩段微帶傳輸線組成。在菜單欄中點擊Draw>Rectangle。在右下角的坐標輸入欄中輸入X：10.4,Y：-0.87，Z：0；dX：0.4，dY：-l,dZ：0按回車鍵結(jié)束。創(chuàng)建矩形后，在彈出的特性(Property)窗口中選擇Attribute標簽，將名字修改為F_1。在菜單欄中點擊Draw>Rectangle。在右下角的坐標輸入欄中輸入X：10.4,Y：-35,Z：0；dX：0.98,dY：34.1-l，dZ：0按回車鍵結(jié)束。創(chuàng)建矩形后，在彈出的特性(Property)窗口中選擇Attribute標簽，將名字修改為F_2。在菜單鍵欄中點擊Edit>Select>ByName，在彈出的窗口中利用Ctrl鍵選擇F_1和F_2。在菜單欄中點擊3DModeler>Boolean>Unit,在歷史操作樹中，雙擊新組合的模型F_1，在特性窗口中將其命名為Feedline_1。圖21：輸入起始點位置坐標圖22：歷史操作樹創(chuàng)建Feedline_2同樣的，F(xiàn)eedline_2與Feedline_1沿X軸對稱，因此也可以通過對稱復(fù)制操作來創(chuàng)建。在菜單欄中點擊Edit>Select>ByName，彈出的窗口中選擇Feedline_1。在菜單欄中點擊Edit>Duplicate>Mirror，輸入向量，即X：0，Y：0，Z：0；dX：0，dY：1，dZ：0按回車鍵結(jié)束輸入。在操作歷史樹中雙擊新建的饋線，在特性窗口中將其重新命名為Feedline_2。圖22：Feedline_2組合Ring_1、Ring_2、Ring_3>Feedline_1和Feedline_2在菜單鍵欄中點擊Edit>Select>ByName,在彈出的窗口中利用Ctrl鍵選擇Ring_1、Ring_2、Ring_3、Feedline_1和Feedline_2。在菜單欄中點擊3DModeler>Boolean>Unit。在歷史操作樹中，雙擊新組合的模型，在特性窗口中將其命名為Trace。圖23：歷史操作樹5、創(chuàng)建端口微帶濾波器采用集總端口激勵，因此需要首先創(chuàng)建供設(shè)置端口用的矩形，該矩形連接了饋線與地板。創(chuàng)建port_1在菜單欄中點擊3DModeler>GridPlane>XZ。在菜單欄中點擊Draw>Rectangle，在坐標輸入欄中輸入如下坐標：X：10.4，Y：-35，Z：0；dX：1.101，dY：0，dZ：-1.27按回車鍵結(jié)束輸入。將其命名為port_1。在菜單欄中點擊Edit>Select>ByName。在彈出的窗口中選擇port_1。在菜單欄點擊HFSS>Excitations>Assign>LumpedPort，在LumpedPort窗口的General標簽中，將該端口命名為P1，然后點擊Next。在Modes標簽的IntegrationLine中點擊None，選擇NewLine，在坐標欄中輸入以下坐標：X：10.4，Y：-35，Z：-1.27；dX：0，dY：0，dZ：1.27按回車鍵結(jié)束輸入。點擊Next直至結(jié)束。創(chuàng)建port_2在菜單欄中點擊Edit>Select>ByName,在彈出的窗口中選擇Port_1。Port_2與port_1也以X軸對稱，因此可以利用對稱復(fù)制創(chuàng)建。在菜單欄中點擊Edit>Duplicate>Mirror,輸入即X:0,Y:0,Z:0;dX:0,dY:1,dZ:d按回車鍵結(jié)束。在操作歷史書中雙擊新建的端口，在特性窗口中將其重新命名為port_2。由于在建立工程的第一步就設(shè)置了復(fù)制邊界選項，因此在復(fù)制創(chuàng)建port_2之后，端口上設(shè)置的激勵也一同復(fù)制了。圖246、創(chuàng)建Air在菜單欄中點擊Draw>Box或者在工具欄中點擊按鈕。在右下角的坐標輸入欄中輸入長方體的起始位置坐標，即X：-70，Y：-90，Z：-50按回車鍵結(jié)束輸入。?輸入長方體的X、Y、Z三個方向的尺寸，即dX：140,dY：180,dZ：100按回車鍵結(jié)束輸入。(d)在特性(Property)窗口中選擇Attribute標簽，將該長方體的名字修改為Air。圖25：濾波器模型圖7、設(shè)置邊界條件邊界條件包括理想金屬邊界條件你和輻射邊界條件。濾波器的導(dǎo)帶部分、介質(zhì)基片下底面地板要設(shè)置為理想金屬邊界。設(shè)置輻射邊界是為了截斷求解區(qū)域。設(shè)置理想金屬邊界條件。在菜單欄中點擊Edit>Select>ByName，在彈出的窗口中選擇Trace。在菜單欄中點擊HFSS>Boundaries>Assign>PerfectE。在彈出的對話框中將其命名為Perf_Trace，點擊OK按鈕。在菜單欄中點擊Edit>Select>Faces，這是應(yīng)經(jīng)將鼠標所選設(shè)置為選擇模型的表面了。然后點擊ByName,選擇Substrate，選擇其下地面，選擇的時候在3D窗口中進行觀察，確保選擇導(dǎo)下底面。在菜單欄中點擊HFSS>Boundaries>Assign>PerfectE,在彈出的對話窗中將其命名為Perf_Ground，點擊OK按鈕。圖26：設(shè)置理想金屬邊界條件設(shè)置輻射邊界條件在菜單欄中點擊HFSS>Boundaries>Object,然后點擊ByName，選擇Air。在菜單欄中點擊HFSS>Boundaries>Assign>Radiation，在彈出的對話框中點擊OK結(jié)束。圖27：設(shè)置輻射邊界條件8、為該問題設(shè)置求解頻率及掃頻范圍(1)設(shè)置求解頻率在菜單欄中點擊HFSS>AnalysisSetup>AddSolutionSetup。在求解設(shè)置窗口中作如下設(shè)置：SolutionFrequency:2.4GHz；MaximumNumbersofPasses：6；MaximumDeltaSperPass：0.02；點擊OK按鈕。⑵設(shè)置掃頻在菜單欄中點擊HFSS>AnalysisSetup>AddSweep。選擇Setup1,點擊OK。在掃頻設(shè)置窗口中作如下設(shè)置：SweepType：Fast；FrequencySetupType:LinearCount；Start：2GHz；Stop：2.8GMHz；Count:501。將SaveField復(fù)選框選中，點擊OK按鈕。圖28：設(shè)置求解頻率9、優(yōu)化仿真經(jīng)過計算，影響中心頻率和帶寬的決定因素是矩形的長度，所以在優(yōu)化方案中，對變量l進行優(yōu)化圖29：頻率特性從圖中可以看出，l在5mm?6mm兩條曲線較接近設(shè)計要求，在這個范圍內(nèi)再進行優(yōu)化仿真。圖30:優(yōu)