Ansoft_HFSS.0进行腔体滤波器设计ppt课件

使用Ansoft HFSS9 0进行腔体滤波器设计 设计目标 1 仿真一个53mm 50mm 65mm的单腔 使其谐振频率在465MHZ 记录无载Q值 2 用凡谷滤波器设计软件查看插损以及带外抑制 并确定各耦合系数 3 仿真该尺寸腔体的窗口大小 使其耦合系数为0 01左右 4 滤波器的谐波仿真 观察该单腔尺寸滤波器的谐波位置 确定单腔尺寸记录Q值 HFSS作图 新建一个设计 命名为 single 画腔体 画一个长方体谐振腔 把各边长度设置为参数 分别初始化为53mm 50mm和65mm命名该谐振腔为 cavity 画谐振杆 从谐振腔底部中心画谐振杆 设置参数 并初始化谐振杆半径为7 5mm 谐振杆高度为63mm命名谐振杆为 resonator 画圆盘 从谐振杆的顶部往下画一个圆盘 设置参数 初始化圆盘半径为15mm 圆盘厚度为 2mm使用unite命令合并谐振杆和圆盘 画谐振杆内孔 从谐振杆的顶部往下画一个内孔 设置参数 初始化谐振杆内径为6 5mm 谐振杆孔深为 50mm使用subtract命令把内孔从谐振杆上减去 画调谐螺杆 从腔体的顶部往下画调谐螺杆 设置参数 初始化调谐螺杆半径为2 5mm 调谐螺杆长度 10mm 定义材料 边界 把cavity定义为空气 resonator和screw定义为银 把cavity定义为FiniteConductivity边界电导率设置为61000000不定义边界则默认为PerfectE HFSS solutiontype中选择求解方式为Eigenmode 仿真设置 右键点击项目窗口中的Analysis 选择Addsolutionsetup 在弹出对话框中做如图设置 点击工具栏上的analyz图标开始求解 查看结果 点击工具栏上的solutiondata图标在弹出的对话框中选择EigenmodeData 可以看到该腔体的主模谐振频率 改变谐振杆尺寸 一直到满足频率要求 使单腔主模谐振频率为465MHZ左右 这里把圆盘半径设置为18 5mm 谐振频率456 81MHZ 无载Q值3744 9 确定窗口尺寸 说明 使用设计软件得出各腔之间耦合系数 用HFSS的耦合双腔模型可以求得两个腔的谐振频率 把谐振频率带入以下公式计算耦合系数Kk 2 f1 f2 f1 f2 或者使用工作站中matlab里计算程序计算耦合系数K值 在这一部分讲到如何使用HFSS计算窗口大小使其耦合系数为0 01左右 画第二个单腔 使用Edit中的copy和past把第一步中所有的元件复制一份 移动第二个单腔位置 使用MOVE命令把所复制的元件沿y轴移动 腔体 y 窗口厚度 的距离 其中窗口厚度初始化为4mm 画窗口 画一个长方体 起始坐标定为 0 腔体 y 窗口高度 窗口高度初始值0mmXsize为 窗口大小 初始化值20mm Ysize为 窗口厚度 Zsize为 腔体 z 窗口高度 合并腔体 把窗口命名为 window 定义材料为空气使用unit命令把前面画的两个单腔和窗口合并 得到如图的一个耦合腔体 画耦合螺杆 画一个圆柱体 起始坐标为 窗口大小 2 腔体厚度 2 腔体 z Radios为 耦合螺杆半径 初始值2 5mmHeight为 耦合螺杆长度 初始值 10mm 定义材料开始运算 把腔体材料定义为空气 其余材料全部为理想导体 这时候不需要考虑腔体的无载Q值 在项目管理窗口中把 setup1 中的 Numberof 由1改为2边界改为PerfectE 开始运算 查看结果计算耦合系数 在solutiondata中查看结果 把求得的两个频率带入耦合系数公式k 2 f1 f2 f1 f2 0 004487如此 改变窗口大小或者耦合螺杆参数直到耦合系数满足要求 这就是窗口大小的确定方法 驱动模腔体确定谐波位置 说明 确定谐波的时候如果只用一个腔体则结果与实际情况相差较大 我们常用2个耦合的腔体来确定谐波位置 因为飞杆的影响 用这种方法得出的结果只能近似的模拟谐波 当飞杆对谐波影响很大时这种方法就不适用了 这种情况较少发生 画抽头轨迹线 使用 DrawLine 命令画抽头轨迹线第一个点坐标 腔体 x 2 抽头位置 0 抽头位置初始化为10mm 第二个点坐标 腔体 x 2 抽头位置 抽头高度 抽头高度初始化为35mm 第三个点坐标 腔体 x 2 0 抽头高度 画抽头 一 在xz平面画圆 中心点为 腔体 x 2 0 抽头高度 半径为 抽头半径 初始化值为1mm 画抽头 二 同时选定圆和轨迹线 右键点击它们 在弹出菜单中选择Edit Sweep AlonePath 画端口 一 画一个圆柱体 中心坐标 腔体 x 2 0 抽头高度 半径为 抽头半径 长度为 端口长度 初始化为 10mm 画端口 二 画一个圆柱体 中心坐标 腔体 x 2 0 抽头高度 半径为 端口半径 长度为 端口长度 端口半径初始化为2 3mm 保证端口50ohms 把大圆柱减去小圆柱 剩下部分的定义材料为空气 画端口 三 把已经画好的抽头和端口复制一份 使用 Mirrow 命令 把复制品镜像到另一边 第一个镜像点为 0 腔体 y 窗口厚度 0 第二镜像点 0 1 0 定义端口 把求解模式改为 DrivenModal 在 S 下拉菜单中把 object 改为 face 选中port1的端面 右键点击如图选择端口用同样的方法定义另外一个端口 仿真结束 分析设置 在项目管理窗口中如图添加设置 扫描设置 右键点击 Setup1 选择 AddSweep 如图输入扫描参数 点击Di