AnsoftHFSS进行腔体滤波器设计演示文稿

AnsoftHFSS进行腔体滤波器设计演示文稿目前一页\总数三十四页\编于十点设计目标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。目前二页\总数三十四页\编于十点确定单腔尺寸记录Q值目前三页\总数三十四页\编于十点HFSS作图新建一个设计，命名为“single”目前四页\总数三十四页\编于十点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”目前五页\总数三十四页\编于十点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”目前六页\总数三十四页\编于十点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目前七页\总数三十四页\编于十点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目前八页\总数三十四页\编于十点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目前九页\总数三十四页\编于十点定义材料、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目前十页\总数三十四页\编于十点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图标开始求解目前十一页\总数三十四页\编于十点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目前十二页\总数三十四页\编于十点确定窗口尺寸目前十三页\总数三十四页\编于十点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。目前十四页\总数三十四页\编于十点画第二个单腔使用Edit中的copy和past把第一步中所有的元件复制一份。目前十五页\总数三十四页\编于十点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。目前十六页\总数三十四页\编于十点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”。目前十七页\总数三十四页\编于十点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。目前十八页\总数三十四页\编于十点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目前十九页\总数三十四页\编于十点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。目前二十页\总数三十四页\编于十点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目前二十一页\总数三十四页\编于十点驱动模腔体确定谐波位置目前二十二页\总数三十四页\编于十点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。目前二十三页\总数三十四页\编于十点画抽头轨迹线使用“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”目前二十四页\总数三十四页\编于十点画抽头（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目前二十五页\总数三十四页\编于十点画抽头（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.目前二十六页\总数三十四页\编于十点画端口（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目前二十七页\总数三十四页\编于十点画端口（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。目前二十八页\总数三十四页\编于十点画端口（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”。目前二十九页\总数三十四页\编于十点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。目前三十页\总数三十四页\编于十点仿真结束目前三十一页\总数三十四页\编于十点分析设置在项目管理窗口中如图添加设置目前三十二页\总数三十四页\编于十点扫描设置右键点击“S