超寬帶交指濾波器的設(shè)計仿真（1.5-3.3GHz）
微波濾波器在通信系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，今天主要跟大家分享如何設(shè)計一款相對帶寬比在75%的腔體濾波器。主要利用HFSS的場仿真，結(jié)合參數(shù)提取方法帶入Designer中進行電路仿真，最后整體仿真出可實際加工的一款濾波器，在射頻電路中有著很多實際應(yīng)用。
設(shè)計目標：
-Center Frequency：2400MHz
-Bandwidth: 1800MHz
-Rejection: >50dB@ 1000MHz, >50dB@ 3800MHz
-Insertion Loss: 0.5dB max
-Return Loss: >11dB
-Power Handling: 50W max
設(shè)計思路：
1、利用輔助軟件分析設(shè)計目標以確定級數(shù)，我們常用CoupleFil來確定腔體級數(shù)及提取耦合參數(shù)，但這款濾波器由于相對帶寬比為75%，如若再使用CoupleFil來查看波形，波形不具有參考性，這里我們使用Designer中濾波器自動仿真軟件來分析設(shè)計指標。
2、HFSS里仿真單腔，確定諧振桿高度及Q值。
3、在HFSS里仿真抽頭高度，以確定輸出諧振桿高度及確定輸出時延。
4、依據(jù)耦合參數(shù)，建模仿真諧振桿的間距。
5、導(dǎo)入Designer中驗證。
設(shè)計步驟：
1、在Designer里分析設(shè)計指標可得，采用11級就可以滿足設(shè)計指標，如下圖：
級數(shù)為11階時濾波器的響應(yīng)
但我們還需要帶入到CoupleFil中提取耦合系數(shù)，雖然CoupleFil中濾波器的響應(yīng)曲線不具體參考性，但是耦合系數(shù)是沒有任何問題的。
耦合系數(shù)值為：
MS,1 = 0.7523315477
M1,2 = 0.6196066011
M2,3 = 0.4398822503
M3,4 = 0.4083297056
M4,5 = 0.398050244
M5,6 = 0.3944810445
M6,7 = 0.3944810445
M7,8 = 0.398050244
M8,9 = 0.4083297056
M9,10 = 0.4398822503
M10,11 = 0.6196066011
2、在HFSS里仿真單腔，以確定諧振桿的高度，仿真可確定腔體高度為20mm，這里我們代入計算諧振桿值。
調(diào)整諧振桿的高度以使諧振頻率在2.4GHz處，諧振桿高度為19.5mm。
3、濾波器工作頻率為1.5-3.3GHz，帶寬為1.8GHz，輸出時延為0.35ns。依據(jù)時延值，我們建立模型調(diào)整諧振的高度以使用中心在2.4GHz處諧振，調(diào)整抽頭高度以使時延值為0.35ns。
確定時延的模型
4、依據(jù)步驟1提取的耦合系數(shù)，建模仿真得出諧振桿的間距。
5、所有步驟完成后，我們還需要建立整體模型以驗證準確性。
初步仿真后得到一個初步的波形：
可以看出濾波器的響應(yīng)曲線不怎么好，這時就需要調(diào)整諧振桿調(diào)試以使頻率在1.5-3.3GHz，然后使回波能有-11dB。
這里設(shè)置自動優(yōu)化，設(shè)置目標如下：
－ｄＢ（Ｓ１１）＜－１１ｄＢ＠１．５－３．３ＧＨｚ
優(yōu)化后的波形如下：
總結(jié):
1、交指濾波器在實現(xiàn)超寬帶濾波器時具體較高優(yōu)勢。
2、最后仿真波形看出，此方法的正確性。
3、缺點就是建立整體模型時比較費時間。
