矩形波导E面滤波器参数性能分析

微带低通滤波器的设计

微带低通滤波器的设计 朱晶晶 摘要：本文通过对国内外文献的查看和整理，对课题的研究意义及滤波器目前的发展现状做了阐述，然后介绍了微带线的基本理论,以及滤波器的基本结构，归纳了微带滤波器的作用和特点。之后对一个七阶微带低通滤波器进行了详细的研究，最后利用三维电磁场仿真软件ANSYS HFSS 进行仿真验证，经过反复调试，结果显示满足预期的性能指标。 关键字：微带线；低通滤波器；HFSS Abstract:View and finishing this article through to the domestic and foreign literature, the research significance and the filter to the current development status of, and then introduces the basic theory of microstrip line, and the basic structure of the filter, summarizes the function and characteristics of microstrip filter.After a seven step microstrip low-pass filter has carried on the detailed research, the use of 3 d electromagnetic field simulation software ANSYS HFSS simulation verification, after repeated testing, the results show that meet the expected performance index. Key word: microstrip line; low-pass filter; HFSS 1.引言 随着无线通信技术的快速发展，微波滤波器已经被广泛应用于各种通信系统，如卫星通信、微波中继通信、军事电子对抗、毫米波通信、以及微波导航等多种领域，并对微波滤波器的要求也越来越高。滤波器是一种重要的微波通信器件，它具有划分信道、筛选信号的功能，是一种二端口网络。整个通信系统的性能指标直接受它的性能优劣的影响[1]。主要技术指标要求有高阻带抑制、低通带插损、高功率、宽频带和带内平坦群时延等。同时，体积、成本、设计时间也是用户较为关心的话题。滤波器已经成为许多设计问题的关键，微带滤波器的设计技术是无线通信系统中的关键技术。传统方法设计出来的滤波器结构尺寸都比较大，在性能指标上也存在一定程度上的局限性，往往不能够满足现代无线通信系统的要求。目前，微带低通滤波器具有高性能、尺寸较小、易于集成、易于加工等优点因而得到了广泛的应用。 本论文以切比雪夫低通滤波器的研究作为实例，设计出一款七阶的微带低通滤波器，要求符合现代个人移动通信系统多需求的射频产品，覆盖一定的通信频率范围，使之掌握工程开发的相关步骤以及当前技术发展与需求。 2. 微带线的基本理论与参数 ε和导线厚度t、基板的介质损耗角正切函数，接地板和导线所用的金属 (1) 基板参数[2]：基板高度h、基板相对介电常数 r 通常为铜、银、铝。 (2) 电特性参数：特性阻抗、工作频率和波长、波导波长和电长度。 (3) 微带线参数：宽度W、长度L 和微带线单位长度衰减的量AdB。微带线的基本结构如1所示。 （a）结构示意图（b）横截面示意图 图1 微带线结构图 微带滤波器的参数： (1) 带宽 带宽指信号所占据的频带宽度，在被用来描述信道时，带宽是指能够有最大频带宽度。带宽在信息论、无线电、通信、信号处理和波谱学等领域都是一个核心概念。 (2) 带外衰减 由于要抑制无用信号，因此越大的带外衰减特性就越好，此项指标一般取通带外与截止频率为一定比值的某点频率的衰减值[3]。 (3) 通带插损 由于网络端口和元件自身损耗的不良匹配会造成一些能量损耗，造成在通带内引入的噪声过高以至于有用信号通过系统后产生信号失真，为了解决通信系统的这方面问题，就用插损IL 来表示滤波器的损耗特性。 (4) 带内驻波 滤波器的输入端口和输出端口与外加阻抗匹配的程度由带内驻波表示。驻波越小则说明匹配越好，反过来，则不然。 3. 运用HFSS 软件进行设计模拟仿真 3.1 微带低通滤波器的设计参数 滤波器工作频段：f1 =10MHz—f2=2500MHz =0.1dB 滤波器通带衰减：L Ar 滤波器带外抑制：在3500～5000MHz 的频率之间有35dB 的衰减 滤波器输入、输出端微带线特性阻抗：Z0=50 ε=3.66mm，h=0.508mm，t=0.004 所选介质基板指标为： r 可以计算得到7 阶切比雪夫低通滤波电路各微带传输线的结构参数[4-5]得到各尺寸如表1所示：

HFSS三腔矩形波导滤波器的仿真经验

以一个三腔矩形波导滤波器的仿真为例，我得到以下仿真经验： 1。当计算出结构尺寸的时候，包括膜片间距和每个腔体的长度，要开始建立3D模型的时候，不必着急，现将这些数据进行一下预处理，腔体长度进行预缩短，最多不要超过0.03，膜片间距进行预加长，最多不要超过0.07。 这些数字可能打了也可能小了，按你仿真出来的曲线进行细致调节！我主要针对S21曲线的特点进行细致调节。 2。如果通频带内有较大的波纹（超过最小插入损耗），那么一定要扩大内侧腔（同时缩短了外侧腔，这没有关系，正是需要），必要时同时减小外侧腔缩小的程度。 3。大量数据表明： 内侧膜间距变小—〉频带右移，通频带左侧波纹变小，右侧变大； 外侧膜间距变大--〉频带左移，通频带左侧波纹变小，右侧变大； 以上变化，相对而言，通频带左侧波纹变化特别大。 因此如果通频带有偏移或者通频带左侧波纹太大，可以调整膜片间距，适当的调整并不会导致右侧波纹大过最小插入损耗。 4。如果S11的曲线比较对称美观，说明调整的方向大致是对的，可以继续。 5。如果S21曲线右侧带外抑制不足的时候（一般高端都不容易实现抑制，低端一般从一开始仿真就是对的），可增大外侧膜片间距，减小内侧膜片间距，一般得到的最后结果膜片尺寸是对称的，为方便生产也应尽量使其对称，即在改变间距的时候要对称地改。 此外，刚开始接触滤波器设计仿真的我还在实践中得到几条结论： 1。S11的最大值是由给定的波纹决定的。 2。S11的最大值、S21曲线的平滑程度和右侧带外抑制这三者之间有互相牵制的关系，仿真的时候不可能同时达到比较好的程度，只能尽量让这三者在符合要求的同时更好。 S11的最大值可单侧达到很好，但这样的话另一侧肯定很差。S11也可以整体达到比较理想的程度，但是这时高端抑制必然不足。

金属同轴腔滤波器设计要点

金属同轴腔滤波器设计 摘要 近年来，随着移动通信、导航技术和电子对抗的快速发展，对现有微波元器件的需求和性能的改进都提出了很高的要求。同轴腔体带通滤波器作为微波带通滤波器中应用最广的一种滤波器，具有功率容量大、插入损耗低、寄生通带远等特点,在现代无线通信、数字电视广播、卫星导航、遥测遥感和雷达等系统中得到了广泛的应用。 本文对同轴腔体带通滤波器做了详细的分析，分析讨论了同轴谐振腔的电磁特性，主要包括谐振频率、谐振腔的耦合结构和外部品质因数等。利用响应函数得到腔体之间的耦合系数。应用三维全波仿真软件,分析了腔体结构参数与耦合系数和耦合窗的关系。最后论文给出了同轴腔滤波器设计实例，测试结果性能良好，符合设计指标要求。 关键词：微波滤波器带通滤波器同轴谐振腔全波仿真分析 1

ABSTRACT With the rapid development of mobile communication system, the quality of microwave components is becoming more and more important. As a microwave band-pass filter, coaxial cavity filter is widely applied in modern wireless communication and radar systems, for its high power capacity, low insertion loss and far spurious pass-band. Based on the research of coaxial filter, the electromagnetic properties of coaxial cavity resonator are proposed in the paper, including resonant frequency, coupling structure and external Q of the cavities. The coupling coefficient of filter can be getting by utilizing response function. The width of coupling windows and in-put/out-put coupling lines are acquired by full wave simulation and optimization. At last, a coaxial cavity filter is designed and measured, which has perfect performances and is satisfied with the technical specifications. Key Words: microwave filter band-pass filter coaxial resonator full wave simulation

模式匹配法分析波导滤波器

Ka波段波导H面膜片滤波器的MMM分析 学号：XS13042008 ：田遥岭

摘要 在平时的微波滤波器分析与设计中，很多时候都是直接使用电磁仿真软件直接仿真，但是由于数值解法的先天性缺陷，我们在仿真时可能会花相当长的时间运行仿真程序。对于一些滤波器的设计人员而言，这个缺点也是相当明显的。尤其是当滤波器阶数多了以后，电磁软件的运行时间将会相当长。 本文主要是对一定尺寸的矩形波导，通过理论分析和程序仿真研究具有一定尺寸的矩形波导滤波器的滤波特性。 按照要求，本文将对a=22.86mm、b=10.16mm的矩形波导进行具体的研究讨论：首先选定的频率围Ka波段；利用模式匹配法分析这种结构，较快速的得到这种结构的滤波特性，并与HFSS中相同结构的矩形波导滤波器的仿真结果进行比较。 通过上述的分析，将会掌握另一种较为精确的滤波器分析方法。 引言 一般来讲，微波元器件的设计先用包括等效电感的等效电路进行初步设计，在用比较严格的方法，比如模式匹配法或其他数值方法进行分析验证和优化。下面就将介绍用MMM法分析矩形波导滤波器的响应理论推导及仿真过程。

理论推导 对于对称的H 面波导阶梯如下图，其模式匹配法分析不连续性两边的场的过程如下： （1）首先进行模式分析： 当TE10模入射时，由于TE10模只有Ey 分量、无Ex 分量，而且阶梯在y 方向是均匀的，即不会激励出Ex 模式。由阶梯处的边界条件可知：在阶梯处将会激励出TEm0模式。又由于此阶梯的对称性，可由阶梯两边场模式的对称性得激励模式为21,0m TE 。 （2）模式展开： 由于场的展开方式与非对称H 面阶梯中场的推导过程相同，故可以直接给出 I 区和II 区的横向场分布： I 区的场分布为：

小型化基片集成波导滤波器研究进展

? 36 ? ELECTRONICS WORLD ?探索与观察 小型化基片集成波导滤波器 研究进展 武警工程大学信息工程学院 张怿成 刘方毅 孟志豪 综述了基片集成波导滤波器小型化研究现状。首先介绍了基片集成波导谐振器的基础理论，其次总结了基片集成波导谐振器小型化的实现方法和存在不足，最后对未来的发展趋势进行了展望。 引言：基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW ）滤波器是一种新型结构器件，既具备了传统金属波导高品质因数、高功率等优点，又兼容了微带滤波器结构体积小、易集成的特点，在当今频谱环境日益紧张的通信系统中具有很高的研究和应用价值。小型化基片集成波导滤波器有利于减少射频前端的体积，且便于和天线、功分器等微波器件相集成，是国内外学者研究的热点方向。本文阐述了SIW 滤波器小型化的相关理论，介绍了其研究现状和发展趋势。1 基片集成波导基础理论 一般结构的SIW 谐振腔由金属层和介质层构成，腔体边缘周期性排列的的金属过孔可以等效为传统金属波导的侧壁，介质层通常选用Rogers RT/duroid 5880等材料，其结构如图1 所示： 图1 基片集成波导模型 2005年，FengXu 在[Xu F,Wu K.Guided-wave and leakage characteristics of substrate integrated waveguide[J].IEEE Trans-actions on Microwave Theory & Techniques,2005,53(1):66-73] 中给出了基片集成波导与金属波导的等效关系式： (1) 且SIW 谐振器的谐振频率可由下式确定： (2) 其中m=1,2,3…, p=1,2,3…, ε为相对介电常数， μ为相对磁导率。 2 基片集成波导滤波器小型化方式SIW 滤波器的小型化技术可以分为三个方面：模切割 技术、多层折叠技术、加载技术。 2.1 基于模切割技术的SIW小型化 2005年，东南大学的洪伟教授在论文[Hong W,Liu B,Wang Y,et al.Half Mode Substrate Integrated Waveguide:A New Guided Wave Structure for Microwave and Millimeter Wave Application[C]//Joint,International Conference on Infra-red Millimeter Waves and,International Conference on Teraherz Electronics,2006.Irmmw-Thz.IEEE,2007:219-219]中提出了将全模SIW 沿中心线进行切割形成HMSIW ，其切口可等效于虚拟磁壁，既保留了前者的波导特性，又缩小了一半体积，其结构和场分布如图2 所示。 图2 半模SIW谐振腔 随后，国内外学者对 模SIW 不断进行优化，实现 了模SIW 、模SIW 等结构。然而，切割技术在减小SIW 谐振器体积的体系也降低了其品质因数等特性，因为切割 出开放的边界造成了微小的辐射泄露[Bozzi M,Tomassoni C,Perregrini L.Miniaturization of substrate integrated wave-

RF陶瓷波导滤波器

革命性的RF陶瓷波导滤波器，用于下一代通信系统 (2014-06-09 13:40:54) 市场预测，到了2017年，无线设备，如智能手机、平板电脑、和移动电脑等需求的信息流量（数据、视频、语音）将有十倍的增长要求。随着信息量的增大，对于网络传输系统的带宽、容量，提出了新的要求。 无线通讯系统，通过让几个大功率服务基站覆盖大面积的区域，通过应用一些小的基站，这些大功率基站可以服务于很大的区域。这些小的基站，仅仅服务一个很小的区域，经过组合在一起的时候，他们提供一定的覆盖范围，同时增加了通讯能力。 空气式腔体滤波器已为这种宏单元拓扑结构提供了整体优越的性能和信息处理能力而成为首选。然而，空气式腔体滤波器体积大、笨重、昂贵，不适合小单元（small-cell）应用。工程师需要提供一个解决方案，能够提供高性能的解决方案，例如在空间和成本之间提供最优化的选择。MAGVENTION通过提供一种陶瓷波导滤波器，提出一种解决方案。 MAGVENTION陶瓷波导技术，采用了其专利结构技术以及高性能的陶瓷机密配方。它提供了一种滤波方法，满足了市场所需要的低成本、小体积和高的电气性能。它提供小于2.5dB的插入损耗，隔离度最大可达到-80 dB，低互调（Passive Intermodulation ，PIM）平均水平为-110 dBm。 特性值： ? Band Pass Filter UMTS Bands 1、2、4、7、25 ? Average Power: ~ 50 Watt

? Peak Power: 大于500 Watt ? High Q Factor: 30% ? Low Insertion Loss: < 1.5 dB ? Sharp Rejection Points: Up to -80 dB ? Excellent PIM Levels: -110 dBm typical 63.5 x 38.1 x 12.7mm

矩形管规格重量表

矩形管是一种中空的长条钢材，大量用作输送流体的管道之一，正因为具有独特的性能及优势，被很多终端用户所信赖。下面由矩形管厂家蚌埠市中海阀门管道有限公司为您介绍下矩形管的相关维护知识，希望能给您带来帮助。 矩形管被大量的运用到各个方面如建筑、机械制造、钢铁建设项目、造船、太阳能发电支架、钢结构工程、电力工程、电厂、农业和化学机械、玻璃幕墙、汽车底盘、机场石油、天燃气、水、煤气、蒸气等，另外，在弯曲、抗扭强度相同时，重量较轻，所以也广泛用于制造机械零件和工程结构。而且还常用作生产各种常规武器、枪管、炮弹等。

矩形管规格目前有500X300X8.0--12.0mm矩形管；450X250X6.0--12.0mm矩形管；400X300X6.0--12.0mm矩形管；400X200X6.0--12.0mm矩形管；350X250X6.0--12.0mm矩形管；350X150X6.0--12.0mm矩形管；300X200X6.0--12.0mm矩形管；300X150X6.0--12.0mm矩形管；300X100X4.0--10.0mm矩形管；280X180X4.0--10.0mm矩形管；250X150X4.0--10.0mm矩形管；250X100X4.0--10.0mm矩形管；200X150X4.0--10.0mm矩形管；200X100X4.0--10.0mm矩形管；200X95X4.0--10.0mm 矩形管；160X80X4.0--10.0mm矩形管；150X100X3.0--10.0mm矩形管；150X90X3.0--10.0mm矩形管；150X75X3.0--8.0mm矩形管；140X80X3.0--10.0mm矩形管120X100X3.0--10.0mm矩形管；120X80X2.0--8.0mm矩形管；120X60X2.0--5.0mm矩形管；120X50X2.0--5.0mm矩形管；120X40X2.0--4.0mm矩形管；100X80X2.0--8.0mm矩形管；100X60X2.0--5.0mm矩形管；100X50X1.0--5.0mm矩形管；100X40X2.0--3.0mm矩形管；90X60X2.0--4.0mm矩形管；80X60X1.4--4.0mm矩形管；80X50X1.2--3.0mm矩形管；80X40X0.9--4.0mm矩形管。

滤波器设计[经典]

引言 滤波器是一种二端口网络。它具有选择频率的特性，即可以让某些频率顺利通过，而对其它频率则加以阻拦，目前由于在雷达、微波、通讯等部门，多频率工作越来越普遍，对分隔频率的要求也相应提高；所以需用大量的滤波器。再则，微波固体器件的应用对滤波器的发展也有推动作用，像参数放大器、微波固体倍频器、微波固体混频器等一类器件都是多频率工作的，都需用相应的滤波器。更何况，随着集成电路的迅速发展，近几年来，电子电路的构成完全改变了，电子设备日趋小型化。原来为处理模拟信号所不可缺少的LC型滤波器，在低频部分，将逐渐为有源滤波器和陶瓷滤波器所替代。在高频部分也出现了许多新型的滤波器，例如：螺旋振子滤波器、微带滤波器、交指型滤波器等等。虽然它们的设计方法各有自己的特殊之点，但是这些设计方法仍是以低频“综合法滤波器设计”为基础，再从中演变而成，我们要讲的波导滤波器就是一例。 通过这部分内容的学习，希望大家对复变函数在滤波器综合中的应用有所了解。同时也向大家说明：即使初看起来一件简单事情或一个简单的器件，当你深入地去研究它时，就会有许多意想不到的问题出现，解决这些问题并把它用数学形式来表示，这就是我们的任务。谁对事物研究得越深，谁能提出的问题就越多，或者也可以说谁能解决的问题就越多，微波滤波器的实例就能很好的说明这个情况。我们把整个

问题不断地“化整为零”，然后逐个地加以解决，最后再把它们合在一起，也就解决了大问题。这讲义还没有对各个问题都进行详细分析，由此可知提出问题的重要性。希望大家都来试试。 §1-1 滤波器的基本概念 图 1 图1 的虚线方框里面是一个由电抗元件L 和C 组成的两端口。它的输入端1-1'与电源相接，其电动势为Eg，内阻为R1。二端口网络的输出端2－2' 与负载R2相接，当电源的频率为零（直流）或较低时，感抗jωL很小，负载R2两端的电压降E2比较大（当然这也就是说负载R2可以得到比较大的功率）。 但是，当电流的频率很高时，一方面感抗jωL变得很大，另一方面容抗－j/ωC却很小，电感L上有一个很大的压降，电容C又几乎把R2短路，所以，纵然电源的电动势Eg保持不变，负载R2两端的压降 E2也接近于零。换句话说，R2不能从电源取得多少功率。网络会让低频信号顺利通过，到达R2，但阻拦了高频信号，使R2不受它们的作用，那些被网络A（或其他滤波器）顺利通过的频率构成一个“通

矩形管规格表

矩形管规格表 产品规格及型号材质仓库厂家矩形管 10*20*1.0-2.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 20*25*0.7-3.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 10*30*0.7-3.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 20*40*0.8-4.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 30*50*1.0-5.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 30*60*1.5-6.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 50*70*1.5-6.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 50*80*3.0-6.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 60*80*2.0-6.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 60*90*3.0-6.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 100*200*3.0-12.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 120*240*3.0-12.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 140*200*3.0-14.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 150*100*4.0-14.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 160*100*4.0-14.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 180*100*4.0-14.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 200*250*4.0-16.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 250*300*4.0-16.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 300*350*5.0-16.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 350*250*6.0-16.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 400*200*8.0-16.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 500*300*8.0-18.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 125*250*3.0-12.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 200*500*8.0-16.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 200*300*3.0-14.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 80*140*3.0-8.0 Q235B 神傲总厂上海神傲矩形管 60*140*3.0-6.0 Q235B 神傲总厂上海神傲

矩管规格表

矩形钢管规格： 10*20*0.6~1.5 14*21*0.6~1.5 15*30*1.5~1.5 15*38*0.6~1.5 20*30*0.6~2.0 20*40*0.8~2.0 20*50*1.0~2.0 22*-35*0.9~2.0 25*40*0.9~3.75 25*65*1.0~2.0 30*40*1.0~3.75 30*45*1.0~3.75 30*50*1.0~4.0 30*60*1.0~4.5 40*50*1.0~4.5 40*60*1.0~5.0 40*80*1.5~5.0 40*100*2.0~5.0 50*60*2.0~5.0 50*80*2.0~5.0 50*100*2.0~8.0 60*80*2.0~6.0 80*100*2.0~8.0 120*60*2.5~10.0 120*80*2.5~10.0 150*100*2.5~12.0 180*150*2.5~12.0 200*100*4~12.0 200*150*4~12.0 250*150*6~12.0 250*100*6~12.0 250*200*6~12.0 300*150*6~12.0 300*200*6~12.0 300*250*6~12.0 400*250*8~12.0 400*300*8~12.0 450*200*8~12.0 450*250*8~12.0 400*350*8~12.0 500*200*10~12.0 500*250*10~12.0 500*300*10~12.0 500*350*10~12.0 500*400*10~12.0 500*450*10~12.0 方钢管规格

矩形钢管规格表

500X300X8.0--12.0mm 450X250X6.0--12.0mm 400X300X6.0--12.0mm 400X200X6.0--12.0mm 350X250X6.0--12.0mm 350X150X6.0--12.0mm 300X200X6.0--12.0mm 300X150X6.0--12.0mm 300X100X4.0--10.0mm 280X180X4.0--10.0mm 250X150X4.0--10.0mm 250X100X4.0--10.0mm 200X150X4.0--10.0mm 200X100X4.0--10.0mm 200X95X4.0--10.0mm 160X80X4.0--10.0mm 150X100X3.0--10.0mm 150X90X3.0--10.0mm 150X75X3.0--8.0mm 140X80X3.0--10.0mm 120X100X3.0--10.0mm 120X80X2.0--8.0mm 120X60X2.0--5.0mm 120X50X2.0--5.0mm 120X40X2.0--4.0mm 100X80X2.0--8.0mm 100X60X2.0--5.0mm 100X50X1.0--5.0mm 100X40X2.0--3.0mm 90X60X2.0--4.0mm 80X60X1.4--4.0mm 80X50X1.2--3.0mm 80X40X0.9--4.0mm 70X50X1.2--4.0mm 70X30X1.5--3.0mm 60X40X0.8--4.0mm 60X30X0.8--3.0mm 50X40X0.8--3.0mm 50X30X0.7--4.0mm 50X25X0.7--3.0mm 50X20X0.7--1.7mm 40X30X0.7--3.0mm 40X25X0.7--2.5mm