交叉耦合濾波器設計畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-06-23 15:57本頁面
【正文】 率為400MHz。注意這兩個變量是互相影響的。工程中，我們采用本征模式分析，可以得到其400MHz附近的兩個本征頻率，一個對應電壁的情況，另一個對應磁壁。此時，設這兩個頻率為f1和f2，我們有其中，f0為中心頻率400MHz，M23為腔間耦合量，即前面得到的理論值。 下面我們來設定f0和M23，在工程窗口中Results項上單擊右鍵，選擇Output Variables（）。在Output Variables窗口中，先確定本征頻率f01，其為Mode（1）的值，由于前面設定僅得到頻率的實部，無需再對其進行運算。單擊Insert Quantity Into Express將其插入表達式窗口，如圖。再單擊Add鍵，將f01表達式加入變量表（）。同樣得到模式2的頻率f02，中心頻率f0，耦合量M23，注意f0和M23是由f01和f02計算得到，其表達式直接在表達式窗口中輸入即可。 設定輸出變量 加入變量f01 設定M23，f0等變量6 參數掃描為了提高優(yōu)化的效率，我們首先通過參數掃描的方法觀察參數變化曲線以確定一個比較接近的優(yōu)化初始值。在工程窗口中選擇Optimetics選項，加入一個參數掃描Parametric。點擊Setup Sweep Analysis窗口中的Add鍵，加入變量W23和L2的變化值。 開始設定參數掃描 設定參數掃描（a） 設定參數掃描（b）計算參數掃描，可見L2與諧振頻率，W23與耦合量約成線性關系，可以很容易的確定一組合適的初值用于優(yōu)化。 參數掃描得到的f0～L2，M23～W23的關系（a） 參數掃描得到的f0～L2，M23～W23的關系（b）7 參數優(yōu)化通過優(yōu)化的方法確定W23和L2的值，優(yōu)化的目標就是使f0和M23得到理想值。我們首先將W23和L2設定為優(yōu)化變量，在工程窗口中工程名字上點擊右鍵，在彈出菜單中選擇Project Variables。在接下來的彈出窗口的Optimization頁中，變量W23和L2前面打勾，確認其為優(yōu)化變量。 查看和修改參數屬性 選擇優(yōu)化變量再設定代價函數的值，代價函數也就是f0與M23與其理論值的差距，我們同樣在Output Variables窗口中設定。 設定代價函數在工程窗口Optimetrics項上單擊右鍵，選擇Add，Optimization加入一個優(yōu)化。 加入一個優(yōu)化在Setup Optimization窗口中，選擇代價函數，并指定優(yōu)化條件，必要的時候還可以修正權值。 優(yōu)化設置 至此，子工程1已經建立完成，計算得到L2和W23的值即可。（2）子工程2子工程2在前面的基礎上，保持3個耦合窗口不變，確定1腔和4腔之間的耦合窗口寬度W14，耦合圓盤的直徑D和腔內導體的高度L1?！詈铣銮惑w的直導線是一般同軸電纜的尺寸，特性阻抗50歐姆。此處需要優(yōu)化到理論值的是諧振頻率f0，耦合量M14和有載Q值QL，其中諧振頻率和耦合量與前面相同，有載Q值的計算公式為：其中，為取其實部，為取其虛部，為Ansoft得到的本征頻率。顯然的，該工程中我們同時應用到本征頻率的實部和虛部。 子工程2大部分的操作前面都已經講過，下面論述如何加入PML邊界。由于該項目仍然是本征模式分析，同軸線端口相當于接匹配負載，這里用PML邊界完成。旋狀并放大模型的局部，直到可以很容易的選取同軸線的端口。選擇同軸線端口，在快捷菜單中將選擇項該為Face以選定表面，然后單擊選擇同軸線端面。 旋轉放大到同軸線端口 選定同軸線端面單擊右鍵，選擇進入PML Setup Wizard。 進入PML設定根據PML Setup Wizard的提示，一步一步完成PML的設定。首先選擇PML的厚度（），根據計算波長和經驗選取即可；然后選定是自由空間或者導波系統(tǒng)，此處是導波系統(tǒng)，并確定最小的傳播常數輸入（）；檢查輸入的參數，無誤后確定（）。 PML設定第一頁，設定PML厚度 PML設定第二頁，設定PML最小波常數（導波系統(tǒng)） PML設定第三頁，查看設定（3）子工程3子工程3是為了修正腔1和腔2之間耦合窗口的大小，前面都是設其等于腔2和腔3之間的耦合，現在對其進行修正。建立該工程所需的操作前面都已論述，此處不再重復。 子工程3整體仿真通過前面的三個子工程，我們得到了濾波器所需要的各個物理參量，據此可以得到濾波器的整體模型并仿真。需要說明的是，前面的子工程都是在考慮主要因素的情況下確定的物理參量，其和最優(yōu)解存在誤差，整合起來后得到響應波形與理論上有誤差。該誤差可以通過對整體模型的進一步修正減小或消除。，其與理論波形吻合較好。 整體濾波器模型 濾波器濾波波形第五章 結語交叉耦合濾波器在現代通信領域中應用越來越廣泛，而由于其結構相對復雜，采用傳統(tǒng)的方法設計調試費時費力，有相當的困難。采用Ansoft軟件可以對其結構進行仿真設計，大大加快了設計和調試的效率，節(jié)約的成本。使用Ansoft軟件分析設計該形式的濾波器是非常有效的。同時，我們詳細的給出了交叉耦合濾波器的設計理論和一個Ansoft軟件設計4腔準橢圓函數交叉耦合濾波器的實例，可以對該形式濾波器的設計有清楚的認識和了解
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