交叉耦合濾波器設(shè)計(jì)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(gè)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(gè)本征頻率，一個(gè)對應(yīng)電壁的情況，另一個(gè)對應(yīng)磁壁。此時(shí)，設(shè)這兩個(gè)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(shè)定f0和M23，在工程窗口中Results項(xiàng)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(shè)定僅得到頻率的實(shí)部，無需再對其進(jìn)行運(yùn)算。單擊Insert Quantity Into Express將其插入表達(dá)式窗口，如圖。再單擊Add鍵，將f01表達(dá)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(jì)算得到，其表達(dá)式直接在表達(dá)式窗口中輸入即可。 設(shè)定輸出變量 加入變量f01 設(shè)定M23，f0等變量6 參數(shù)掃描為了提高優(yōu)化的效率，我們首先通過參數(shù)掃描的方法觀察參數(shù)變化曲線以確定一個(gè)比較接近的優(yōu)化初始值。在工程窗口中選擇Optimetics選項(xiàng)，加入一個(gè)參數(shù)掃描Parametric。點(diǎn)擊Setup Sweep Analysis窗口中的Add鍵，加入變量W23和L2的變化值。 開始設(shè)定參數(shù)掃描 設(shè)定參數(shù)掃描（a） 設(shè)定參數(shù)掃描（b）計(jì)算參數(shù)掃描，可見L2與諧振頻率，W23與耦合量約成線性關(guān)系，可以很容易的確定一組合適的初值用于優(yōu)化。 參數(shù)掃描得到的f0～L2，M23～W23的關(guān)系（a） 參數(shù)掃描得到的f0～L2，M23～W23的關(guān)系（b）7 參數(shù)優(yōu)化通過優(yōu)化的方法確定W23和L2的值，優(yōu)化的目標(biāo)就是使f0和M23得到理想值。我們首先將W23和L2設(shè)定為優(yōu)化變量，在工程窗口中工程名字上點(diǎn)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(rèn)其為優(yōu)化變量。 查看和修改參數(shù)屬性 選擇優(yōu)化變量再設(shè)定代價(jià)函數(shù)的值，代價(jià)函數(shù)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(shè)定。 設(shè)定代價(jià)函數(shù)在工程窗口Optimetrics項(xiàng)上單擊右鍵，選擇Add，Optimization加入一個(gè)優(yōu)化。 加入一個(gè)優(yōu)化在Setup Optimization窗口中，選擇代價(jià)函數(shù)，并指定優(yōu)化條件，必要的時(shí)候還可以修正權(quán)值。 優(yōu)化設(shè)置 至此，子工程1已經(jīng)建立完成，計(jì)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(chǔ)上，保持3個(gè)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(nèi)導(dǎo)體的高度L1?！詈铣銮惑w的直導(dǎo)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(jì)算公式為：其中，為取其實(shí)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(shí)應(yīng)用到本征頻率的實(shí)部和虛部。 子工程2大部分的操作前面都已經(jīng)講過，下面論述如何加入PML邊界。由于該項(xiàng)目仍然是本征模式分析，同軸線端口相當(dāng)于接匹配負(fù)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(xiàng)該為Face以選定表面，然后單擊選擇同軸線端面。 旋轉(zhuǎn)放大到同軸線端口 選定同軸線端面單擊右鍵，選擇進(jìn)入PML Setup Wizard。 進(jìn)入PML設(shè)定根據(jù)PML Setup Wizard的提示，一步一步完成PML的設(shè)定。首先選擇PML的厚度（），根據(jù)計(jì)算波長和經(jīng)驗(yàn)選取即可；然后選定是自由空間或者導(dǎo)波系統(tǒng)，此處是導(dǎo)波系統(tǒng)，并確定最小的傳播常數(shù)輸入（）；檢查輸入的參數(shù)，無誤后確定（）。 PML設(shè)定第一頁，設(shè)定PML厚度 PML設(shè)定第二頁，設(shè)定PML最小波常數(shù)（導(dǎo)波系統(tǒng)） PML設(shè)定第三頁，查看設(shè)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(shè)其等于腔2和腔3之間的耦合，現(xiàn)在對其進(jìn)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(fù)。 子工程3整體仿真通過前面的三個(gè)子工程，我們得到了濾波器所需要的各個(gè)物理參量，據(jù)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(yīng)波形與理論上有誤差。該誤差可以通過對整體模型的進(jìn)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(jié)語交叉耦合濾波器在現(xiàn)代通信領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛，而由于其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的方法設(shè)計(jì)調(diào)試費(fèi)時(shí)費(fèi)力，有相當(dāng)?shù)睦щy。采用Ansoft軟件可以對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，大大加快了設(shè)計(jì)和調(diào)試的效率，節(jié)約的成本。使用Ansoft軟件分析設(shè)計(jì)該形式的濾波器是非常有效的。同時(shí)，我們詳細(xì)的給出了交叉耦合濾波器的設(shè)計(jì)理論和一個(gè)Ansoft軟件設(shè)計(jì)4腔準(zhǔn)橢圓函數(shù)交叉耦合濾波器的實(shí)例，可以對該形式濾波器的設(shè)計(jì)有清楚的認(rèn)識和了解
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