基于HFSS带通滤波器设计文献综述
利用HFSS分析Ka波段慢波微带带通滤波器_时晶晶
合肥师 范学院学报 Journal o f Hefei No rmal U niversity
N ov. 2010 V ol. 28 N o. 6
利用 H FSS 分析 K a 波段慢波微带带通滤波器
时晶晶
( 合肥师范学院 物理与电子 工程系, 安徽 合肥 230061)
图 6 H FSS 仿真结果
利用 Agilent 8757D Scalar N et w ork Analyzer 测试滤波器结果如图 7 所示, 结果包括了两个耦合 探针微带到波导的过渡。
图 7 实物测试图
4 总结 在加载电容型毫米波微带带通滤波器 的研究
中, 主要是应用 H F SS 进行软件仿 真分析, 在 计算 速度上大大得到提高。通过软件仿真得到的技术参 数和性能指标与实际测试结果吻合良好, 说明了这 种软件的优越性和精确性, 为系统研究和开创性探 讨提供了方向和指导[ 6] 。
首先我们分析如图 1 所示的电容负载无耗传输 线谐振器电路, CL 是负载电容, ZB、BA 和 d 是无负载 线的特性阻抗、传播常数和物理长度。电长度 HA=
图 1 加载电容谐振器
V1
A B V2
=
( 1)
I1
C D - I2
其中
A = D = cosHA-
1 2
XCL
Z
Asin HA
( 2)
B = j ZAsinHA
[ 摘 要] 介绍了一种新型的 Ka 波段微 带带通滤波器。对这种滤波器进行了分析, 推导 了滤波器产 生慢波效 应的机理。
该滤波器通过加载电容而出现慢波效应, 使得 在不改变电路性能的情况下, 减小了电路 尺寸。同时由 于电路中 加载电容形 成
基于阶梯阻抗谐振器的宽带带通滤波器设计
基于阶梯阻抗谐振器的宽带带通滤波器设计刘凯正【摘要】利用在空间位置上对称的两个三阶阶梯阻抗谐振器设计了一款宽带带通滤波器.两个阶梯阻抗谐振器由两段相同的传输线分别加载终端短路枝节及开路枝节构成.通过合理的参数调节及适当的耦合,使谐振器的双模特性(谐振器)变为三模特性(滤波器).仿真结果显示,该滤波器带内最小插入损耗约为-0.41dB,最大回波损耗约为-13.66dB,-3dB相对带宽达到73.73%,具有一定的带宽特性.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】2页(P154-155)【关键词】宽带滤波器;三阶阶梯阻抗谐振器;传输零点;枝节加载【作者】刘凯正【作者单位】贵州师范大学机械与电气工程学院【正文语种】中文0 引言由于宽带滤波器的带宽优势，令其在通信领域备受瞩目[1]，同时引起了相关专家学者对宽带滤波器的进一步研究，提出了多种设计方法[2-6]。
程巍[2]等利用半波长槽线结构设计的宽带滤波器，相对带宽达到100%，具有明显的带宽优势，但通带两侧并未产生传输零点，从而限制了滤波器的频选特性及阻带抑制力。
赵兰、刘伟[3]利用高低通滤波器级联法设计了一款具有陡峭边带特性的宽带滤波器，但级联法不利于滤波器的小型化。
宛新文[4]等利用缺陷地结构（DGS）设计的宽带滤波器，实测与仿真结果吻合较好，但其相对带宽只有7%，且模型结构复杂。
钱颖[5]等利用三线耦合线结构设计了一款具有三个传输零点的宽带滤波器，在带宽、频选、通带边缘陡峭度及带外杂散抑制等方面均具有较好的性能。
本文基于三阶阶梯阻抗谐振器（SIR）结构设计了一款宽带带通滤波器。
利用加载终端短路枝节、开路枝节的两个谐振器的相互作用，使谐振模式发生变化（双模变为三模），利于滤波器的宽带特性及灵活调节性。
通过谐振器之间、输入/输出馈线与谐振器之间的缝隙耦合，令通带两侧产生了两个传输零点，有效提升了滤波器的频选特性。
1 阶梯阻抗谐振器分析图1 三阶阶梯阻抗谐振器基本结构图1所示为三阶阶梯阻抗谐振器基本结构，由a,b,c三段传输线连接而成（另一谐振器终端开路，即c段传输线无接地过孔，其他结构均相同，故只用图1说明）。
基于HFSS的微带滤波器设计与应用
基于HFSS的微带滤波器设计与应用随着通信技术的不断发展，无线通信系统变得越来越普遍。
为了保证通信质量，必须对无线信号进行有效的过滤，因此滤波器成为了无线通信中最关键的组成部分之一。
基于微带技术的滤波器在无线通信中应用广泛，由于其体积小、重量轻、成本低、工艺简单的特点，在现代无线通信系统中依然扮演着不可替代的角色。
本文将基于HFSS软件，介绍微带滤波器的设计原理、设计流程、实现方法及其在无线通信中的应用。
一、微带滤波器的基本原理微带滤波器（Microstrip Filter）是一种基于微带线和附加衬底的元器件。
它通过在一条微带线（或几个相互交错的微带线）上挂载电容、电感和电阻等元件来实现滤波功能。
微带滤波器的基本结构如图1所示。
图1 微带滤波器基本结构图微带线的特性阻抗通常为50欧米，而微带滤波器需要特定的阻抗、通带和截止频带。
为了实现这些要求，滤波器需要在微带线模型上添加附加的元件来调整频率响应。
元件的安装可以使用多种方法，如串联、并联、交替安装等。
二、基于HFSS的微带滤波器设计流程首先需要明确滤波器的指标要求，包括通带和阻带的带宽、通带和阻带的中心频率、阻带衰减和通带波纹等参数。
这些指标根据具体应用需求而定，对于不同的应用场景可能存在较大差异。
2. 设计微带线结构在得到了所需的指标要求之后，需要根据这些要求设计微带线结构。
常用的方法是采用已有的文献或实验数据资料作为参考模板，进行修改和优化。
设计微带线时需要确定线宽、线距、衬底材料和厚度等参数，以实现所需的过渡阻抗和其他指标。
3. 添加补充元器件为了实现所需的频率响应，需要在微带线模型上添加各种补充元器件。
这些元器件包括电容、电感和电阻等，具体安装方式根据所需指标而定。
4. 模拟仿真使用HFSS软件进行微带滤波器的模拟仿真，得到滤波器的频率响应图和其他重要参数。
常规方法是在仿真软件中建立微带滤波器的三维模型，在模拟中通过修改材料参数、添加元器件、调整参数等方式进行仿真分析。
基于HFSS的微调谐腔体带通滤波器设计
基于HFSS的微调谐腔体带通滤波器设计发表时间：2016-10-12T14:41:17.417Z 来源：《电力设备》2016年第14期作者：李婷婷[导读] 针对微调谐腔体带通滤波器设计制造中存在的问题，介绍了腔体带通滤波器的总体设计。
（广州海格通信集团股份有限公司）摘要：针对微调谐腔体带通滤波器设计制造中存在的问题，介绍了腔体带通滤波器的总体设计；论述了需要解决的问题，如优化计算、提高仿真精度和简化调谐结构，并对二端口网络等效替换、整体仿真和微调谐关键技术进行了分析。
关键词：腔体带通滤波器；微调谐；免调谐；HFSS传统的微波腔体带通滤波器的设计过程中，参数计算量大，仿真存在误差，调谐过程耗时费力。
随着腔体带通滤波器在微波通信设备中的广泛应用，其设计方法有待改进。
通过设计参数求取方法的改进和对原理图的完善补充以及采用合理的仿真过程，确保了滤波器设计的精确度。
在此基础上，摒弃传统的用调谐螺钉调谐的方式，采用微调谐结构的腔体来实现滤波器的微调谐，配合线切割加工工艺，最终实现腔体带通滤波器的精确微调谐设计，一定的相对带宽条件下，可实现免调谐设计。
一、总体设计微波腔体带通滤波器的设计过程大体分为3步：一是按设计要求求取设计参数；二是进行滤波器模型的仿真；三是进行滤波器的调谐。
求取设计参数一般先根据设计要求选择合适的切比雪夫低通原型滤波器，因为较之最大平坦型滤波器，切比雪夫滤波器有更优异的带外抑制，较之椭圆函数滤波器更易于实现。
进行模型仿真前，还需要得到以下3个参数：一是单端输入最大群时延；二是谐振器间耦合系数；三是谐振腔的谐振频率。
滤波器模型的仿真分为2步：第一步要在HFSS中建立滤波器的三维微调谐模型；第二步就是进行HFSS的模型仿真。
在HFSS中建立滤波器腔体模型后，对其先后进行单谐振器本征模仿真、双谐振器本征模仿真和单端输入最大群时延仿真，分别得到单谐振器谐振频率、相邻谐振器间耦合系数和单端输入最大群时延等参数的仿真值。
基于HFSS的SIR同轴腔体窄带带阻滤波器设计
0 引言
微波滤波器广泛应用于微波通信、雷达及制 导等领域， 具有选频、 分频和隔离信号等作用， 其 性能的优劣往往影响到整个系统 。 随着现代无线
[1]
使用更加复杂的调制方案、更高的功率水平以及 重量， 更小的体积、 这就对带阻滤波器的设计指标 提出了更高的要求。 与使用微带线或带状线所设计的带阻滤波器 相比，基于同轴腔体结构的带阻滤波器因为具有 更高的功率容量和品质因数、更低的插入损耗与 更好的阻带衰减， 成为近年来研究的热点[2]。文[4] 采用衰减模式谐振器设计了两款高隔离、中心频 率可调的 W 波段窄带腔体带阻滤波器， 滤波器使 用全硅技术制造， 陷波深度达到 70 dB。文[5-6]基 于基片集成技术， 使用新的拓扑结构， 采用基片集
莆 田 学 院 学 报
中图分类号： TN713
Vol.24 No.5 Oct. 2017 文献标识码： A
of P u t i an University
文章编号： 1672-4143 （2017） 05-0053-04
基于 HFSS 的 SIR 同轴腔体窄带带阻滤波器设计
杨中婕， 陈 董*
（南京邮电大学 电子与光学工程学院，江苏 南京 210023）
摘
针对传统同轴腔体带阻滤波器的直线型设计所带来的单一维度尺寸过大的问题，根据滤波器设计指 要：
（Step impedance resonator, SIR） 标需求， 设计了一款基于空腔型阶跃阻抗谐振器 和 U 型矩形同轴线的窄带带阻 滤波器，使用电磁场仿真软件 HFSS 进行建模与优化仿真。仿真结果表明，滤波器中心频率 1 GHz，相对带宽 2.5%， 阻带抑制达到 38 dB， 具有良好的滤波特性， 同时实现了滤波器全维度优化设计， 结构布局更加紧凑合理。
HFSS分析小型化微带滤波器
用Ansoft HFSS 分析小型化、高带外抑制的微带滤波器赵 平上海航天局八0四研究所电子三室 200082摘要：本文用Ansoft HFSS 分析小型、高带外抑制的PBG 结构的微带滤波器的结构形式和特有的频率响应特性。
关键词： PBG 光子带隙结构 Ansoft HFSS 微带 带通滤波器1. 引言随着“无线时代”的到来，微波工程师关注于电磁波频谱合理、高效、安全的使用、EMI / EMC 问题的解决，小型化、高带外抑制、低成本、宽带滤波器的研究、应用有着重要的意义。
微波滤波器已成为无源微波元件的主角之一，它不仅能完成本身的任务，而且能代替其他一些微波元件的功能，或者可把另外一些微波元件看成微波滤波器结构来进行设计，随着新材料、新技术的引入、应用，滤波器的概念“广义化”。
2. 滤波器设计2.1 滤波器响应函数类型选择图2 1994年 Alumina 构建的光子晶格滤波器特性可用其频率响应来描述，按其特性的不同可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。
图1中是以带通滤波器为例的滤波器响应，图中横坐标是归一化频率f，纵坐标是工作衰减（简称“衰减”）或插入衰LA 。
图 1 中所示三种函数滤波器的传输特性，观察可知不同点在于传输零点的位置： Chebyshev 函数滤波器传输零点在无限远处，Elliptic 函数滤波器传输零点在有限特定频率且阻带呈现等波纹特性，Quasi-Elliptic 函数滤波器将 hebyshev 函数滤波器和 Elliptic函数滤波器的特性“融合”在一起：即保留了无限远处的零点，又有一对传输零点在特定频率。
由此分析，可得出关于滤波器类型选择的依据：为了满足通带的插入损耗带外隔离，应选级数较少的滤波器，相应的级数较少的滤波器的Q 值也低；通带边沿的插入损耗期望等同于通带中心频率的插入损耗，在 Elliptic 函数滤波器、Quasi-Elliptic 函数滤波器中通带边沿的插入损耗受截至频率附近的传输零点影响较大；Chebyshev 函数滤波器和 Elliptic 函数滤波器、Quasi-Elliptic 函数滤波器相比 ，虽然带外隔离较好，但在靠近通带边沿处比选择性差；虽然可以通过增加级数提高选择性，但同时带内插入损耗也增加；Elliptic 函数滤波器在靠近通带边沿有较高的选择性，但是相对于 Quasi-Elliptic 函数滤波器，它的带外隔离较差；Elliptic 函数滤波器应用分布元件较难实现，而 Quasi-Elliptic 函数滤波器却较之容易满足设计要求。
基于HFSS的微波带阻滤波器设计
基于HFSS的微波带阻滤波器设计引言：微波带阻滤波器是一种能够阻止特定频段信号传输的电路器件，在无线通信和雷达系统中具有广泛的应用。
本文将基于HFSS软件来设计一种微波带阻滤波器。
设计目标：设计一个具有中心频率为2GHz，带宽为500MHz的微波带阻滤波器，并实现较好的阻带衰减。
设计步骤：1. 确定滤波器类型：根据设计要求，我们选择了以理想带阻类型为参考，具体选择了Cauer型带阻滤波器。
2.选择滤波器结构：根据设计要求，我们选择了巴特沃斯微带滤波器结构，它具有简单的结构和相对较好的性能。
3.确定滤波器的阻带和通带：根据设计要求，我们确定了滤波器的上下阻带频率和通带频率。
4.开始HFSS软件设计：根据以上设计目标和步骤，我们打开HFSS软件，并进行以下设计：a)创建一个适当大小的板材作为基底。
b)选择适当的介质材料，以获得所需的介电常数。
c)绘制微带线结构和抗地面。
d)添加滤波器元件，例如阻抗转换器和耦合缝隙等，以实现所需的滤波特性。
e)对设计进行模拟和优化，以获得最佳性能。
5.导出设计文件：优化完成后，将设计导出为标准格式的文件，以便进行后续的制作和测试。
6.制作和测试：根据导出的设计文件，制作实际的滤波器电路，并使用合适的测试设备进行性能测试。
结论：本文介绍了基于HFSS软件的微波带阻滤波器的设计流程。
通过HFSS 的模拟和优化功能，我们能够快速设计出符合要求的滤波器电路，并能够预测其性能。
通过实际制作和测试，我们可以验证设计结果，并对其进行修正和改进。
微波带阻滤波器的设计是一个复杂的过程，需要对电磁场和滤波器原理有一定的理解和经验。
然而，使用HFSS等仿真软件可以大大简化设计过程，并提高设计效率和准确性。
射频微波电路综合课程设计带通滤波器实验报告(模板)
射频微波电路综合课程设计带通滤波器实验报告射频微波电路综合课程设计带通滤波器实验报告篇一：射频电路课程设计摘要滤波电路的综合设计是相当复杂的，需要好多理论知识和数学知识做铺垫，我们知道用于无线的模拟电路是在吉赫兹频段，高性能计算机、工作站，当然还有作为这方面例子的个人计算机，他们所使用电路的时钟频率不断的增加。
全球定位系统载波频率在122 7.60m hz~1575.42mh z范围，而此次课程设计主要向大家介绍最大平滑巴特沃兹微波电路和等波纹契比学夫微波电路设计方法。
当微波电路工作在射频的低端频段，可以使用集总参数的元件进行设计，利用集总参数的电感和电容，按照一定的设计规则选取合适的电路和元件的参数，就可以实现归一化低通滤波电路的设计。
然后通过利用频率变换就可以低通微波电路、高通微波电路、带通微波电路和带阻微波电路的设计。
关键字：滤波电路平滑巴特沃兹微波电路等波纹契比学夫微波电路一引言通过对射频设计电路的学习，我们知道无线通信的快速发展，更紧凑的滤波器和混频器电路正在被设计和使用。
通常这些电路的工作频率高于1Ghz。
毫无疑问这种趋势将会继续下去，因此不仅要有独特性能的技术装置，而且要学会对高频电路中遇到的问题进行分析，我们知道随着频率的升高以及其相应的电磁波的波长变得可与分立电路元件的尺寸相比拟时，电阻、电容和电感这些元件的电响应就开始偏离他们的理想频率特性，下面将简单的向大家介绍一下本次滤波电路的设计方法，以及如何对其进行归一化。
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2012 届本科毕业设计（论文）文献综述
题目基于HFSS的带通滤波器设计
学院物理与电子工程学院
年级08 专业电子信息工程
班级 2 学号*********
姓名刘建
指导教师施阳职称
基于HFSS 带通滤波器设计文献综述
1引言
我们知道，当一定复杂程度的信号通过几乎任何电子系统时，它都需要经过某种滤波电路进行滤波。
一般在一个实际应用的电子系统中，因输入信号往往因受干扰等原因而带有其它一些不需要的频率信号，就必须使用滤波电路将它衰减到足够小的程度。
滤波电路是一种可通过或阻止某种频率信号的电路，其功能就是让指定频段的信号能顺利地通过，而对其它频段的信号起到衰减作用。
它分为两种：无源和有源滤波电路。
无源滤波电路是由无源器件(电阻、电容和电感)组成，性能较差有源滤波电路是由集成运算放大器和RC 等网络构成，具有几个主要优点：体积小，重量轻；电路的输入和输出之间具有良好的隔离；除了起滤波作用外，还可放大输入信号，且容易调节放大倍数等。
BPF 主要用来截取突出有用频段的信号，削弱其余频段的信号或干扰和噪声，以提高信噪比。
2 设计原理
2.1 带通滤波器工作原理及HFSS 简介
带通滤波器中作原理
一个理想的滤波器应该有一个完全平坦的通带，例如在通带内没有增益或者衰减，并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉，另外，通带外的转换在极小的频率范围完成。
实际上，并不存在理想的带通滤波器。
滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉，尤其是在所要的通带外还有一个被衰减但是没有被隔离的范围。
这通常称为滤波器的滚降现象，并且使用每十倍频的衰减幅度dB 来表示。
通常，滤波器的设计尽量保证滚降范围越窄越好，这样滤波器的性能就与设计更加接近。
然而，随着滚降范围越来越小，通带就变得不再平坦—开始出现“波纹”。
这种现象在通带的边缘处尤其明显，这种效应称为吉布斯现象。
在频带较低的剪切频率1f 和较高的剪切频率2f 之间是共振频率，这里滤波器的增益最大，滤波器的带宽就是2f 和1f 之间的差值。
HFSS 简介
HFSS 是ANSOF T 公司开发的一个基于物理原型的EDA 设计软件. 使用HFSS 建立结构模进行3D 全波场分析,可以计算.①基本电磁场数值解和开边界问题,近远场辐射问题; ②端口特征阻抗和传输常数; ③ S 参数和相应端口阻抗的归一化S 参数; ④结构的本征模或谐振解.依靠其对电磁场精确分析的性能,使用户能够方便快速地建立产品虚拟样机.
2.2 利用HFSS设计滤波器方法
2.2.1HFSS的交指型滤波器设计与仿真
终端开路式交指型滤波器的设计结构图如下
图为交指型滤波器示意图
其结构是在两个平行接地板间放入两个交叉的矩形杆平行耦合线阵,每个矩形端一端短路，一端开路,长约λ0/4,载TEM模。
利用滤波器的设计公式求出滤波器所需的归一线电容后,再利用滤波器设计图表,在指定b (谐振腔的宽度)和t (谐振器的宽度)后,就可以算出每个谐振线与地的归一单位长自电容和相邻谐振线间的归一单位长互电容。
2.2.2HFSS设计同轴腔调谐滤波器
总体设计上利用网络综合法，选取切比雪夫函数作为逼近函数，切比雪夫响应函数.同轴腔的结构为方形内导体为圆形，并通过在腔内表面镀银来减小损耗增加Qe值.保证微博滤波器的调谐范围及其在调谐范围内通带宽度基本不变，采用矩形孔作为调谐滤波器的耦合结构.再将上诉的滤波器结构综合起来，在HFSS中建立整个滤波器模型进行仿真优化.
2.2.3HFSS设计40MHz腔体滤波器
（1）通过HFSS单腔模型仿真来确定谐振腔、加载情况，使得单腔体本征摸频率在所需值附近（2）通过HFSS双腔模型仿真来确定腔间耦合结构的形状和尺寸（3）通过HFSS单腔加激励端口确定输入输出耦合形式和大小（4）综上，建立整体模型，并进行优化仿真，得到最终设计.
2.2.4HFSS分析Ka波段慢波微带带通滤波器
滤波器设计
下图是滤波器的结构和尺寸，及其谐振单元
图为慢波效应带通滤波器结构和尺寸（单位：mm ） 图为滤波器的谐振单元
HFSS 仿真设计
在HFSS 中建立一个微带波滤波器的三维模型：
（1）建立HFSS 模型（2）定义端口﹑边界条件（3）分析扫描设置
3 带通滤波电路(BPF)的性能分析及其他相关知识
BPF 的频率响应特性示意图如下所示。
根据特性，可定性给出一个二阶带通滤波器的传递函数．如下：
()13221++=s k s k s k S A ω
上式中321k k k 、、均与R 、C 相关联
幅频特性
相频特性。