Ansoft_HFSS9.0進行腔體濾波器設計ppt課件

1、.1使用Ansoft_HFSS9.0進行腔體濾波器設計.2設計目標1.仿真一個53mm50mm65mm的單腔，使其諧振頻率在465MHZ，記錄無載Q值。2.用凡谷濾波器設計軟件查看插損以及帶外抑制，并確定各耦合系數(shù)。3.仿真該尺寸腔體的窗口大小，使其耦合系數(shù)為0.01左右。4.濾波器的諧波仿真，觀察該單腔尺寸濾波器的諧波位置。.3確定單腔尺寸記錄Q值.4HFSS 作 圖新建一個設計，命名為新建一個設計，命名為“single”.5畫腔體畫一個長方體諧振腔，把各邊長度設畫一個長方體諧振腔，把各邊長度設置為參數(shù)，分別初始化為置為參數(shù)，分別初始化為53mm、50mm和和65mm命名該諧振腔為命名該諧振

2、腔為“cavity”.6畫諧振桿從諧振腔底部中心畫諧振桿，設置參從諧振腔底部中心畫諧振桿，設置參數(shù)，并初始化諧振桿半徑為數(shù)，并初始化諧振桿半徑為7.5mm。諧振桿高度為諧振桿高度為63mm命名諧振桿為命名諧振桿為“resonator”.7畫圓盤從諧振桿的頂部往下畫一個圓盤，設從諧振桿的頂部往下畫一個圓盤，設置參數(shù)，初始化圓盤半徑為置參數(shù)，初始化圓盤半徑為15mm，圓盤厚度為圓盤厚度為-2mm使用使用unite命令合并諧振桿和圓盤命令合并諧振桿和圓盤.8畫諧振桿內孔從諧振桿的頂部往下畫一個內孔，從諧振桿的頂部往下畫一個內孔，設置參數(shù)，初始化諧振桿內徑為設置參數(shù)，初始化諧振桿內徑為6.5mm，諧振

3、桿孔深為諧振桿孔深為-50mm使用使用subtract命令把內孔從諧振桿命令把內孔從諧振桿上減去上減去.9畫調諧螺桿從腔體的頂部往下畫調諧螺桿，設從腔體的頂部往下畫調諧螺桿，設置參數(shù)，初始化調諧螺桿半徑為置參數(shù)，初始化調諧螺桿半徑為2.5mm，調諧螺桿長度調諧螺桿長度-10mm.10定義材料、邊界把把cavity定義為空氣，定義為空氣，resonator和和screw定義為銀，把定義為銀，把cavity定義定義為為Finite Conductivity邊界邊界電導率設置為電導率設置為61000000不定義邊界則默認為不定義邊界則默認為Perfect E。HFSS-solution type中選

4、擇求解中選擇求解方式為方式為Eigenmode.11仿真設置右鍵點擊項目窗口中的右鍵點擊項目窗口中的Analysis,選擇選擇Add solution setup,在彈出在彈出對話框中做如圖設置。點擊工具欄對話框中做如圖設置。點擊工具欄上的上的analyz圖標開始求解圖標開始求解.12查看結果點擊工具欄上的點擊工具欄上的solution data圖標在彈出圖標在彈出的對話框中選擇的對話框中選擇Eigenmode Data，可以可以看到該腔體的主模諧振頻率?？吹皆撉惑w的主模諧振頻率。改變諧振桿尺寸，一直到滿足頻率要求，改變諧振桿尺寸，一直到滿足頻率要求，使單腔主模諧振頻率為使單腔主模諧振頻率為4

5、65MHZ左右。左右。這里把圓盤半徑設置為這里把圓盤半徑設置為18.5mm，諧振頻諧振頻率率456.81MHZ，無載無載Q值值3744.9.13確定窗口尺寸.14說 明 使用設計軟件得出各腔之間耦合系數(shù)。 用HFSS的耦合雙腔模型可以求得兩個腔的諧振頻率。 把諧振頻率帶入以下公式計算耦合系數(shù)K k=2*(f1-f2)/(f1+f2) 或者使用工作站中matlab里計算程序計算耦合系數(shù)K值。 在這一部分講到如何使用HFSS計算窗口大小使其耦合系數(shù)為0.01左右。.15畫第二個單腔使用使用Edit中的中的copy和和past把第一步中所把第一步中所有的元件復制一份。有的元件復制一份。.16移動第二

6、個單腔位置使用使用MOVE命令把所復制的元件沿命令把所復制的元件沿y軸軸移動移動“腔體腔體_y+窗口厚度窗口厚度”的距離，其的距離，其中中窗口厚度初始化為窗口厚度初始化為4mm。.17畫 窗 口畫一個長方體，起始坐標定為畫一個長方體，起始坐標定為“0，腔體，腔體_y,窗口高度窗口高度”窗口高度初始窗口高度初始值值0mmXsize為為“窗口大小窗口大小”初始化值初始化值20mm，Ysize為為“窗口厚度窗口厚度”Zsize為為“腔體腔體_z-窗口高度窗口高度”。.18合并腔體把窗口命名為把窗口命名為“window”定義材料為空氣定義材料為空氣使用使用unit命令把前面畫的兩個單腔和窗口命令把前面

7、畫的兩個單腔和窗口合并，得到如圖的一個耦合腔體。合并，得到如圖的一個耦合腔體。.19畫耦合螺桿畫一個圓柱體，起始坐標為畫一個圓柱體，起始坐標為“窗口大小窗口大小/2,腔體厚度腔體厚度/2,腔體腔體_z”Radios為為“耦合螺桿半徑耦合螺桿半徑”初始值初始值2.5mmHeight為為“耦合螺桿長度耦合螺桿長度”初始值初始值-10mm.20定義材料開始運算把腔體材料定義為空氣，其余材料全部為理想導體把腔體材料定義為空氣，其余材料全部為理想導體（這時候不需要考慮腔體的無載（這時候不需要考慮腔體的無載Q值），在項目管值），在項目管理窗口中把理窗口中把“setup1”中的中的“Number of”由由

8、1改為改為2邊界改為邊界改為Perfect E,開始運算。開始運算。.21查看結果計算耦合系數(shù)在在solution data中查看結果，把求得的兩個頻率中查看結果，把求得的兩個頻率帶入耦合系數(shù)公式帶入耦合系數(shù)公式k=2*(f1-f2)/(f1+f2)=0.004487如此，改變窗口大小或者耦合螺桿參數(shù)直到如此，改變窗口大小或者耦合螺桿參數(shù)直到耦合系數(shù)滿足要求。這就是窗口大小的確定方法耦合系數(shù)滿足要求。這就是窗口大小的確定方法.22驅動模腔體確定諧波位置.23說 明 確定諧波的時候如果只用一個腔體則結果與實際情況相差較大，我們常用2個耦合的腔體來確定諧波位置。 因為飛桿的影響，用這種方法得出的結

9、果只能近似的模擬諧波。當飛桿對諧波影響很大時這種方法就不適用了，這種情況較少發(fā)生。.24畫抽頭軌跡線使用使用“Draw Line”命令畫抽頭軌跡線第一個點坐標命令畫抽頭軌跡線第一個點坐標：“腔體腔體_x/2,抽頭位置，抽頭位置，0”抽頭位置初始化為抽頭位置初始化為10mm；第二個點坐標第二個點坐標“腔體腔體_x/2,抽頭位置，抽頭高度抽頭位置，抽頭高度”抽頭高度初始化為抽頭高度初始化為35mm；第三個點坐標：第三個點坐標：“腔體腔體_x/2，0 ，抽頭高度，抽頭高度”.25畫 抽 頭（一）在在xz平面畫圓，中心點為平面畫圓，中心點為“腔體腔體_x/2,0,抽頭高度抽頭高度”半徑為半徑為“抽頭半

10、徑抽頭半徑”初始化值為初始化值為1mm.26畫 抽 頭（二）同時選定圓和軌跡線，右鍵點擊它們，在彈出菜單同時選定圓和軌跡線，右鍵點擊它們，在彈出菜單中選擇中選擇Edit-Sweep-Alone Path.27畫 端 口（一）畫一個圓柱體，中心坐標畫一個圓柱體，中心坐標“腔體腔體_x/2,0,抽頭高度抽頭高度”半徑為半徑為“抽頭半徑抽頭半徑”長度為長度為“端口長度，初始化為端口長度，初始化為-10mm.28畫 端 口（二）畫一個圓柱體，中心坐標畫一個圓柱體，中心坐標“腔體腔體_x/2,0,抽頭高度抽頭高度”半徑為半徑為“端口半徑端口半徑”長度為長度為“端口長度端口長度”端口半徑初始化為端口半徑初

11、始化為2.3mm（保證端口保證端口50ohms）把大圓柱減去小圓柱，剩下部分的定義材料為空氣。把大圓柱減去小圓柱，剩下部分的定義材料為空氣。.29畫 端 口（三）把已經(jīng)畫好的抽頭和端口復制一份，使用把已經(jīng)畫好的抽頭和端口復制一份，使用“Mirrow”命令，把復制品鏡像到另一邊，第一個鏡像點為命令，把復制品鏡像到另一邊，第一個鏡像點為“0，腔體，腔體_y+窗口厚度，窗口厚度，0”第二鏡像點第二鏡像點“0，1，0”。.30定 義 端 口把求解模式改為把求解模式改為“Driven Modal”在在“S”下拉菜單中把下拉菜單中把“object”改為改為“face”選中選中port1的端面，右鍵點擊如圖選擇端口的端面，右鍵點擊如圖選擇端口用同樣的方法定義另外一個端口。用同樣的方法定義另外一個端口。.31仿 真 結 束.32分 析 設 置在項目管理窗口中如圖添加設置在項目管理窗口中如圖添加設置.33掃 描 設 置右鍵點擊右鍵點擊“Setup1”選擇選擇“Add Sweep”如圖輸入掃描參數(shù)。點擊如圖輸入掃描參數(shù)。點擊Display。