使用 SynMatrix 的同轴腔滤波器设计和优化
SynMatrix 为设计、优化和微调各种拓扑和频率范围的滤波器提供了高效的工作流程,有助于缩短设计时间,同时保持高性能。
在本博客中,我们演示了如何使用 SynMatrix 来设计工作频率为 1 GHz 的 5 阶同轴腔带通滤波器。该过程涵盖了从初始规范到最终优化的所有内容。
过滤器合成:
通过定义滤波器参数(例如阶数、跨频带的回波损耗、带宽和其他关键规格)开始合成过程。在本例中,滤波器阶数设置为5,回波损耗为25 dB,中心频率为1 GHz,带宽为0.05 GHz。在这种情况下不添加传输零,回波损耗和抑制要求如下所示。
耦合矩阵为:
3D建模:
导航到“3D 建模”,然后选择“型腔”。您将看到几个选项:同轴腔、矩形波导、圆形波导、SIW 和平面耦合谐振器。选择同轴腔,然后确认并开始新设计。
1. 频率和 Q 分析:
对于此筛选器,使用应用默认尺寸的平面顶部配置:
2. 单腔:
单个腔体y参数如下所示:
根据耦合矩阵,所有谐振器所需的谐振频率约为 1 GHz。对 1 cm 至 1.7 cm 的调谐螺钉深度进行参数扫描,目标频率的估计调谐螺钉深度为 1.54 cm。
3、耦合方案:
选择贯通窗联轴器作为主要联轴器方式,如下图:
对台阶高度进行从 0.2 厘米到 1 厘米的参数化研究,每个联轴器的估计值如下所示:
4. 输入/输出:
抽头配置用于输入和输出。调音螺钉深度设置为 1.589 厘米。
对端口高度从 2.4 厘米到 2.7 厘米进行参数化研究。目标群延迟为 10.138 ns,估计的最佳分支长度为 2.5 cm。
5. 全 3D 建模:
在此阶段,所有估计值都应用于主体设计。由于此筛选器不包含交叉耦合结构,因此可以跳过该步骤。模拟设置如下所示:
初始过滤器响应如下所示:
然后使用 SynMatrix 的自定义优化和 AI 优化来调整和细化过滤器。最终结果如下图所示: