Ansoft_HFSS9.0進(jìn)行腔體濾波器設(shè)計(jì)ppt課件

1、.1使用Ansoft_HFSS9.0進(jìn)行腔體濾波器設(shè)計(jì).2設(shè)計(jì)目標(biāo)1.仿真一個(gè)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(shè)計(jì)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(gè)設(shè)計(jì)，命名為新建一個(gè)設(shè)計(jì)，命名為“single”.5畫腔體畫一個(gè)長方體諧振腔，把各邊長度設(shè)畫一個(gè)長方體諧振腔，把各邊長度設(shè)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(shè)置參從諧振腔底部中心畫諧振桿，設(shè)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(gè)圓盤，設(shè)從諧振桿的頂部往下畫一個(gè)圓盤，設(shè)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(nèi)孔從諧振桿的頂部往下畫一個(gè)內(nèi)孔，從諧振桿的頂部往下畫一個(gè)內(nèi)孔，設(shè)置參數(shù)，初始化諧振桿內(nèi)徑為設(shè)置參數(shù)，初始化諧振桿內(nèi)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(nèi)孔從諧振桿命令把內(nèi)孔從諧振桿上減去上減去.9畫調(diào)諧螺桿從腔體的頂部往下畫調(diào)諧螺桿，設(shè)從腔體的頂部往下畫調(diào)諧螺桿，設(shè)置參數(shù)，初始化調(diào)諧螺桿半徑為置參數(shù)，初始化調(diào)諧螺桿半徑為2.5mm，調(diào)諧螺桿長度調(diào)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(dǎo)率設(shè)置為電導(dǎo)率設(shè)置為61000000不定義邊界則默認(rèn)為不定義邊界則默認(rèn)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(shè)置右鍵點(diǎn)擊項(xiàng)目窗口中的右鍵點(diǎn)擊項(xiàng)目窗口中的Analysis,選擇選擇Add solution setup,在彈出在彈出對(duì)話框中做如圖設(shè)置。點(diǎn)擊工具欄對(duì)話框中做如圖設(shè)置。點(diǎn)擊工具欄上的上的analyz圖標(biāo)開始求解圖標(biāo)開始求解.12查看結(jié)果點(diǎn)擊工具欄上的點(diǎn)擊工具欄上的solution data圖標(biāo)在彈出圖標(biāo)在彈出的對(duì)話框中選擇的對(duì)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(shè)置為這里把圓盤半徑設(shè)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(shè)計(jì)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(gè)腔的諧振頻率。 把諧振頻率帶入以下公式計(jì)算耦合系數(shù)K k=2*(f1-f2)/(f1+f2) 或者使用工作站中matlab里計(jì)算程序計(jì)算耦合系數(shù)K值。 在這一部分講到如何使用HFSS計(jì)算窗口大小使其耦合系數(shù)為0.01左右。.15畫第二個(gè)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(fù)制一份。有的元件復(fù)制一份。.16移動(dòng)第二

6、個(gè)單腔位置使用使用MOVE命令把所復(fù)制的元件沿命令把所復(fù)制的元件沿y軸軸移動(dòng)移動(dòng)“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(gè)長方體，起始坐標(biāo)定為畫一個(gè)長方體，起始坐標(biāo)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(gè)單腔和窗口命令把前面

7、畫的兩個(gè)單腔和窗口合并，得到如圖的一個(gè)耦合腔體。合并，得到如圖的一個(gè)耦合腔體。.19畫耦合螺桿畫一個(gè)圓柱體，起始坐標(biāo)為畫一個(gè)圓柱體，起始坐標(biāo)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(yùn)算把腔體材料定義為空氣，其余材料全部為理想導(dǎo)體把腔體材料定義為空氣，其余材料全部為理想導(dǎo)體（這時(shí)候不需要考慮腔體的無載（這時(shí)候不需要考慮腔體的無載Q值），在項(xiàng)目管值），在項(xiàng)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(yùn)算。開始運(yùn)算。.21查看結(jié)果計(jì)算耦合系數(shù)在在solution data中查看結(jié)果，把求得的兩個(gè)頻率中查看結(jié)果，把求得的兩個(gè)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(qū)動(dòng)模腔體確定諧波位置.23說 明 確定諧波的時(shí)候如果只用一個(gè)腔體則結(jié)果與實(shí)際情況相差較大，我們常用2個(gè)耦合的腔體來確定諧波位置。 因?yàn)轱w桿的影響，用這種方法得出的結(jié)

9、果只能近似的模擬諧波。當(dāng)飛桿對(duì)諧波影響很大時(shí)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(gè)點(diǎn)坐標(biāo)命令畫抽頭軌跡線第一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)：“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(gè)點(diǎn)坐標(biāo)第二個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)“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(gè)點(diǎn)坐標(biāo)：第三個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)：“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(diǎn)為平面畫圓，中心點(diǎn)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(shí)選定圓和軌跡線，右鍵點(diǎn)擊它們，在彈出菜單同時(shí)選定圓和軌跡線，右鍵點(diǎn)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(gè)圓柱體，中心坐標(biāo)畫一個(gè)圓柱體，中心坐標(biāo)“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(gè)圓柱體，中心坐標(biāo)畫一個(gè)圓柱體，中心坐標(biāo)“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(fù)制一份，使用把已經(jīng)畫好的抽頭和端口復(fù)制一份，使用“Mirrow”命令，把復(fù)制品鏡像到另一邊，第一個(gè)鏡像點(diǎn)為命令，把復(fù)制品鏡像到另一邊，第一個(gè)鏡像點(diǎn)為“0，腔體，腔體_y+窗口厚度，窗口厚度，0”第二鏡像點(diǎn)第二鏡像點(diǎn)“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(diǎn)擊如圖選擇端口的端面，右鍵點(diǎn)擊如圖選擇端口用同樣的方法定義另外一個(gè)端口。用同樣的方法定義另外一個(gè)端口。.31仿 真 結(jié) 束.32分 析 設(shè) 置在項(xiàng)目管理窗口中如圖添加設(shè)置在項(xiàng)目管理窗口中如圖添加設(shè)置.33掃 描 設(shè) 置右鍵點(diǎn)擊右鍵點(diǎn)擊“Setup1”選擇選擇“Add Sweep”如圖輸入掃描參數(shù)。點(diǎn)擊如圖輸入掃描參數(shù)。點(diǎn)擊Display。