基于多模谐振器的超宽带滤波器的设计与仿真(10)

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4.4 超宽带滤波器的弱耦合及理论对比分析

为了对上节中所描述的超宽带滤波器中所使用的多模谐振器进行深入分析。在本节中，一方面对该多模谐振器进行弱耦合情况下的仿真分析，另外一方面对其进行奇偶模分析。最后将两者进行对比，以验证分析的正确性。图4-13为此滤波器弱耦合情况下的谐振频率响应曲线：

图4-13 超宽带滤波器的弱耦合谐振频率响应

另外，对该多模谐振器采用奇偶模方法进行分析。先看奇模情况，其等效电路如下图所示：

图4-14 奇模等效电路

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第4章 基于多模谐振器的超宽带滤波器的设计与仿真

图4-14中，L1=0.4，L2=2, L3=1.1, L4=1.4, L5=1.7, L7=8.9, W2=0.2,W5=2.0,W7=0.2,单位（mm），

Yin8?Y04其中YL1?Yin1?2Yin2，

Yin?Y07YL1?jY04tan?4 (4-1)

Y04?jYL1tan?4YL2?jY07tan?7 （4-2）

Y07?jYL2tan?7其中YL2?Yin8?2Yin5，令Yin=0，可得其最低的两个奇模谐振频率为：4GHz，8GHz。

偶模等效电路如下图所示：

图4-15 偶模等效电路

图4-15中，L1=2.2，L3=0.4, L4=2，L5=1.1, L6=1.4, L7=1.7, L9=8.9, W1=1, W4=0.2,W7=2.0,W9=0.2,单位（mm）。

Yin10?Y03其中YL1?2Yin1，

Yin11?Y其中YL2?Yin10?2Yin4,

Yin?Y09YL1?jY03tan?3 （4-3）

Y03?jYL1tan?3YL2?jY06tan?6 （4-4） 06Y06?jYL2tan?6YL3?jY09tan?9 (4-5)

Y09?jYL3tan?941

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其中YL3?Yin11?2Yin7，令Yin=0，可得最低两个偶模谐振频率为：5.8GHz，9.7GHz。该超宽带滤波器的仿真和理论的谐振频率比较如表4-1所示。可见两者还是比较吻合的

表4-1 超宽带滤波器的仿真和理论的谐振频率 频率（GHz） f1 仿真 理论 3.9 4.0 f2 6.0 5.8 f3 8.2 8 f4 10.1 9.7 然而，在超宽带滤波器的整体仿真之中，可以看到反射零点有6个。而弱耦合情况下，该谐振器只呈现了4个谐振峰。据推测，可能是因为输入/输出端口的耦合加强后，出现了模式分裂现象。为此，对该滤波器的藕合线长度L进行扫参可得图4-16，由图知随着耦合线L的加长，该超宽带滤波器的反射零点由4个变成6个，由此推断，谐振模式有可能由4个变成6个，其中2个有可能是分裂而成的。

图4-16 不同藕合线长度‘L对应的|S11|

4.5 超宽带滤波器的CAD图以及腔体设计

通过把HFSS文件进行转换成CAD图，可以得到本次毕业设计所设计的超宽

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第4章 基于多模谐振器的超宽带滤波器的设计与仿真

带滤波器的其具体尺寸如图4-17所示。

图4-17 超宽带滤波器的CAD图（单位mm）

其中藕合线线宽为：0.2mm，空气间隙为0.1mm，W=40.0mm，W1=2.0mm ,W2=2.2mm，W3=1.2mm，W4=8.0mm，W5=5.9mm，W6=28mm，h=11.2mm，h1=1.6mm，h2=4.5mm，h3=4.0mm，h4=3.4mm。

在此最后，又对装此滤波器的腔体进行了设计，其设计的三维图见图4-18。

图 4-18 滤波器的腔体三维图

其工程图如图4-19所示：

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（a） 左右视图

（b） 俯视图

(c) 正视图

图4-19滤波器腔体的三视图（1.6直径的为2.0的螺纹孔）

因为时间缘故，没法做出实物来进行测试，希望在以后的时间里有机会做出

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