介质波导双模滤波器设计方法与过程分析
一、简介
随着通信系统设备小型，轻量化，高性能的发展，对前端频率选择性器件也提出了更高要求。伴随5g通信系统标准的逐步确定，高性能，小体积，轻量化的介质波导滤波器时最佳选择。
本文介绍了一种介质波导双模滤波器的设计方法，供经验不多的滤波器设计工程师学习，高手跳过。
二、介质波导滤波器介绍
本文讲解的介质波导滤波器，基于te模的介质波导双模滤波器q值高，损耗小，功率容量大等优点。因此，在设计此类双模滤波器时，以往的多端口计算设计方法是否可以沿用，是本文讨论的重点。
下图为单谐振器中的四个模式：
通过以上电场分布图可以观察到，单腔双模，单腔三模可以自由选择。在高次模出现的频率点上，通过选择介电常数，与控制谐振腔尺寸，对高次模进行优化。尽量拉远高次模出现的频率，减小对通带的影响。
三、设计过程
3.1 多模滤波器的设计，通带电性能的评估，和单模的评估是一样的，只是在q值的评估中，多模的q值是要高于单模的，这个可以根据本征模的仿真中观察到。下图为一个双腔4模滤波器的原理评估仿真结果：
3.2 耦合带宽以及输入输出ql
3.3 hfss中计算输入输出耦合
在hfss中计算输入输出耦合，可以用对位延时大小来初步确定输入输出耦合强弱。模拟中连接器探针的插入方向，需要顺着某一个模式的电场方向。如下图所示：
在确定输入输出耦合时，因第二模式或者第三模式的影响，需要分离其他模式。此处因存在1,2模式之间的耦合，所以延时波形为双峰。可以采取频率分离的方法，减小第二模式对第一模式的影响。
3.4 耦合带宽与频率的计算
此处选择多端口提取方法，在hfss中提取谐振频率，耦合带宽储值
此处仿真时，需要特别注意端口的简历方式，需要顺着电场的方向。在计算耦合带宽时，能同时观察到滤波器通带谐波出现的频率点，通过合理选择耦合窗口的大小，开口方向，尽量降低高次模谐波幅度。
3.5 滤波器通带计算与优化
对高阶多模滤波器的优化计算，通常采用两端口s参数提取方法，也有用空间映射，遗传算法等。因此，合理的选择优化方法可以加快设计速度，节约时间，缩短滤波器开发周期。
总结：以上简单介绍了一种多模介质波导滤波器的设计过程，在5g通信系统中具有体积小，重量轻，性能优等优势，相信在5g通信中的应用会更加广泛。关于介质波导滤波器的设计，欢迎各位交流。
文章出处：【微信公众号：微波仿真论坛】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
中间继电器用万用表怎么测好坏_中间继电器故障有哪些
锂电池产业制造过程中的痛点
智慧穿戴，从芯启航 | 邀您见证超低功耗AI芯片的诞生！
“芯”机遇！百能云芯诚邀您共聚慕尼黑上海电子展！| 百能云芯
CNN如何用于解决边缘检测问题
介质波导双模滤波器设计方法与过程分析
WT2003H语音芯片在新能源汽车的应用
三元混合物主要功能是什么？
小米新品：小米6、小米meri、红米Note4X传言总汇
嵌入式处理器的结构是怎样的
预计在2019年全球电子系统市场将增长4%至1.68万亿美元
时间控制器怎么设置?
探析光电液位开关在压缩机中的应用
这三部手机告诉你：好手机不一定就贵
FPGA配置与测试的详细方法分析与特点
多光子显微镜成像技术：多光子显微镜的焦点深度扩展方法
2018上半年智能手机AMOLED面板出货约2亿片，SDC遥遥领先占94．7％
三菱Q06UDV CPU与安川MP2300S CPU简易通信设置
Socket采用C/S模型进行设计的服务器模型
华为MateBook D怎么样值得买吗？华为MateBook D商务本评测
随着通信系统设备小型，轻量化，高性能的发展，对前端频率选择性器件也提出了更高要求。伴随5g通信系统标准的逐步确定，高性能，小体积，轻量化的介质波导滤波器时最佳选择。
本文介绍了一种介质波导双模滤波器的设计方法，供经验不多的滤波器设计工程师学习，高手跳过。
二、介质波导滤波器介绍
本文讲解的介质波导滤波器，基于te模的介质波导双模滤波器q值高，损耗小，功率容量大等优点。因此，在设计此类双模滤波器时，以往的多端口计算设计方法是否可以沿用，是本文讨论的重点。
下图为单谐振器中的四个模式：
通过以上电场分布图可以观察到，单腔双模，单腔三模可以自由选择。在高次模出现的频率点上，通过选择介电常数，与控制谐振腔尺寸，对高次模进行优化。尽量拉远高次模出现的频率，减小对通带的影响。
三、设计过程
3.1 多模滤波器的设计，通带电性能的评估，和单模的评估是一样的，只是在q值的评估中，多模的q值是要高于单模的，这个可以根据本征模的仿真中观察到。下图为一个双腔4模滤波器的原理评估仿真结果：
3.2 耦合带宽以及输入输出ql
3.3 hfss中计算输入输出耦合
在hfss中计算输入输出耦合，可以用对位延时大小来初步确定输入输出耦合强弱。模拟中连接器探针的插入方向，需要顺着某一个模式的电场方向。如下图所示：
在确定输入输出耦合时，因第二模式或者第三模式的影响，需要分离其他模式。此处因存在1,2模式之间的耦合，所以延时波形为双峰。可以采取频率分离的方法，减小第二模式对第一模式的影响。
3.4 耦合带宽与频率的计算
此处选择多端口提取方法，在hfss中提取谐振频率，耦合带宽储值
此处仿真时，需要特别注意端口的简历方式，需要顺着电场的方向。在计算耦合带宽时，能同时观察到滤波器通带谐波出现的频率点，通过合理选择耦合窗口的大小，开口方向，尽量降低高次模谐波幅度。
3.5 滤波器通带计算与优化
对高阶多模滤波器的优化计算，通常采用两端口s参数提取方法，也有用空间映射，遗传算法等。因此，合理的选择优化方法可以加快设计速度，节约时间，缩短滤波器开发周期。
总结：以上简单介绍了一种多模介质波导滤波器的设计过程，在5g通信系统中具有体积小，重量轻，性能优等优势，相信在5g通信中的应用会更加广泛。关于介质波导滤波器的设计，欢迎各位交流。
文章出处：【微信公众号：微波仿真论坛】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
中间继电器用万用表怎么测好坏_中间继电器故障有哪些
锂电池产业制造过程中的痛点
智慧穿戴，从芯启航 | 邀您见证超低功耗AI芯片的诞生！
“芯”机遇！百能云芯诚邀您共聚慕尼黑上海电子展！| 百能云芯
CNN如何用于解决边缘检测问题
介质波导双模滤波器设计方法与过程分析
WT2003H语音芯片在新能源汽车的应用
三元混合物主要功能是什么？
小米新品：小米6、小米meri、红米Note4X传言总汇
嵌入式处理器的结构是怎样的
预计在2019年全球电子系统市场将增长4%至1.68万亿美元
时间控制器怎么设置?
探析光电液位开关在压缩机中的应用
这三部手机告诉你：好手机不一定就贵
FPGA配置与测试的详细方法分析与特点
多光子显微镜成像技术：多光子显微镜的焦点深度扩展方法
2018上半年智能手机AMOLED面板出货约2亿片，SDC遥遥领先占94．7％
三菱Q06UDV CPU与安川MP2300S CPU简易通信设置
Socket采用C/S模型进行设计的服务器模型
华为MateBook D怎么样值得买吗？华为MateBook D商务本评测