王 琦

(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄050081)

0 引言

波导滤波器是一种成熟的滤波器形式,由于其腔体无载Q值高、损耗小、带外抑制特性好、承受功率大而在电子设备中有着广泛应用。

到目前为止波导滤波器已经有一套经典的设计公式,按照公式,设计师可以完成设计。但是传统的滤波器设计公式只是能够得到一套较为粗糙的数据,设计成型的滤波器优化和后期调试则会耗费大量的时间和精力。随着三维电磁场仿真软件水平的进一步提高,使精确设计滤波器成为可能。

该文提供了一种散射参数法准确设计波导滤波器的方法,应用此方法在目前计算机的主流配置下就可以快速精确地设计、仿真和优化波导滤波器,大幅度地提高设计效率,降低研发和生产成本。这里以带通滤波器为例详细地阐述了滤波器设计的全过程。

1 设计原理分析

1.1 散射矩阵级联

波导带通滤波器,由耦合结构和谐振腔级联而成,如图1所示,其腔间典型耦合结构可以简化成如图2所示的基本单元。

图1 带通滤波器组成

图2 耦合结构基本单元

波导滤波器耦合结构基本单元可以看做为3个二端口网络的级联而成,长度为t的1区及z=0和z=t处的不连续性。2区可以看做成长度为t的传输线。用仿真软件进行计算仿真时,可以把这三区合并为一个结构进行仿真,直接就可以得出需要耦合结构的散射参数值。

分析波导滤波器时,将膜片和销钉等不连续性波导和规则波导等单元按照广义二端口网络处理。……