四创电子股份有限公司 吴志锋 张明松

随着微波系统、卫星通信技术的不断发展，微波滤波器逐渐成为研究的热点。由于传统的微带滤波器无法承受发射机的高功率而且差损较大；声表滤波器通带较窄且延时较大。同轴腔体具有Q值高、易于调试、加工简单等优点，特别适用于带内差损小，带外抑制高的场合。所以目前这种性能良好、价格低廉的腔体滤波器已经成为学者们研究的热点。

1 总体设计

目标滤波器：（1）通带频段：5.25GHz～5.85GHz；（2）通带差损≤0.8dB（加连接器）；（3）端口驻波≤1.3；（4）带外抑制：≤-60dB＠2.7GHz～3.5GHz；≤-100dB＠10.5GHz～12GHz；（5）功率容量≥100W；（6）整体尺寸小于等于2.8mm×12mm×5.6mm。

腔体滤波器一般设计步骤如下：根据技术参数要求初步确定滤波器的类别，然后建立滤波器的结构并确定单腔尺寸，耦合结构和抽头位置，从而实现全仿真建模，最终通过软件调谐功能优化滤波器各个参数，实现。

1.1 单腔谐振频率仿真

经优化设计仿真，可得腔体模型：单腔半径R1=4.2mm，单腔高度h1=5.6mm，内圆柱半径r_2=4mm，调谐螺钉选用标准M2螺丝，利用HFSS软件在Eigenmode模式下，得出单谐振腔谐振频率f0=5.54GHz满足要求。

1.2 腔体间耦合系数的仿真

由CoupleFil求得耦合系数kij的大小：K12=0.145；k23=0.1027；k34=0.1027；k45=0.145。

在HFSS中可以利用双模法或Y参数法提取腔体间的耦合系数。本文利用本征模法，当两个相邻的谐振腔耦合在一起，并且谐振频率分别为f1和f2，则相邻腔耦合系数公式为：

因此，利用HFSS软件建立双腔耦合模型，在Eigenmode模式下，得到在不同阶梯高度下对应的耦合系数，结果表明耦合台阶越高，耦合越强。最终由耦合系数K12和k23，可以确定h1分别为2mm和0.69mm。……