基于HFSS的带通电感销钉波导滤波器的设计开题报告

 2021-08-08 23:43:04

1. 研究目的与意义

滤波器是无线电技术中许多设计问题的中心,在通信系统中具有非常重要的作用。

销钉电感波导滤波器由于其适用频段高、插入损耗小、易于大批量生产等特点,现在仍广泛应用于微波领域。

波导销钉滤波器最快捷的设计方法是使用模式匹配法,这个方法能很精确的设计出滤波器的尺寸和频率响应。

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2. 国内外研究现状分析

1917 年美国和德国科学家分别发明了LC 滤波器,次年导致了美国第一个多路复用系统的出现。20 世纪50 年代无源滤波器日趋成熟。自60 年代起由于计算机技术、集成工艺 和材料工业的发展,滤波器发展上了一个新台阶,并且朝着低功耗、高精度、小体积、多 功能、稳定可靠和价廉方向努力。 G.L.Matthaei对滤波器的设计进行了比较系统的描述,其中对波导滤波器的设计描述也较为详尽,主要是切比雪夫型,其结构有膜片、销钉和小孔耦合等,并给滤波器设计者提供了大量的、相当精确的实验测试曲线。G.L.Matthaei还对波导线性相位滤波器做了详细的设计原理分析,在波导滤波器中引入了交叉耦合。到70 年代后期,上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到 应用。80 年代,致力于各类新型滤波器的研究,努力提高性能并逐渐扩大应用范围。如D.Rhodes和R.J.Cameron给出了零点提取(extracted pole)滤波器的综合过程,提出一种新型的波导滤波器的结构和设计方法,设计出了Ku波段的传输零点对称与不对称的波导滤波器。90 年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然,对滤波器本身的研究仍在不断进行。2003年,R.J.Cameron在此基础上研究了源与负载直接耦合结构的耦合矩阵综合,从此这种结构在滤波器的设计中被广泛应用。我国广泛使用滤波器是50 年代后期的事,当时主要用于话路滤波和报路滤波。经过半 个世纪的发展,我国滤波器在研制、生产和应用等方面已纳入国际发展步伐,但由于缺少专门研制机构,集成工艺和材料工业跟不上来,使得我国许多新型滤波器的研制应用与国 际发展有一段距离。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容: 1、拟定基于HFSS的带通电感销钉波导滤波器设计的总体方案;

2、掌握耦合谐振带通滤波器基本原理;

3、完成K、J变换器的微波实现;

4、对波导中销钉等效电路进行分析;

5、完成波导销钉电感滤波器设计。

研究计划: 1、2月底到3月初查阅相关资料,收集相关文献,完成开题和准备工作.

2、3月中旬到4月,确定研究方案,熟悉仿真软件环境,进行相关仿真,查看仿真结果是否与理论一直。撰写论文,修改论文。

3、5月上旬做PPT,准备答辩。

4. 研究创新点

波导销钉电感滤波器由于其适用频段高、插入损耗小、易于大批量生产等特点,现在仍广泛应用于微波领域。

波导销钉滤波器最快捷的设计方法是使用模式匹配法,这个方法能很精确的设计出滤波器的尺寸和频率响应。

但是对于一般的设计者而言,模式匹配法的算法比较复杂,编程比较困难。

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