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应用实例

波导交叉耦合滤波器模拟

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本例演示了在交叉耦合滤波器的复杂结构中使用XFdtd添加波导端口源[1]。滤波器结构由 WR-90 波导组成,波导折叠成紧密的曲线,在曲线的弯曲处有一个光圈耦合腔。波导内还插入了几个光圈。本文详细介绍了设计过程。

在 XFdtd 仿真中,首先将结构创建为 CAD 模型,如图 1 所示。结构的黄色部分是波导滤波器,边缘的两个绿色矩形代表波导端口的位置。结构是根据论文中定义的各尺寸参数列表创建的,如图 2 所示。本次仿真使用的全局网格尺寸为 0.5 毫米,XACT 精确单元技术网格划分应用于弯曲波导部分,固定点网格划分应用于波导端口。这种配置产生了不同的网格尺寸,可在每个几何特征的边缘精确放置网格线。图 3 显示了网格的横截面。

图 1CAD 显示波导交叉耦合滤波器的几何形状。

图 1:波导交叉耦合滤波器的 CAD 几何图形。

图 2XFdtd 参数表,包含交叉耦合滤波器几何结构中使用的所有尺寸。

图 2:交叉耦合滤波器几何图形中使用的所有尺寸的 XFdtd 参数列表。

图 3 交叉耦合滤波器 XFdtd 网格的横截面图。

图 3:交叉耦合滤波器几何形状的 XFdtd 网格截面图。

如图 4 所示,输入端口在波导开口处添加端口,并将分布设置为 TE10 模式。仿真以输入波形执行,输入波形的频率在设备的 8-12 GHz 范围内。在 NVIDIA C1060 Tesla GPU 卡上完成该示例到 -45dB 收敛的时间约为 15 分钟。仿真完成后,输入和输出端口的 S 参数可用,如图 5 所示。

图 4 应用于设备输入端口的 TE10 波导端口激励。

图 4:应用于设备输入端口的 TE10 波导端口激励。

图 5 交叉耦合滤波器几何形状的 S11 和 S21 计算结果。

图 5:交叉耦合滤波器几何形状的 S11 和 S21 计算结果。

参考资料

  1. Q.Q. F. Zhang and Y. L. Lu, "Dimensional Synthesis of Symmetric Wideband Waveguide Cross-Coupled Filters Without Global Full-Wave Optimization,"IEEE Trans.Microw.理论技术》,第 58 卷,2010 年 12 月,第 3742-3748 页。

 

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