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应用实例

宽带伪椭圆波导滤波器

本示例描述了波导滤波器的仿真,该滤波器除了几个光圈之外,还包括 E 平面和 H 平面腔背反相器[1]。图 1 以 CAD 格式显示了基本几何结构,其中 E 平面腔背反相器位于波导上方,H 平面腔背反相器位于波导背面。波导为 WR-90,设计尺寸(包括空腔和光圈的间距和尺寸)可作为参数轻松输入XFdtd模型。结构网格的基本单元尺寸为 0.4 毫米,所有部件均使用固定点,以确保 FDTD 网格线与 CAD 尺寸重叠。

输入端口采用了基频模式,如图 2 的剖面网格视图所示。输入激励的频率为 12 GHz,这确保了仿真中器件 8 至 12 GHz 范围内的频率含量。模拟输出将包括输入和输出端口的 S 参数、器件内瞬态电场传播的一些图像以及电场随时间变化的点传感器。

 

Fig1_cadmodel

图 1:用 XFdtd 制作的设备 CAD 图。

 

图 2:显示输入端口激励的器件 XFdtd 网格横截面图。
 
图 2:显示输入端口激励的器件 XFdtd 网格横截面图。
 
 

仿真需要大约 122 MB 的计算机内存,在 NVIDIA C1060 Tesla GPU 卡上运行到 -45dB 收敛仅需 14 分钟多一点。

仿真之后,发现每个端口的 S 参数(如图 3 所示)与论文中报告的测量值非常吻合。图 4 显示了滤波器横截面上某一时刻的瞬态电场。图 5 显示了以每个端口为中心点的瞬态电场。

 

图 3:在 XFdtd 中模拟的器件 S11 和 S21 结果。

图 3:在 XFdtd 中模拟的器件 S11 和 S21 结果。

 

图 4:滤波器中传播的瞬态电场。

图 4:滤波器中传播的瞬态电场。

 

图 5:滤波器输入和输出端口的电场点传感器。

图 5:滤波器输入和输出端口的电场点传感器。

 

参考资料

  1. Q.Q. F. Zhang and Y. L. Lu, "Design of Wide-Band Pseudo-Elliptic Waveguide Filters With Cavity-Backed Inverters,"IEEE Microw.Comps.通讯》,第 20 卷,2010 年 11 月,第 604-606 页。

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