腔体滤波器功率容量快速仿真及测试
滤波器(filter)仿真与设计ADS
其中功率损耗,等于单位时间内的耗能。
注意:在应用这个定义时,必须区分有载和无载Q。
2012-6-30
一、滤波器基本知识
1.5 滤波器的设计方法
分布参数法 影像参数法 集总参数法 网络综合法
2012-6-30
一、滤波器基本知识
1.5 滤波器的CAD设计过程
选定电路 拓扑结构 (1)全面分析电路应用场合与设计指标,选定合适 可行的电路拓扑结构。 (2)由近似设计公式、参数表格或等效电路综合获 设计初值 得电路设计初值。 (3)无源电路仅需进行 S 参数仿真。 电路仿真 (S 参数仿真) (4) 平面或多层平面电路采用 Moment 或 EMDS 仿 真器;腔体或同轴等立体电路采用 HFSS 仿真。 (5)数据分析及后处理中,由 S 参数可以得到 Z 参 电磁仿真 电路优化 数据分析及 后处理 数、Y 参数、端口放射系数、端口驻波系数等其它 相关结果。 (6)电路优化和电磁优化。
一、滤波器基本知识
1.1 滤波器功能概述
在特定频率或频段内的频率分量做
加重或衰减处理
阻抗匹配 相位(或时延、慢波)处理及补偿
2012-6-30
一、滤波器基本知识
1.2 滤波器原理
dB
通常采用工作衰减来描述滤波器的衰减特性,即
L A 1 0 lg Pin PL
dB
2012-6-30
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三、上 机 仿 真 实 践
下面参考《ADS2008射频电路设计 与仿真实例》第四章内容,开始上机 实践。 思考:书中高低阻抗结滤波器设计实例,其
所建模型是不准确的!请同学们思考为什么?
2012-6-30
四、课 后 作 业
(1)使用ADS设计1个平行耦合谐振单元带通滤波器,该滤 波器为5节切比雪夫带通滤波器,所用基片介电常数为10.2, 基片厚度为0.635 mm,导体材料为金,信号层厚金属厚度为 0.017mm,正切损耗角为0.002。 设计指标为通带中心频率=10 GHz,3dB带宽1.5GHz,相 对中心频率的归一化带宽FBW=15%,通带内波纹为0.1dB。阻 带边频8.8GHz与11.5GHz处衰减要大于20dB。 注意:参考《射频电路设计-理论与应用》(电子工业出版 社),第5章5.4.4节内容,给出各阶段设计的ADS截图并结 合说明文字(同时包括该设计的ADS工程),3月8号之前提 交所完成作业,jh_deng@。作业命名规范:学 生学号_3.doc;学生姓名拼音全拼_filter_prj。
微波腔体滤波器的快速设计及仿真
微波学报
JOURNAL 0F MICROWAVES
文章编号:1005-6122(2006)04JD053舭
微波腔体滤波器的快速设计及仿真+
V01.22 No.4 Aug.2006
邓贤进1’2 李家胤2 张健1
(】.中国工程物理研究院电子工程研究所,绵阳621900;2.电子科技大学,成都610Q54)
万方数据
56
微波学报
2006年8月
5 000
Mkrl Mkr2 Mkr3
5 25GHz
5 2055GHz 5 2905GHz
-0996dB -O 648dB -0 547 dB
GAlN 5col“ 5000 dB
.45 00 Center 5 25000GHz 1℃oId 30015 k
BH 4MHz RuRsofr
12.96mm
s:2/6=s二/6=1.55,贝q s::=s:。=1.55×16=
24.8mm
s:3/6=1.70,则5:3=1.70×16=27.2mm
4 ANSoFT-HFSS结构仿真
本文采用一种支持结构仿真的软件Ansoft-HF— Ss来进行滤波器仿真。Ansoft—HFss软件是一种功 能强大的三维电磁仿真分析软件,它具有强大的场 分析功能,具有很高的精度。特别是在设计微波电 路方面有很大的用处。
圆杆直径:do=d5=8.58mm,d1=d4=6.12mm,
d2=d3=5.86mm
轴线间距:s:1=.s45=1 2.86mm,.s12=s34= 24.54mm,s:3=26.80mm
图4滤波器腔体内设计尺寸
O .5 .10 .15 —20 .35 —30 .35 .40 45 .50 4
hfss腔体滤波器设计实例
hfss 腔体滤波器设计实例在微波带通滤波器的设计中,我们经常采用腔体交指型结构。
它具有插损小、带外抑制度高、结构紧凑、体积小等优点。
对于腔体交指型带通滤波器的设计,现在比较广泛的的思路是:只考虑相邻两耦合杆之间的耦合关系,忽略相邻杆以外的边缘电容的影响,因而采用两个沿结构传输的TEM 正交模来描述,即奇模和偶模。
而实际在这种滤波器结构中所有的谐振杆之间都存在耦合,因此这种方法只是一种简化的近似设计。
采用这种方法设计的产品性能差,表现在带内插损和波纹大,矩形系数不好等,一般无法满足现在通讯的要求,我们还要花大量的精力对滤波器进行调整,以提高其性能。
甚至需要重新加工再生产,这大大增加了产品的研制成本和周期。
因此我们必须对滤波器进行精确的设计,即在工程设计中将所有谐振杆的耦合都考虑进去,而这不是传统的手工计算可以完成的,必须借助计算机软件进行辅助设计。
自上世纪70 年代以来,CAD 工具在微波工程领域得到越来越广泛的应用。
经过多年的发展,目前国内外已有多种微波CAD 软件,而以Ansoft公司的HFSS 效果最佳。
通过该软件我们可以方便的得到各种物理模型,进而对该模型进行电磁场的仿真。
计算结束后我们就可以得到所需的场结构和相关的S 参数,也就知道了该滤波器的电性能情况。
本文用一个实例介绍了一种设计思路,借助计算机利用Ansoft 公司的HFSS 软件对腔体交指型滤波器进行精确设计,实验表明用这种方法设计的滤波器有通带平坦、插损小、精确度高等特点。
hfss 腔体滤波器设计实例下面通过一个S 波段的五级滤波器的设计实例加以说明。
首先我们通过简化的近似计算得到该滤波器的几何数据的初值,由于这类滤波器的粗略设计的方法已经很成熟,因此这里不进行详细介绍,直接给出(详细情况可参看《现代微波滤波器的结构与设计》)。
但这一步也是非常重要的,初值的好坏直接关系到我们利用软件计算优化的快慢。
我们知道,对交指型滤波器的理论分析由平行耦合线滤波器演化而来。
腔体滤波器功率容量分析和应用
腔体滤波器功率容量分析和应用1气体击穿现象任何气体都由原子和分子组成,它们都是中性粒子。
而且,由于宇宙射线电离或其他现象(例如光电效应),气体里面都会存在少量的电子和带电粒子(离子①)。
由于电场作用,气体中的电子和带电粒子会沿电场方向加速运动,与路径上的中性粒子或容器边沿发生碰撞。
其中电子碰撞起主要作用。
离子越重,加速越慢,则碰撞机会越少,因此碰撞中远不及电子赋予的能量。
1.1粒子碰撞根据空气动力学经典理论(布朗运动:分子永不停息地做无规则的运动。
),气体中的电子、原子、分子、离子可以视为随机状态下小范围自由运动的刚性小球,且这些球之间有相互碰撞。
呈现出碰撞的类型有两种:弹性碰撞和非弹性碰撞。
1)在弹性碰撞中,电子或离子从原子中弹出,只和原子交换能量,而不改变原子的状态。
转移给靶原子的能量不能激发靶原子内的电子时,所转移的能量就使靶原子作为整体而反冲。
2)非弹性碰撞中,电子的能量足够高,它们消耗自身的能量改变原子内部的状态。
碰撞后被激发的原子通常会很快回到它的基态能级,原子得到的能量会被辐射出来。
如果电场足够高,一些电子在碰撞中就会从原子电离出其他电子,产生二次电子和正离子。
1.2扩散在气体媒质中,粒子浓度或速度的梯度会导致沿梯度降低方向产生粒子流,这个粒子流称为扩散。
在电离气体中,电子被原子和分子沿外加电场的方向散射,散射的电子被气体容器表面吸收。
这些电子的损失被认为是扩散作用的结果。
虽然扩散的主要因素是电子的自由扩散,但扩散速率取决于电子浓度、场梯度、电子产生率、几何特征、尺寸及容器的表面条件等。
此外,扩散速率还依赖于电子和离子的相互作用。
1.3吸附效应电子可能被吸附在气体的中性粒子上。
一旦被吸附,被吸附的电子在离子化过程中不会再发挥任何作用,这是因为中性粒子的重量是电子的2000倍以上。
因此,中性粒子的速度比自由电子慢得多,它与失去的电子等价。
必须注意,这里失去的电子和扩散过程中的不一样,扩散过程的电子运动是场作用的结果。
腔体滤波器的仿真 优化及测试
17.18
21.69
S11(-20dB )
6.20
8.74
17.67
17.47
23.87
微波腔体滤波器综合设计
基于输入反射群延迟带通滤波器设计
谐振器耦合间距初始值
位 置 S0 S12 S23 S34 S45 S0
间 距
7
13.3 14.6 14.6 13.3
7
实验内容
数值模拟实验
在CST MWO中建立如图三维模型后,设置两 端同轴馈入激励端口,设置频率范围以及网格划分 设置,选择频域求解器中快速S参数模式计算。
实验内容
Group Delay (ns)
(4)滤波器S11 参数调试
6 5.5
5 4.5
4 3.5
3 2.5
2 1.5
1 2.35
45 40 35 30 25 20 15 10
5 0 2.35
2.4
2.45
2.5
Frequency (GHz)
12 10
8 6 4 2 0 2.35
2.4
2.45
2.5
实验内容
数值模拟实验
实际上调试到中间谐振器时,整个模拟仿真过程 可以基本完成,因为滤波器为对称结构设计,故后半 部分结构参数与调试好的前半部分结构参数一致即可。 最后,以调试完成的结构参数进行滤波器整体仿真、 优化,一般情况下只需少量细微参数调整即可获得满 意的仿真结果。
实验内容
数值模拟实验
实验内容
微波腔体滤波器综合设计
滤波器辅助设计软件
通常的做法是根据要求的指标通过查最大平坦 度图来确定合适的腔数;
根据相对带宽和滤波器的归一化低通元件值, 算出腔间耦合系数和外界Q值的理论值;
滤波器功率容量仿真
1功率容量仿真1.1 不同级数滤波器功率容量的仿真以下各图为4 ~8级切比雪夫滤波器的响应曲线和各谐振腔所承受的功率。
其中心频率均为1950MHz ,带宽均为100MHz ,回波损耗均为20dB ,输入功率均为40dBm 。
1.851.901.952.002.051.802.10-40-30-20-10-500freq, GHzd B (S (1,1))d B (S (2,1))1.91E9 1.93E9 1.95E9 1.97E9 1.99E91.89E92.01E9343638403242frd B m (v 1[::,1])d B m (v 2[::,1])d B m (v 3[::,1])d B m (v 4[::,1])1.851.901.952.002.051.802.10-50-40-30-20-10-60freq, GHzd B (S (1,1))d B (S (2,1))1.91E91.93E91.95E91.97E91.99E91.89E92.01E935403045frd B m (v 1[::,1])d B m (v 2[::,1])d B m (v 3[::,1])d B m (v 4[::,1])d B m (v 5[::,1])1.851.901.952.002.051.802.10-60-40-20-800freq, GHzd B (S (1,1))d B (S (2,1))1.91E91.93E91.95E91.97E91.99E91.89E92.01E935403045frd B m (v 1[::,1])d B m (v 2[::,1])d B m (v 3[::,1])d B m (v 4[::,1])d B m (v 5[::,1])d B m (v 6[::,1])1.851.901.952.002.051.802.10-80-60-40-20-1000freq, GHzd B (S (1,1))d B (S (2,1))1.91E91.93E91.95E91.97E91.99E91.89E92.01E935403045frd B m (v 1[::,1])d B m (v 2[::,1])d B m (v 3[::,1])d B m (v 4[::,1])d B m (v 5[::,1])d B m (v 6[::,1])d B m (v 7[::,1])1.851.901.952.002.051.802.10-80-60-40-20-100freq, GHzd B (S (1,1))d B (S (2,1))1.91E91.93E91.95E91.97E91.99E91.89E92.01E9354030frd B m (v 1[::,1])d B m (v 2[::,1])d B m (v 3[::,1])d B m (v 4[::,1])d B m (v 5[::,1])d B m (v 6[::,1])d B m (v 7[::,1])d B m (v 8[::,1])比较以上仿真结果可以看出,第一腔和最后一腔所承受的功率始终最小,且均小于输入功率。
一种腔体滤波器全腔仿真的方法
Telecom Power Technology设计应用技术一种腔体滤波器全腔仿真的方法孟弼慧,孙雷,刘志军(京信射频技术(广州)有限公司,广东腔体滤波器的应用十分广泛,然而目前的腔体滤波器的仿真设计与实物加工往往存在较大偏差。
该背景下,介绍了一种腔体滤波器仿真方法,采用导纳矩阵提取滤波器的耦合矩阵及谐振频率,通过优化和迭代从而达到腔体滤波器全腔精确仿真的目的。
通过实例分析与样品制作,验证该方法可行,仿真效率耦合矩阵;谐振频率;腔体滤波器A Full Cavity Simulation Method for Cavity FilterMENG Bihui, SUN Lei, LIU Zhijun(Jingxin Radio Frequency Technology (Guangzhou) Co., Ltd., GuangzhouAbstract: During the construction of mobile communication networks, cavity filters are widely used, but theresimulation design and physicalthis context, the article introduces a simulation method for cavity filters, which uses admittance matrix to extract the 2023年7月10日第40卷第13期· 29 ·Telecom Power TechnologyJul. 10, 2023, Vol.40 No.13孟弼慧,等:一种腔体滤波器 全腔仿真的方法(1)多端口导纳矩阵谐振频率提取的方法。
根据滤波器设计理论,对于一个无功率损耗的谐振器,其谐振时实部与虚部为0。
各谐振器的谐振频率计算公式为()(){}n3n,3n ωIm 0y ω =(2)式中:ω表示角频率,ω=2πf ;f 表示谐振频率;ωn 表示第n 个谐振器的角频率;y (3n,3n)(ω)表示第n 个谐振器对应的导纳矩阵中的Y 参数。
一种Ka波段腔体滤波器的设计
) 1l = 0o g 扭 ( ) 3
sk _ 散射矩阵即可得到基本单元的传输特性。
由电磁场 的基本理论可知 ,I I 和I 区边界面S 上横
向场分量相等,即:
:
引
}n l / = ,
经 计算可 以得到I I 区入波 幅度和 出波 幅度 的 和 I
对于无耗无源双端口 网络, l I f I 存在 s , + 2=
4 o 中 新 # 业 2 1 1 4 阖高 技 企 01 1
一
种 K 波段腔体滤波器的设计 a
李 克有
( 吉林 长 邮通 信 建设 有 限公 司 , 吉林 长春 1 0 1 3 0 2)
摘要 : 文章介绍了如何设计实现一个波导腔插片式 K 波段毫米波带通滤波器,通过在波导腔内对称插入不 a 同长度的 有 限厚度金 属 膜 片,形成 矩形 波导 的不连 续过 渡从 而 实现 带通 特性 。腔体 滤波 器的 HFS 真 结果 S仿 和矢量网络分析仪的测试结果基本吻合,能够满足实际需要 的技术指标。滤波器中心频率 3 . H ,通带宽 6G z 2
在毫米波系统 中由于波导 的传输特性优 良,在系 统体积要求不太严格的情况下,都优先考虑使用波导
器件 。尤其是在滤波器,功分器 以及耦合器等方面,
其回波损耗可以表示为:
() 1l [ , ) d =0 g 一 ( f B o1 ‘ ]
() 4
波 导器件具有损耗小,功率容量大等 电气性能 。因此 本 文的毫米波段混频后的边带抑制滤波器采用矩形波
FBAR_滤波器TRL_校准的仿真与测试
引用格式:丁文波, 徐鹏, 李劲, 等. FBAR 滤波器TRL 校准的仿真与测试[J]. 中国测试,2024, 50(1): 138-144. DING Wenbo, XU Peng, LI Jin, et al. Simulation and testing of TRL calibration for FBAR filter[J]. China Measurement & Test, 2024, 50(1): 138-144.DOI: 10.11857/j.issn.1674-5124.2022100160FBAR 滤波器TRL 校准的仿真与测试丁文波1, 徐 鹏1, 李 劲1, 周明睿1, 章景恒2, 马新国1, 吕 辉1(1. 湖北工业大学芯片产业学院,湖北 武汉 430068; 2. 武汉衍熙微器件有限公司,湖北 武汉 430205)摘 要: 针对薄膜体声波谐振腔(FBAR )滤波器测试夹具误差校准,提出一种改进的TRL 校准方法,将三维电磁仿真和TRL 计算结合,用于测试套件(夹具和TRL 校准件)的前期设计与优化,确保TRL 校准件达到足够精度。
由于DUT (device under test ,待测器件)参数未知,实测中采用四种不同结构的测试套件,校准前各组测试结果差异较大,但TRL 校准后高度吻合,通带内的差异小于0.2 dB ,不但精准确定DUT 真实参数,而且表明本TRL 校准方法对于不同结构夹具去嵌入的有效性。
该仿真计算不仅可以设计高精度测试套件,避免过度依靠实测,并且可与实测相互验证,并可推广到其他微波器件的测量,节省测试成本。
关键词: TRL 校准; 薄膜体声波谐振腔滤波器; 电磁仿真中图分类号: TM931;TB9文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2024)01–0138–07Simulation and testing of TRL calibration for FBAR filterDING Wenbo 1, XU Peng 1, LI Jin 1, ZHOU Mingrui 1, ZHANG Jingheng 2, MA Xinguo 1, LÜ Hui 1(1. School of Chip Industry, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China; 2. Wuhan Yanxi MicroComponents Co., Ltd., Wuhan 430205, China)Abstract : An improved TRL calibration method is proposed for the error calibration of thin film bulk acoustic resonator (FBAR) filter test fixture, which combines 3-D electromagnetic simulation and TRL calculation for the preliminary design and optimization of the test kit (fixture and TRL cal-kits) to ensure that the TRL cal-kits achieves sufficient accuracy. Because the parameters of the DUT (Device Under Test) are unknown, four test suites with different structures are used in measurements. The test results of each group differ greatly before calibration, but coincide highly after TRL calibration, and differences in the passband are less than 0.2 dB. This not only accurately determines the true parameters of the DUT, but also shows the effectiveness of this TRL calibration method for the de-embedding of fixtures with different structures. The simulation calculation can not only design high-precision test suite to avoid over-reliance on measurements, but also mutually verify with measurements, and can be extended to other microwave devices to save test costs.Keywords : TRL calibration; FBAR filter; electromagnetic simulation收稿日期: 2022-10-28;收到修改稿日期: 2023-01-16基金项目: 国家自然科学基金项目(41171291);武汉衍熙微器件有限公司合作项目(2021004);湖北工业大学启动基金(2019057)作者简介: 丁文波(1998-),男,江西南昌市人,硕士研究生,专业方向为集成电路。
腔体滤波器温度补偿和温度试验
腔体滤波器温度补偿和温度试验作者:冯文文李磊王惠生来源:《现代电子技术》2015年第10期摘要:为了减小腔体滤波器随温度变化对性能的影响,利用CST仿真软件对腔体滤波器进行温度分析,并结合ADS软件对该滤波器进行模拟,得出60 ℃温差下的幅相变化数据和频漂数据。
设计了一个采用双导体结构的滤波器,该滤波器盒体为铝合金材料,谐振杆和调谐螺钉为殷钢。
通过分析温度试验中误差的影响因素,提出一种较小误差的温度试验方法,并对调试好的滤波器进行温度试验,试验结果显示该滤波器的频漂为5.6 ppm/℃,试验数据跟仿真结果吻合。
关键词:腔体滤波器;温度补偿;殷钢谐振器;温度试验中图分类号: TN911⁃34 文献标识码: A 文章编号: 1004⁃373X(2015)10⁃0131⁃030 引言微波滤波器广泛应用于各种通信系统中。
通常情况下,微波滤波器要在较宽的温度范围内工作,当环境温度发生变化时,滤波器由于谐振腔的热胀冷缩,其谐振频率会产生变化,由此可能导致滤波器驻波比变大,损耗增加,相位出现偏移等情况,也就是常说的温度漂移现象。
如果温度漂移引起的幅相变化超过某一数值,将会影响信号的传输质量。
因此对微波滤波器进行温度补偿非常必要。
滤波器温度补偿的方法有很多种,文献[1]通过一个可以随温度自动调整的谐振杆,来保证谐振杆跟腔体之间的电容不变,以进行温度补偿;文献[2]使用形状记忆合金制作的弹簧装置进行温度补偿;文献[3⁃4]利用介质材料与金属材料相反的热膨胀系数对谐振腔进行温度补偿;文献[5]选用不同温度系数的材料,使材料温度变化对谐振频率的影响相互抵消。
综合考虑加工、成本、可靠性等因素,本文利用CST仿真软件,采用双导体结构,优化谐振腔各部分的尺寸参数[6],设计了一个外腔体用铝材,谐振杆用殷钢的滤波器,并利用ADS仿真软件计算出窄带滤波器的温度特性。
同时,本文将温度试验方法进行了改进,减小了试验误差。
滤波器温度试验结果表明该滤波器的温度漂移特性跟仿真结果吻合。
最新 微波测量实验教学中的时域测试——腔体带通滤波器调试-精品
微波测量实验教学中的时域测试——腔体带通滤波器调试微波测量课程具有较强的理论性和实践性,目的是使学生掌握现代微波测量的基础理论和微波测量仪器原理、方法与应用,在科学实验或生产实践中能制定合理测试方案,选用合适的测量仪器设备,正确处理测量数据,培养学生实验和工程应用的方法与操作技能。
由于微波测量仪器设备种类繁多,价格昂贵,部分实践教学侧重于演示性实验,或者由于可供学生使用仪器设备缺乏取消实验内容。
综合设计型实验教学内容设计更是缺乏。
鉴于以上几点,本文提出以腔体滤波器为微波测量课程典型实验教学对象,开发设计一个综合性实验教学课程内容,即通过腔体滤波器的理论计算和实验调试的小型微波工程设计样例,使学生掌握矢量网络分析仪校准技术与操作,矢量网络分析仪的时域测量技术,微波腔体滤波器的时域调谐技术以及其主要性能指标参数测量,具有很强的综合性能力训练特点。
一、基于输入反射群延迟带通腔体滤波器调试现代微波滤波器的设计大多使用网络综合法,以衰减、相移函数为基础,通过网络综合理论得到滤波器低通原型电路,然后通过频率变换函数,将低通原型转换为低通、高通、带通、带阻等各种滤波器电路,最后利用相应的微波结构来实现集总元件原型中的各元件。
这种设计方法,计算相对简单,有较好的近似度,且能导出最佳设计。
由于滤波器中心频点的反射群延迟可以通过低通原型、LC带通结构以及耦合系数得到简便的显式表达式,相对而言,其理论设计与调试过程简便清晰。
本实验中需要通过滤波器反射群延迟时间来进行滤波器性能调试,因此首先要对矢量网络分析仪进行单端口校准;待滤波器调谐螺钉调试完毕后,再进行矢量网络分析仪的全二端口校准,完成滤波器各项性能指标测试。
本实验中所调试的滤波器为S波段5阶腔体滤波器,设计中心频率2.45GHz,带宽100MHz,插损小于1dB,2.05GHz、2.85GHz抑制度大于80dB。
滤波器各阶反射群延迟如表1所示(S11=-21dB),。
腔体滤波器功率容量快速仿真与测试
知识回顾 Knowledge Review
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被测件
功率计
2.功率容量的测试
由滤波器的原理,功率容量有平均功率容量 及峰值功率容量。
平均功率容量主要考查滤波器的散热性,腔体 滤波器为金属腔,导热性比较好。
峰值功率容量决定滤波器能否会被击穿,因此 大多测试峰值功率容量。
测试时,使用边缘最高频率、边缘最低频率 , 这两处是最容易击穿的。
3.CDMA信号功率测试
建立仿真模型
1.建立如图所示仿真模型
2.如图所示添加激励端口 点图标 开始仿真
使用参数扫描法计算需要的结构及频率 如图所示,得到几组相近的频率 采用需要的频点位置及合适的尺寸 如图改变h(谐振柱高度),得到一组频率,与
腔体间最小间隙间隙如下表:
频率 1.165 1.38 1.50 1.61 1.69 间隙 0.5 1.13 1.75 2.375 3
以上测试方法采用的是高温低气压方式测试常温常压的功率要求,使 用了低气压设备,对功放的要求不能满足时使用,只需要峰值输出功率能 够达到500W左右的功放即可测试。
通常情况应在尽可能大的功率条件下,再折算成低气压测试进行测试。
4.GSM信号的功率测试
考虑到GSM信号的峰均比很小,一般功放功率都 可以达到,可以直接采用GSM信号测试大功率性 能,不用采用脉冲调制信号测试,此时应该注意 测试时间为从加功率开始,一直到温度达到平衡 为止,开始计时,持续时间10分钟,因为GSM信 号的平均功率比脉冲调制信号的平均功率大,会 引起温升,需要考虑温度平衡时间。
腔体参数设置如右图
从下图得到需要的频率
3. 再通过上表得出的频率设置场强监视点。 分别仿真每个间隙对应的场强值,设置场监视器。 查看如图所示S参数曲线
腔体双模滤波器仿真设计
腔体双模滤波器仿真设计
李军;方建洪
【期刊名称】《真空电子技术》
【年(卷),期】2015(0)5
【摘要】随着小型化的需求,腔体双模滤波器因体积小、重量轻等优点被越来越广泛的应用于通信系统中.本文在分析腔体模式的基础上,利用腔体一边切角的方法实现腔体中简并模式之间的耦合,设计出了单腔体双模滤波器,并得出了影响腔体双模滤波器滤波特性的关键尺寸.
【总页数】4页(P48-51)
【作者】李军;方建洪
【作者单位】中航工业雷华电子技术研究所,江苏无锡214063;中航工业雷华电子技术研究所,江苏无锡214063
【正文语种】中文
【中图分类】TN713
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以上得出的为峰值功率,若是平均功率,需考虑其系统峰均比。通过试 验测试说明,以上数值是可信的。
二、关于大功率测试
1.大功率测试主要方法:
常温常气压测试方法 常温低气压测试方法 高温低气压测试方法
功率容量测试方框图
功率计
功率计
被测件Байду номын сангаас
信号源: E4432B 功放:CW 450W PW 1000W 功率计:NRT-Z44,E4418 大功率负载
2.功率容量的测试
由滤波器的原理,功率容量有平均功率容量 及峰值功率容量。 平均功率容量主要考查滤波器的散热性,腔体 滤波器为金属腔,导热性比较好。 峰值功率容量决定滤波器能否会被击穿,因此 大多测试峰值功率容量。 测试时,使用边缘最高频率、边缘最低频率 , 这两处是最容易击穿的。
3.CDMA信号功率测试
4.GSM信号的功率测试
考虑到GSM信号的峰均比很小,一般功放功率都 可以达到,可以直接采用GSM信号测试大功率性 能,不用采用脉冲调制信号测试,此时应该注意 测试时间为从加功率开始,一直到温度达到平衡 为止,开始计时,持续时间10分钟,因为GSM信 号的平均功率比脉冲调制信号的平均功率大,会 引起温升,需要考虑温度平衡时间。 当然,也可以采用脉冲调制信号测试,不用考虑 温度平衡时间。
腔体滤波器功率容量 仿真及测试
影响腔体滤波器功率容量因素
谐振器是滤波器的基本组成单元,其储能 大小决定着滤波器功率容量。 滤波器中最大场强由以下几个方面决定:
谐振器结构设计 负载的失配情况 滤波器电路阶数
输入的峰值功率 滤波器带宽 滤波器拓扑结构
一、功率容量仿真
仿真步骤: 1、建立谐振腔模型 2、设置激励端口 3、设置场监视器 4、计算场强值 5、计算最大功率容量 6、安全比例系数
频率(GHz) 间隙(mm) 场强V/m 计算功率(W) 考虑安全系数 1.165 0.5 233704 164.78 61 1.38 1.13 87193 1183 450 1.50 1.75 51973 3331 1300 1.61 2.375 39540 5756 2100 1.69 3 31004 9362 3500
0.5 1.13
1.50
1.75
1.61
1.69
2.375 3
腔体参数设置如右图
从下图得到需要的频率
3. 再通过上表得出的频率设置场强监视点。 分别仿真每个间隙对应的场强值,设置场监视器。 查看如图所示S参数曲线
4.由下图得出频率为1.165处场强为 2.33704e5V/m
5. 最大功率容量:Pmax=(Ep/Emmax)^2 Pmax=(3000000/233704)^2=164W 同样方法得到以下一组数据: 6.加入安全系数后得到一组数据。
建立仿真模型
1.建立如图所示仿真模型
2.如图所示添加激励端口 点图标 开始仿真
使用参数扫描法计算需要的结构及频率 如图所示,得到几组相近的频率 采用需要的频点位置及合适的尺寸 如图改变h(谐振柱高度),得到一组频率,与 腔体间最小间隙间隙如下表:
频率 间隙 1.165 1.38
CDMA信号的峰均平比为:6~8,我们测试 一般都在10左右。故测试峰值功率容量就可满足 平均功率。 峰值出现的概率为:0.1%。我们采用占空比 为1%的脉冲信号符合这一要求。
测试举例
常温常压 平均功率>150w 峰值功率>1500w 通带频率:869~889M
由功率分布,功率容量最差的频点为边频点889M 温度在45度,通 过降气压到0.6ATM,输入56.8dBm(480W),占空比为1%的脉冲信 号,即可测试1500W峰值功率,测试时间10min(测试条件需要加低气 压设备)。 以上测试方法采用的是高温低气压方式测试常温常压的功率要求,使 用了低气压设备,对功放的要求不能满足时使用,只需要峰值输出功率能 够达到500W左右的功放即可测试。 通常情况应在尽可能大的功率条件下,再折算成低气压测试进行测试。