最近接触滤波器设计，有很多问题想请教高手。

saladrf

最近接触滤波器设计，有很多问题想请教高手。
1 S) G" _+ A" ~$ F5 O# f我们拿到滤波器指标后，根据LAs，LAr确定滤波器原型，阶数，然后得到低通电路圆形和参数，然后转换到带通，把并联电容什么的用K变换器变换到 串联电感，得到的K值就是腔体之间的耦合系数，再确定腔体结构。
; \6 P- \( c% u3 |我看了很多资料以及论坛的帖子，现在多用CARMERON的矩阵综合法，从设计指标得到M矩阵。矩阵综合法一般都用广义cheby原型，相较于传统滤波器原型，它能够自由添加零点，但是无法查表得出原型参数。
那么，M矩阵M值和K值的关系到底是什么？我看到了不同的说法，是不是K=M*FBW？ 现在一般设计流程就是设计零点和阶数，然后软件实现得到耦合矩阵（M矩阵？），然后再转换到K值？有公式说K(ij)=M（ij）/ [（波导波长1+波导波长2）/pi*(波导波长1-波导波长2)],到底哪个才是对的？
. w6 |4 v. W# z有资料说，两个端口的耦合值是有Qe确定的，公式是Qe=1/(K^2)？那么我单仿SMA接头模型的时候，直接用HFSS本征求解得出Q值，来判断是否达到设计的k值？
腔之间的耦合，还有资料说K12 = 2(f2-f1) / (f2+f1) .f1，f2是谐振频率，用本征模计算两个频率f1，f2，用此公式计算。仿真时，还要把腔之间的窗口和电感螺钉画进去，再来调节优化。窗口的尺寸和K有没有具体的公式？ 螺钉能等效成T型电路，然后理论上，有没有它对K影响公式？
7 G9 ?, a1 I( |' K* @; w4 g7 B. z具体到矩形波导滤波器和同轴谐振滤波器，两者区别还是不小的，同时看两个，所以我就狂晕。
矩形波导耦合资料说多是用膜片，分隔出一个个的小腔体，先由K计算出膜片缝隙的宽度W，我的理解就是窗口宽度，然后确定波导谐振器（小腔体）的长度，那么，膜片的厚度是怎么确定的？
我看了实物，似乎就是直接在金属件上面开槽实现腔体的，这应该就是膜片实现的形式吧？
5 u' _. j( r% [% @! p* a1 [, R另外怎么根据Q值（原始指标应该是无载Q）判断腔体结构，是不是也要根据它设计腔体件的耦合值？怎么做的？
/ d4 H3 P* u% ~' i, @# j现在脑袋一片胡乱，还请诸位高手指点迷津。
谢谢！
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funeng3688

有很多种方法计算耦合系数，参见：https://www.eda365.com/thread-195429-1-1.html。

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funeng3688

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有资料说，两个端口的耦合值是有Qe确定的，公式是Qe=1/(K^2)？那么我单仿SMA接头模型的时候，直接用HFSS本征求解得出Q值，来判断是否达到设计的k值？

----没看明白啥意思。
* {! M) x5 |9 s4 Y/ D----是不是写错了？估计应该是两个谐振腔（杆）的耦合值是由Qe确定的吧？
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腔之间的耦合，还有资料说K12 = 2(f2-f1) / (f2+f1) .f1，f2是谐振频率，用本征模计算两个频率f1，f2，用此公式计算。仿真时，还要把腔之间的窗口和电感螺钉画进去，再来调节优化。窗口的尺寸和K有没有具体的公式？ 螺钉能等效成T型电路，然后理论上，有没有它对K影响公式？
5 I' F) |; P; H----都没有公式。
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( \( u& l+ P( s, S
; m) F' U+ G7 r; q1 `; P0 j4 }$ R具体到矩形波导滤波器和同轴谐振滤波器，两者区别还是不小的，同时看两个，所以我就狂晕。

0 `6 c, G/ i$ i+ W3 h( v矩形波导耦合资料说多是用膜片，分隔出一个个的小腔体，先由K计算出膜片缝隙的宽度W，我的理解就是窗口宽度，然后确定波导谐振器（小腔体）的长度，那么，膜片的厚度是怎么确定的？
3 a" v6 q" R2 N( c- g4 B1 F8 k----无需严格确定膜片厚度，普通能机械加工出来的厚度就行。

# C2 D0 a) g9 ?5 a% {' j  H  `我看了实物，似乎就是直接在金属件上面开槽实现腔体的，这应该就是膜片实现的形式吧？
5 T( a; i  R6 k( s' t' z# W+ p* E! l----是啊，普通能机械加工出来的厚度就行。或者说与波长（或者说横截面尺寸）相比，厚度很小就行。

另外怎么根据Q值（原始指标应该是无载Q）判断腔体结构，是不是也要根据它设计腔体件的耦合值？怎么做的？
! s1 d) X! r0 D" y----腔体结构变化不大吧。
----前面说过是无载Qe值确定腔体间的耦合系数。


8 Q; L  y, ^* u& y有很多种方法来仿真耦合系数，我建议先按照其中某一篇文章所介绍的方法和公式，做一遍完整的仿真设计流程。
/ S# Z& }1 Z" I1 T1 D# E0 z! f: i再换另一种方法和公式来做，仔细对比体会差异，做多了，自然就成为高手。

funeng3688

那么，M矩阵M值和K值的关系到底是什么？我看到了不同的说法，是不是K=M*FBW？ 现在一般设计流程就是设计零点和阶数，然后软件实现得到耦合矩阵（M矩阵？），然后再转换到K值？有公式说K(ij)=M（ij）/ [（波导波长1+波导波长2）/pi*(波导波长1-波导波长2)],到底哪个才是对的？

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----是有这个公式：K=M*FBW？但有时候M矩阵中的M值是归一化的，这里的FBW是带通滤波器所要求的相对带宽。我的理解是这个公式中的M值不能归一化。所以我到现在也没明白M值搞个归一化有什么意义？

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K(ij)=M（ij）/ [（波导波长1+波导波长2）/pi*(波导波长1-波导波长2)]，这个公式第一次见到，一般都不这样写。很显然可以将波导波长变为频率，那就是常见的公式。

: ~$ C& _3 h6 N, J  M9 J% W

----所以两个公式都是对的。

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----第一个公式是从理论上确定耦合系数。而第二个公式是要从结构尺寸上拟合耦合系数！

----所谓拟合，就是3D建双腔模型，求本征频率f1、f2，算出K(ij)，看是否符合耦合系数。如果不符合，那就要根据经验调整3D模型结构尺寸，再仿真出本征频率，算出

K(ij)，反复几个回合，直至达到所要求的耦合系数为止。

) k7 s3 B, b& C0 P! q

saladrf

谢谢版主！谢谢！
我在好几个射频微波论坛中都用Ctrl-C，Ctrl-V问过这么多的问题，居然没有一个人出来回答一星半点。一大波人都跟贴说：“同问。”  心都凉了。

, p5 n( h+ o3 X- {' [0 s没想到EDA365论坛这么温暖！
! W" S3 ^. B1 b2 s

taconic

楼主是周星星演的唐百虎，连珠炮打退了一波波高手。

rfv5

taconic 发表于 2019-2-12 09:29
( k- i& n) Z5 w. p) S5 n6 ^楼主是周星星演的唐百虎，连珠炮打退了一波波高手。

2 O. s* l) ^" d5 ~确实没见过一个贴子，能问出十几个问题的。
$ w2 r3 R9 t' \+ |这也从侧面证明了国内的学习资料有问题：作者以为读者水平都很高，就省略了很多有用的、必须的解释和说明，导致新学员自学困难。
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hotice

' H; L2 E8 }7 v/ I' r3 s
@楼上的：
% P) X6 y1 [7 K, }1 ^3 y8 @' f$ ]4 c于我心有戚戚焉！
6 B; F! e4 l" t" Q+ [, j# |英雄所见略同！
心有灵犀一点通！
同是天涯沦落人！咱俩命运共同体！
深有同感！
" U  S2 b. L+ n相距4.3光年远的量子纠缠态！
4 ^; q& X1 c0 m4 P7 K你就是俺肚子里的蛔虫！

qiaoyu923

saladrf 发表于 2019-2-12 09:19
# Q! W6 W2 _0 J) d7 @+ K: L谢谢版主！谢谢！
我在好几个射频微波论坛中都用Ctrl-C，Ctrl-V问过这么多的问题，居然没有一个人出来回答 ...

哈哈，那就常来论坛逛逛，这里有一帮志同道合的工程师，还有乐于分享的大咖老师！