HFSS的2.4GHz微带带通滤波器设计(4)
1.4 半波长SIR谐振器结构图
以上介绍的微波滤波器的设计理论以及提出的滤波器结构等一系列贡献，都可以说是微波滤波器发展史上具有里程碑意义的重大突破。
1.3 国内外研究现状
1.3 仿真软件HFSS介绍
HFSS（High Frequency Structural Simulator）软件是由美国Ansoft公司研究开发的基于有限元分析法的三文电磁全波仿真软件[ ]，提供E和H场、电流、S参数以及远近场解结构。其适用的场合主要包括天线、滤波器、波导、传输线。HFSS 的优势在于美观大方的操作界面、可靠的仿真精度、快捷的求解速度、优秀成熟的自适应迭代网格剖分技术等，其独有的场计算器能计算分析各种复杂的电磁场分布；其参数扫描功能更是能够对任意参数进行优化和扫描分析。因此，HFSS被广泛地应用于航空、电子、半导体、通信等多个领域，各种射频和微波无源器件、天线和天线阵列[ ]等高频电路结构都是借助HFSS软件的强大支持设计而出。采用以 HFSS 软件作为设计工具，可以提高仿真效率，减少设计时间，降低设计成本。
在滤波器设计中，HFSS特有的功能为设计者提供了很多帮助，包括：①谐振单元的本征模求解和参数扫描功能；②集总参数端口的激励设置；③空气腔和边界条件的设置；④S参数和相应端口阻抗的归一化S参数；⑤自适应迭代求解分析过程。计算机硬件越强大，操作系统越优良，HFSS所能计算的问题规模就越大。其所计算问题的规模包括电路尺寸、参数数量、结构复杂度等要素。所以建模时应该尽量使用紧凑结构、减少参数、简化模型。一般来说，除了在激励区，当结构电尺寸极小（小于二十分之一波长）时，可以忽略其存在而不会对原电路产生较为明显的影响，仿真时可以利用这一点迅速发现问题的所在，修改模型解决问题后，再将模型中尺寸极小的细节加以细化获得更加精确的结果。
设计流程如下：
1) 建立模型、定义变量
2) 设置边界条件、空气腔；
3) 定义输入、输出端口
4) 设置扫描变量
5) 设置求解中心频率、范围、步长
6) 输出S参数求解
1.4 本论文主要工作
随着无线通信技术的不断发展，个人终端产品越来越丰富。为了使得终端在保持体积小，结构简单的前提下朝着高性能发展，微波滤波器的设计与制作创新变得尤为关键。
本论文的具体分析的问题按章节如下:
第1章：针对微带滤波器应用背景和研究意义进行了详细的阐述，然后结合微带滤波器的发展史对微带滤波器的分类（平行耦合型、发夹型、交指型等）进行了一个简单的归纳；通过对国内外研究现状的简单介绍，总结了几种微带滤波器性能的提升技术，包括DGS、双模、马刺线等。最后对介绍了本文采用HFSS软件仿真的优势。
第2章：重点探讨了关于二端口网络和S参数的物理意义等问题，是一种研究滤波器网络的各项指标的基础方法。
第3章：结合传输线理论，本文对微带线作为传输线的优势和基本参数进行了说明。
第4章：对于滤波器的基本技术指标及滤波器综合设计需用到的基本原理进行说明，对耦合系数和外部Q值得提取做了一些探讨。在众多实现微带带通滤波器的方法中，本论文选择以λg/2型阶梯阻抗谐振器(SIR)作为基本谐振单元来实现滤波器。
第5章：阐述了SIR的基本结构和特性，相对于UIR，它在结构上具有的优势，并推导了SIR并联谐振条件，该并联谐振条件即可指导带通滤波器理论设计。
第6章：基于λg/2型SIR给出一款2阶伪交指型带通滤波器设计。并在此基础上添加马刺线，以达到增大阻带抑制的效果。