基于HFSS的SIR微带带通滤波器设计(2)
5.2 具体的设计过程 26
5.3 本章小结 31
6 滤波器参数对性能影响的讨论 32
6.1 基板厚度对滤波器频率响应的影响 32
6.2 基板材料（相对介电常数）对滤波器性能的影响 33
6.3 抽头位置对滤波器性能的影响 34
6.4 耦合间距对滤波器性能的影响 36
6.5 本章小结 36
结 论 37
致 谢 38
参考文献39
1 引言
1.1 研究背景及意义
微波指的是一种特殊的电磁波，其频率范围为 ，其波长为 。这个波段的电磁波应用十分广泛，在如今的通信、测量、医疗、导航等社会各个领域都占有重要地位。在上个世纪中，微波领域的科学技术在无线电领域的应用得到了飞速的发展,产生了大量的新技术。通信市场与其他市场对微波技术庞大的需求推动着微波理论与技术的进一步发展。在现代的通信、导航等各种系统中，最广泛使用的元器件就是微波滤波器。在微波电路中，微波滤波器无可争议的核心，各个系统的工作质量都受微波滤波器性能好坏的影响。从本质上考虑，任何一个微波滤波器都可以看做一个二端口的网络，它的频率响应的特点一般可以这样表述：在通带内让信号以最小衰减的形式进行传输，而在阻带内让其衰减，进而控制信号的频率响应，保障各种电子设备运行正常，提高通信的传输水平。
在较低的频段，一般可以使用集总参数滤波器，但是随着工作频率的不断上升，集总参数滤波器的工作波长会不断下降，当工作频率到达较高频段的时候，它的工作波长已经接近元件的尺寸，这时集总参数滤波器的Q值会剧烈地降低，从而会引起其插入损耗的增加，对滤波器的频率响应会有较大的影响。因此，在较高（包括微波）频段，对滤波电路的分析应该使用分布参数元件。
在微波频段中，微带滤波器的设计理论基础是分布参数，微带滤波器具有价格较低、体积较小、便于集成等多方面优点，因此应用广泛。目前，对微带带通滤波器的研究比较多，使用范围也比较广泛。本文研究的对象就是微带SIR带通滤波器，其频率响应的特性就是让某一段频率范围内的信号自由通过，将这个频段以外的信号得到最大程度的衰减而无法通过，以提高信噪比。
1.2 微波滤波器的发展历史及其发展现状
1.3 HFSS软件介绍
HFSS是一种常用的仿真软件，其理论基础是有限元法，在HFSS中可以求解频率问题。HFSS主要用于对各种微波元器件的仿真，需要先建立元器件的三文模型。在HFSS的材料库里，存在各种性质的材料模型，用户在设计的时候，只需要自己设计并创建模型，在材料库中选择合适的材料，然后设计空气腔体、边界条件和激励端口就可以得到用户需要的计算结果，操作简单，应用广泛。
HFSS软件的使用，可以缩减工程成本，同时也缩短了设计时间。在使用HFSS的时候,一般应该考虑下面几个方面:
1.电磁场领域的边界；
2.近场远场辐射问题；
3.S参数和归一化的S参数；
4.结构的本振模或者谐振解。
1.4 本文的工作
本文首先介绍了微波滤波器的发展历史及现状、在各类电子通信设备中发挥的作用及仿真软件HFSS。然后简要介绍了端口网络理论，主要是二端口网络；并且对SIR结构和相关特性做出介绍。之后，对滤波器的基本理论原理进行了研究。最后以理论公式为设计基础，利用三文电磁仿真软件HFSS，设计了一个SIR微带带通滤波器，最终得到的带通滤波器的中心频率在S波段（2.3GHz左右），并对其进行了相关参数的优化，获得了一个频率响应满足设计要求的SIR微带带通滤波器。同时，本文还对影响SIR微带带通滤波器的各项设计可变参数进行了讨论。
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