交指型腔体滤波器设计

交指型腔体滤波器 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 文章编号:0254?6086(2011)01?0081?04 交指型腔体滤波器设计 陈丽艳，刘甫坤，单家方，贾华，李军 (中国科学院等离子体物理研究所，合肥 230031) 摘 要:为抑制 EAST 装置现场的电磁信号对低杂波系统运行的干扰，设计了一个交指型腔体滤波器，其中 心频率为 2.45GHz，带宽为 0.245GHz。介绍了交指型腔体滤波器的设计思路和方法，利用高频电磁仿真软件 HFSS 仿真提高了设计效率和精度。 关键词:低杂波电流驱动;干扰信号;交指滤波器;HFSS 仿真 +中图分类号:TL624 文献标识码:A 以下以及 2.8GHz 以上衰减大于 40dB，通带最大电 1 引言 压驻波比 ρ=1.5。 低杂波 (LHW)是 等离子体中以低混杂模式传 m 2.2 设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 播的准静电波，可用于托卡马克等离子体电流驱 圆杆交指型滤波器加工难度较低，容易保证其 动、加热和预电离。在托卡马克低杂波系统周围存 技术指标的实现，具有比矩形杆交指型滤波器更优 在干扰信号，按干扰的来源主要分为两类:空间电 良的性能，故采用圆杆做谐振器，对其进行了等直 磁干扰和地线干扰。EAST 装置周围分布的各种电 径等长设计。由于带宽是中心频率的百分之十，属 子仪器和大功率电器设备，其工作时均向周围辐射 于窄带型滤波器，故输入输出结构宜采用终端短路电磁能量，形成空间电磁干扰，同时当系统的地电 [1]的形式。对于终端短路式带通滤波器，有成套的快 流出现突变时，也会产生地线干扰，因此需要在 速设计曲线，对于准确设计也有一套较完整的元件 低杂波前级系统和测量系统中加入一个带通滤波 器，用以滤除干扰信号。交指型腔体滤波器有结构 数值 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 。本文采用准确设计理论设计了一个交指型 紧凑和可靠性高等特点。每个谐振器的间隔较大， 腔体滤波器。公差 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 低，易于加工制造和调谐，每个谐振器长 2.3 原理度约为四分之一 λ，第二通带远在 3 ω处，其间不 0 0 会有第二通带，且损耗要比梳状滤波器小，阻带抑 交指型滤波器是利用平行导体间的自然耦合 制性高;谐振器连接在相对的两个接地板上，因而 构成的，平行耦合线阵的电特性用各杆对地的单位 有更好的相位和延迟特性。因此，在 EAST 装置低 长自电容和相邻两杆的单位长互电容来表征，要想 杂波系统中选用交指型腔体滤波器的设计方案。 得到最佳网络性能和多种物理结构，需利用准确设 计理论来设计交指型滤波器。如图 1 为 n 阶终端短 路式交指型滤波器的示意图。 图 1 所示的是交指型滤波器其结构是在两个平 2 设指标及方案 行接地板间放入两个交叉的平行耦合线阵，每个杆 2.1 设计指标 一端短路，一端开路，长约 1/4 λ，载 TEM 模。杆 中心频率 2.45GHz，带宽 0.245GHz，在 2.1GHz0 收稿日期:2010?06?08;修订日期:2010?09?27 作者简介:陈丽艳(1984?)，女，河南省邓州市人，研究生，主要从事微波器件的设计与研究。 核聚变与等离子体物理 第 31 卷 82 1 到杆 n 都为谐振器，而杆 0 和杆 n+1(它的一端短 对于本 例给出的指 标，取 N=6 ，查表 f短路 路，另一端与外电路联接，称为“终端短路”线)N=6 时，Y=Y=0.02。选用空气介质，则 ε =1，ab f短路 只起阻抗变换作用，不作为谐振器因而对 n 个电抗 查交指型结构的分布电容数据表得到分布电容为: 元件的低通原型，须要 n+2 个杆才能实现。 c=69.5， c=5.72， c=65.8， c=3.89， c=67.9， 1 2 3 4 5 c=3.66。 6 由于终端短路式的导体杆数 N= N+2，对其进 f 7.54 2 g ==0 .0915 ，即 g=行修正 cc 12 7.54 + c + 1 c + c 1 2 0.0915 =0.303 得 到 : c=7.54(1?g)=5.26 ， 1 2 2 c=7.54g=2.28， c=(7.54+ c) g =4.77， c= g c 2 3 1 4 2 2 2 2 =6， c= g c=6.03， c= g c=0.357， c= g c= 5 3 6 4 7 5 2 6.19， c= g c=0.335。 8 6 图 1 终端短路圆杆交指型滤波器 图 2 为滤波器的电容分部示意图。腔体的内部 结构对带宽、中心频率以及通带特性起着非常关键 2.4 计算 的作用。要确定滤波器的内部尺寸，首先必须确定 准确设计的步骤为:由交指线阵得到它的电容 谐振器两接地板的间距 h。为了降低消逝模，则有分部网络;由电容网络得出电容矩阵;变换电容矩 z πλ0 [3]0阵，得出 s 面原型网络;综合出 s 面原型网络的元 h ? ，取 h=20mm。对于圆形杆平行耦合 1.3810 32 件值，从而得出交指型结构的各分部电容;求出分 线阵，求得分布电容后，选定谐振杆的直径 d，便 部电容以后，即可由此设计出滤波器的尺寸来。可以求得相邻谐振杆的中心距 s，对滤波器进行等 ij 直径等长设计，得到初值:d=9.55mm，l=24.2mm， 应用上述方法设计交指型带通滤波器的过程 s= s=2.9mm， s= s=10.76mm， s= s=12.8 12 78 23 67 34 56 中，将会遇到大量的繁琐计算，根据已有的分布电 mm， s=13.16 mm。其中，l 为杆长。 45 容数据表，可以直接查表得到滤波器所需要的分布 电容。对于切比雪夫滤波器，在给定通带纹波和阻 带特定衰减频率上的衰减后，可直接求出滤波器的 [2] 节数: ? ??2a ? ? ?1 1 ln ? cosh? ? ??ε? ? ? s ? ?N ? 1 +(1) 2 ? ?+ ? 1 ?1 1 ?cosh? 2 1 + ? ?? s ?? L1 Ar 图 2 滤波器的电容网络 10 2 =0.1dB;式中， ε =(10 ? 1) ，通带分贝波纹 L Ar LAs 20 a = 10 ，L为所需阻带衰减;所需阻带衰减的频3 仿真与实测 As ωπ 1 图 3 为设计的交指型腔体滤波器在 HFSS 中的 率 f=2.1GHz ， f=0.95 f;? =t an θ =tan a 1 0 1 1 2ω 0仿真模型，用 SMA 接头与外电路连接。仿真以后 πfπf 1 a =tan ， ? =tan 。发现通带驻波偏大，由于 SMA 接头的内导体为高a 2 f2 f 00 陈丽艳等:交指型腔体滤波器设计第 1 期 83 阻抗线，因此对其进行优化，发现 SMA 接头的内 测结果满足指标后即可将其长度固定。图 8 给出了 导体在腔体内部的长度 p=3.5mm 时驻波最小。带调谐结构的滤波器的结构图。 滤波器的实测结 果如图 9 所示。带内纹波比理 论设计要大，原因是滤波器的输入输出接头引入了 驻波，而接头的内导体是不可调节的。在以后的改 进设计中，考虑用抽头线耦合作为输入输出耦合方 式。 图 3 HFSS 仿真模型 滤波器的仿真设计仅是初步设计，它忽略了加 工误差，而且实际滤波器受环境的影响也和仿真时 设定的理想环境不一样。为了获得优良的性能，需 要通过调试使滤波器特性满足设计要求，因此调试 是腔体滤波器生产的必要环节。在一定的位置加调 图 5 加调谐结构的滤波器的仿真模型 谐螺钉，用以调整中心频率和减小驻波。调谐螺钉 放在谐振杆开路端对应的短路壁上，这相当于加载 了端电容，因此杆长需适当缩短。腔体的顶面也需 要加调谐螺钉，这相当于加强了腔间耦合，因此谐 振杆之间的间距需适当减小。图 4 为调谐螺钉位置 示意图预设调谐螺钉的长度，经参数扫描计算，发 现当初值为 d=9.55mm、l=18.7mm、s=1.7mm、s= 12 9mm、s=12mm、s=12.4mm、p=3.5mm 时可以得 34 到理想的仿真结果。仿真模型如图 5 所示。仿真结 果满足了设计目标，图 6 和图 7 为仿真特性曲线。 图 6 加调谐结构的滤波器的仿真特性曲线 图 4 调谐螺钉位置示意图 图 7 加调谐结构的滤波器的电压驻波比 在后期调试过程中调节调谐螺钉的长度，当实 核聚变与等离子体物理 第 31 卷 84 4 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 本文利用准确设计理论设计了一个中心频率 为 2.45GHz，带宽为 0.245GHz 的交指型腔体滤波 器，在 HFSS 里建模仿真，达到了设计指标的要求。 考虑到实际加工的误差，添加了调谐结构，并对实 测结果与仿真结果进行了比较分析。 参考文献: 图 8 滤波器结构图 [1] 徐旵东. HT-7 装置微波系统的功率测量 [J]. 无线电工 程, 2004, 34(1): 62. 甘本祓, 吴万春. 现代微波滤波器的结构与设计 [M].[2] 北京: 科学出版社, 1973. [3] Kenneth V Puglia. A general design procedure for bandpass filters derived from low pass prototype elements [J]. Microwave Journal, January 2001. 图 9 滤波器实测结果 Interdigital cavity filter design CHEN Li-yan, LIU Fu-kun, SHAN Jia-fang, JIA Hua, LI Jun (Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Science, Hefei 230031) Abstract: The lower hybrid current drive system will be interferenced by jamming signal in the EAST experiment site, so a interdigital cavity filter with passband centered at 2.45GHz is designed to repress the jamming signal.This paper gives the particular description of a theoretical analysis and practical design for interdigital cavity filter, and the filter is simulated by HFSS-software which greatly improves the efficiency and accuracy of the design. Key words: LHCD; Interdigital cavity filters; HFSS simulation; Jamming signal file:///D|/我的资料/Desktop/新建文本文 档.txt Appliance Error (configuration_error) Your request could not be processed because of a configuration error: "Could not connect to LDAP server." For assistance, contact your network support team. file:///D|/我的资料/Desktop/新建文本文档.txt2012-07-12 20:42:52