微带滤波器的设计2

上一篇,通过本征模仿真确定了耦合系数,抽头的尺寸,建立的整体滤波器仿真结果还比较准确,通带都起来了,只是通带偏低,回波损耗最差-8dB,所以需要进行一定的优化来完成最终的仿真;

优化之前可以进行一些参数扫面,尽量的让个参数的范围小,有利于优化的时间和成功率。仿真的扫描类型我们上一篇没有提,用的是interplating内插法,这种方式适合带宽较大的情况,fast也可以但比内插法带宽适合更小一些,discrete为离散扫描,适合带宽较小的情况;

从仿真初值很容易想到的就是改变谐振器长度去调整通带到目标值,所以线进行长度的扫面描如下:

微带滤波器的设计2

 

把谐振器单臂的长度的变量Lr1作为扫参的参数,计算好需要扫描的范围,进行扫参的结果如下:

微带滤波器的设计2

 

可以把通带调整到需要的位置,下面就可以进行优化设置了,把多个尺寸作为优化的变量,臂长Lr1,1和2谐振器间距s1 ,2和3间距s2,抽头位置l_Q等如下:

微带滤波器的设计2

 

优化目标是带内插损和回波,回波损耗我们用的纹波0.1的切比雪夫,所以带内微波应该是-16dB,目标设置为-17dB比较合适,如下所示:

微带滤波器的设计2

 

优化算法选择的是梯度,还有整数离散混和法用的较少,还有一种准牛顿法,在参数范围较小时使用效果较好,所以大部分还是使用梯度算法;进行优化看到结果如下:

微带滤波器的设计2

 

可以看到50次左右cost值就达到了1,达到了优化目标,优化后的指标如下:

微带滤波器的设计2

 

通带正好为设计目标,回波损耗小于-16dB,已经达到了理论值。

后续要把优化的值的小数点后的N位去掉,看看结果是否还可以接收,并且把每个参数进行一下尺寸偏差的扫描,板厂的制程能力一般是10%,所以要把尺寸的10%进行一下扫参,看看制作偏差仍在可接受的范围内。

 

微带滤波器的设计2

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