Tunable RF Waveguide Filter

In diesem Beispiel stellen wir ein Filterdesign vor. Die Abstimmung erfolgt durch Ändern der Konfiguration der Schrauben auf der Oberseite des Wellenleiters, ohne dass die gesamte Solidworks-Baugruppe geändert werden muss. Bei der Abstimmung liegt der Schwerpunkt auf der Eindringtiefe der Schrauben, wobei Durchmesser und Position konstant bleiben, um den Frequenzgang des Filters zu steuern. Dieser Hinweis kann zur Verwendung verschiedener Konfigurationen inspirieren, um die Abmessungen innerhalb des Solidworks-Modells zu variieren und schließlich alle Ergebnisse zum Vergleich in einzelnen Diagrammen zusammenzufassen.

Das Modell besteht aus Wellenleiterabschnitten mit den Abmessungen 17,4 x 34,79 mm und Irisabschnitten mit den Abmessungen 17,4 x 23,22 mm. In dieser Filterkonstruktion sind 13 mit S1-S13 gekennzeichnete Stimmschrauben enthalten.

Abbildung 1 - Konfiguration des abstimmbaren HF-Filters

Simulation

Für jede Konfiguration wird eine Reihe von Streuparametersimulationen ausgeführt. Der Frequenzbereich für jede Simulation liegt zwischen 6 und 7 GHz. Wir können den Schnelldurchlaufplan mit einer Mittenfrequenz oder den diskreten Frequenzplan für mehr Präzision verwenden.

Eingabegrößen und Randbedingungen

Der Filter besteht aus einem perfekt elektrisch leitendem Material, das auf die Seitenflächen des Wellenleiters aufgebracht ist.

Netz

Das Netz berücksichtigt die verschiedenen Teile des Modells, die die Stimmschrauben sind. Die Maschenelementgröße ist kleiner, wenn wir uns der Position der Schraube nähern.

Ergebnis

Bei der benutzerdefinierten Mittenfrequenz können wir das elektrische und magnetische Feld innerhalb und außerhalb des Modells unterschiedlich anzeigen . Die folgende Animation zeigt die Ausbreitung der Welle vom Eingang zum Ausgang bei 6,6 GHz.

Abbildung 2 - 3D-Wellenausbreitung im Filter

Mit der Funktion zum Abschneiden von Abschnitten können wir die Verteilung des elektrischen Feldes um jede Schraube und innerhalb des Wellenleiters anzeigen.

Wie bereits erwähnt, können die Ergebnisse in einem einzigen Diagramm zusammengefasst und veranschaulicht werden, wobei die verschiedenen Studienergebnisse für jeden Parameter wiedergegeben werden. Dieses Diagramm zeigt, welche Konfiguration den Erwartungen des Designers am besten entspricht.

Abbildung 3 - Rückflussdämpfung des Filters in verschiedenen Konfigurationen

Noch wichtiger ist, dass wir den Frequenzgang des Filters anzeigen und dessen Bandpass auf die verschiedenen Konfigurationen der Schrauben überprüfen können (S1-S13). Wir können aus der folgenden Abbildung ersehen, dass die Variation der Schraubenabmessungen die beste Anpassung des Filters ergibt.

Abbildung 4 - Variationen der Streuparameter des Filters für verschiedene Konfigurationen