前言：本文旨在介紹一種簡單的介質波導雙模濾波器設計方法
，用以指導濾波器工程師設計基站介質波導濾波器。

 

 

隨著通信係統設備小型
，輕量化，高性能的發展，對前端頻率選擇性器件也提出了更高要求。伴隨5G通信係統標準的逐步確定，高性能
，小體積，輕量化的介質波導濾波器時最佳選擇。

 

本文介紹了一種介質波導雙模濾波器的設計方法，供經驗不多的濾波器設計工程師學習，高手跳過。

 

 

本文講解的介質波導濾波器，基於TE模的介質波導雙模濾波器Q值高，損耗小，功率容量大等優點。因此
，在設計此類雙模濾波器時，以往的多端口計算設計方法是否可以沿用，是本文討論的重點。

 

下圖為單諧振器中的四個模式：

 

 

通tong過guo以yi上shang電dian場chang分fen布bu圖tu可ke以yi觀guan察cha到dao
，單dan腔qiang雙shuang模mo
，單dan腔qiang三san模mo可ke以yi自zi由you選xuan擇ze。在zai高gao次ci模mo出chu現xian的de頻pin率lv點dian上shang，通tong過guo選xuan擇ze介jie電dian常chang數shu，與yu控kong製zhi諧xie振zhen腔qiang尺chi寸cun，對dui高gao次ci模mo進jin行xing優you化hua。盡jin量liang拉la遠yuan高gao次ci模mo出chu現xian的de頻pin率lv，減jian小xiao對dui通tong帶dai的de影ying響xiang。

 

 

3.1 多模濾波器的設計，通帶電性能的評估，和單模的評估是一樣的，隻是在Q值的評估中，多模的Q值是要高於單模的，這個可以根據本征模的仿真中觀察到。下圖為一個雙腔4模濾波器的原理評估仿真結果：

 

 

 

 

 

在HFSSzhongjisuanshurushuchuouhe

，keyiyongduiweiyanshidaxiaolaichubuquedingshurushuchuouheqiangruo。monizhonglianjieqitanzhendecharufangxiang，xuyaoshunzhemouyigemoshidedianchangfangxiang。ruxiatusuoshi：

 

 

在確定輸入輸出耦合時，因第二模式或者第三模式的影響

，需要分離其他模式。此處因存在1,2模式之間的耦合，所以延時波形為雙峰。可以采取頻率分離的方法，減小第二模式對第一模式的影響。

 

此處選擇多端口提取方法，在HFSS中提取諧振頻率，耦合帶寬儲值

 

 

此(ci)處(chu)仿(fang)真(zhen)時(shi)，需(xu)要(yao)特(te)別(bie)注(zhu)意(yi)端(duan)口(kou)的(de)簡(jian)曆(li)方(fang)式(shi)
，需(xu)要(yao)順(shun)著(zhe)電(dian)場(chang)的(de)方(fang)向(xiang)。在(zai)計(ji)算(suan)耦(ou)合(he)帶(dai)寬(kuan)時(shi)，能(neng)同(tong)時(shi)觀(guan)察(cha)到(dao)濾(lv)波(bo)器(qi)通(tong)帶(dai)諧(xie)波(bo)出(chu)現(xian)的(de)頻(pin)率(lv)點(dian)，通(tong)過(guo)合(he)理(li)選(xuan)擇(ze)耦(ou)合(he)窗(chuang)口(kou)的(de)大(da)小(xiao)
，開(kai)口(kou)方(fang)向(xiang)，盡(jin)量(liang)降(jiang)低(di)高(gao)次(ci)模(mo)諧(xie)波(bo)幅(fu)度(du)。

 

 

 

對高階多模濾波器的優化計算，通常采用兩端口S參數提取方法

，也有用空間映射


，遺傳算法等。因此，合理的選擇優化方法可以加快設計速度，節約時間，縮短濾波器開發周期。

 

總結：以上簡單介紹了一種多模介質波導濾波器的設計過程，在5G通信係統中具有體積小，重量輕
，性能優等優勢，相信在5G通信中的應用會更加廣泛。關於介質波導濾波器的設計
，歡迎各位交流。