Die CWDM-Filter (Circular Waveguide Dual-Mode Filter) werden aufgrund ihrer einzigartigen Vorzüge wie dem hohen unbelasteten Q-Wert (Quality Factor) häufig als Bandpassfilter mit schmaler Bandbreite in Kommunikationssatelliten-Ausgangsmultiplexern verwendet. Die EM-Modellierung und das Design der CWDM-Filter wurden intensiv erforscht [1]. Das Filter zeigte die erwarteten Leistungen, die eine Doppelmodenresonanz (zwei Frequenzen) unter Verwendung nur eines physikalischen Resonators zeigten.
Abbildung 1 - Dual-Mode-Filter mit kreisförmigem Wellenleiter
Die folgende Abbildung zeigt verschiedene Ansichten des Filtermodells. Alle Maße wurden mit Anmerkungen versehen.
Das Design und die Abmessungen des Modells wurden bis zu einem Punkt optimiert, an dem sich neben einer guten Anpassung um 11 GHz (Ku-Band-Satellitenkommunikation) eine hervorragende Leistung zeigte. Die Simulation verwendet den Streuparameter-Löser um 11 GHz mit einem der verfügbaren Frequenzpläne: Fast Sweep oder Discrete Sweep. Schneller Sweep führt zu schnelleren Ergebnissen, aber die Präzision nimmt ab, wenn wir uns von der Mittenfrequenz entfernen.
Das erstellte Finite-Elemente-Netz muss bis zu einem gewissen Grad genau auf die im Vorsprung des Filters eingebrachten gekrümmten Formen reagieren: Wie wir sehen können, wurde den Schrauben mit einer feineren Netzsteuerung mehr Aufmerksamkeit geschenkt.
Abbildung 2 - Oberflächennetz des Filters
Die Seitenflächen des heiligen Parallelepipeds werden als Eingang und Ausgang des Wellenleiters betrachtet. Die Außenseite der extrudierten Nabe des Kreisfilters gilt als perfekter elektrischer Leiter. Wir ordnen Luft seinem inneren Teil oder seiner Heiligkeit zu. Die Formen im Inneren werden ebenfalls als PEC behandelt.
Die Ausgabeergebnisse zeigen, dass wir eine hervorragende Leistung haben und dass die Leistung des Filters für den gewünschten Anwendungsbereich geeignet ist.
Abbildung 3 - Einsetzen und Rücklaufverlust des Filters
Mit dem 3D-Viewer von HFWorks und der Funktion zum Abschneiden von Abschnitten können wir den inneren Teil des kreisförmigen Wellenleiters genauer betrachten: Wir visualisieren die Verteilung des elektrischen Feldes im Zeitbereich, dh die Ausbreitung der Welle vom Eingang bis zum Ausgang .
Abbildung 4 - Innere Verteilung des elektrischen Feldes bei 11,8 GHz
[1] An Optimal Circular-Waveguide Dual-Mode Filter Without Tuning Screws Ke-Li Wu, Senior Member, IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 47, NO. 3, MARCH 1999
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