アイリスフィルターシミュレーション

この例では、検証済みの 5 極 H プレーン アイリス フィルター (WR75) を示します。HFWorks からのシミュレーション結果と、[1] で測定およびプロットされた結果を比較しました。バンドパス フィルターは、厚さ 0.05 インチの 5 つのアイリスで構成されています。キャビティとアイリスの窓の寸法を次の図に示します。フィルターは WR75 導波管内に実装され、11.5 ～ 12.5 GHz の周波数帯域 (衛星通信) で優れた性能を示しました。

図 1 - SolidWorks での構造の 3D ビュー

図 2 -構造のメッシュ

シミュレーション

HFWorks の散乱パラメータソルバーは、フィルターの解析に適しています。このスタディでは、さまざまな形式でいくつかのパラメーターを計算し、さまざまなプロットを出力します。結果フォルダーでは、フィルターのリターンと挿入損失に最も関心があります。ほとんどすべてのフィルターの調査に適しているため、高速掃引周波数プランを指定できます。 PEC導波管はエアボックスに入れられ、2つのポートが構造の側面に割り当てられています。

シミュレートされたスタディでは、プロットする複数の選択肢とオプションが提供されます。また、散乱パラメータ シミュレーション (挿入、リターン ロスなど) で計算された電気パラメータの活用も提供します。

負荷/拘束

ポートは、積分線を使用して電界の向きを指定することで校正 (分極) できます。アイリスは完全な電気伝導体として扱われます。これらのアイリスの寸法は重要であるため、これらのアイリスには細かいメッシュを適用することが好ましい。

結果

シミュレーションの精度を検証するために、リターン ロスと挿入損失の曲線を見ることができます。曲線は、シミュレーターが停止したバンドを完全に捉えていることを示しています。レポートの冒頭で述べたように、この例では高速スイープ プランが使用されました。それにもかかわらず、離散スイープの方がより正確な結果が得られますが、シミュレーションに時間がかかります。次の図は、シミュレートされた曲線と測定された曲線を示しています。

図 3 -挿入損失とリターン損失 (2D およびスミス チャート)

Scattering Parmeters の表示には、電気的パラメーターの結果フォルダーを使用します。 2D プロットまたはスミス チャート プロットのいずれかを選択します。マーカーを使用して曲線を調べることができます。スミス チャート上に円 (VSWR=一定) のような他の定義済み曲線をプロットできます。前の図は、フィルターのリターン ロスと挿入損失を示しています。

図 4 -電界分布

電界分布はこの図にスポットされています。アニメートすると、電磁波が回路を通過して 2 番目のポートに到達することがはっきりとわかります。

参考文献

[1] Power-Handling Capability for RF Filters Ming Yu IEEE Microwave Magazine -October 2007  [link]