(12)

在这个过程中，通过实际仿真，使两个耦合环的间距达到最小，同时调整输入输出源与负载的位置，使得处于弱耦合情况下出现双峰，观察和，实测的耦合系数与理论要求的符合，同时也确定耦合环之间的间距，由此可以获得需要的相关尺寸，由图1的耦合模型，利用Ansoft HFSS仿真可得到，,对应的仿真曲线表示在图2上

　　(a) (b)

　　(c)

图2测量传输双峰幅频特性的仿真曲线 (a); (b) ; (c)

　　所设计的宽度耦合环滤波器的理论值为：

中心频率, 下边频,上边频带宽,回波损耗, 无载值,耦合系数，，, 有载，插损,相对带宽

由图1的结构图，通过调整和的长度，使得三种耦合方式的单环谐振频率4.6GHZ,调整两个耦合环之间的距离S,使得仿真得到的耦合系数与理论值符合，由此可以得到三种耦合方式的模型参数，低峰值，高峰值和S参数:

混合耦合： ，，，

, ,

磁耦合: ，，，

, ,

电耦合: ，，，

,,

　　3.2输入输出抽头的设计方法

利用HFSS仿真软件，可分为阻抗匹配层法、单终端法、双终端法。

阻抗匹配层法：用谐振腔仿真时，单终端负载加上阻抗匹配层，其阻抗值由扫描方式获得，应用本征模，取模数为1，获得有载值

单终端法原理与单终端单谐振器测量外部值的原理相同，所不同的是将矢量网络分析仪实测过程用HFSS虚拟，在参考面的处理上，用数学工具软件mathcad或matlab进行后处理获得实际值，从而获得准确的抽头位置。其方法也分为相位法与群时延法。双终端法也是如此，用HFSS虚拟实测过程，获得实际值，从而获得正确的抽头位置，原理如前所述。本文采用群时延法,利用HFSS产生的群时延曲线，对应理论值，确定抽头的准确位置。

4，4阶椭圆函数滤波器的设计仿真

滤波器的基本结构见图4 ，该滤波器中采用了4个开路耦合环谐振器，对称排列，输入输出采用了抽头耦合形式，具体位置由输入输出耦合大小而定，谐振器1和2，3和4都采用了混合耦合的形式，2 和3之间采用的是磁耦合形式，1和4之间采用的是电耦合的形式产生一对传输极点，输入输出选用了50欧姆，介质基片的损耗角正切为0.002，镀层选取材料为银，电导率为，滤波器的基本结构图如下图4，仿真建模结构图如下图5

　　图3 四阶开路耦合环带通滤波器结构图 图4 四阶滤波器的仿真建模结构图

所设计的中心频率为4.6GHZ，相对带宽为23%,其归一化耦合系数为,,,,源与负载之间的耦合很小，可以忽略不计，由归一化耦合系数和相对带宽决定滤波器的耦合系数，根据上面介绍的方法分别确定有关的耦合尺寸，经过组合和轻微精细的调试，获得了图6所示的仿真电性能。

　　(a) (b)

　　图5 4阶椭圆函数滤波器的仿真电性能

图5(a)为用MALAB仿真得到的理想状态归一化幅频特性图，从图5(b)为 Ansoft HFSS仿真的电性能,可见，中心频率约在4.59GHZ，接近理论值4.6GHZ;中心频率衰减为2.7dB(金属银);相对带宽约为20%，

　　通带高端产生了2个衰减极点，造成这种的原因可能性是由于电耦合的间隙相对磁耦合的间隙比较大，导致在产生混合耦合的情况下，谐振器1和谐振器2，谐振器3和谐振器4之间因为有电耦合的存在。

　　产生的极点在中心频率俩边不完全对称，造成这种的原因主要是在实际仿真滤波器时，输入/输出耦合缝隙周围可能还有其他的缝隙，这些缝隙会影响场的结构分布，结果也就改变了输入/输出耦合系数值，但是只需在初步确定整个滤波器结构后，稍微调整各耦合缝隙即可得到设计的滤波特性。图5可以看出低端带外衰减特性较为明显，小于4GHZ的衰减都在30dB以上;基本上达到了预期的设计目的。

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