在本文中，我们展现了如何综合运用SIMULIA CST Studio Suite?环境下的多种不同的工具与方法，设计微波滤波器。我们应用这些工作流程设计基于基片集成波导（SIW）技术和空心基片集成波导（ESIW）技术的滤波器。01 技术支持>>>>
SIW技术与ESIW技术
大多数现代无线系统都需要电磁（EM）滤波器，这些系统包括蜂窝基站、卫星通信、雷达系统等。这种装置的功能是过滤信号的频谱，通常来说它在保证信号完整性的同时又能滤除热噪声和一些不必要的干扰。 在过去的二十年里，基片集成波导（SIW）技术已被用于开发高频滤波器。这种技术在波导（具有低损耗和高功率容量特性）和平面电路（具有高集成度和低成本特性）的优点之间做了很好的折中。 最近，一些研究者提出了一种基于波导技术的可与平面集成电路兼容的新技术，即所谓的空心基片集成波导（ESIW）。这种方法能让波导直接接入微带线。因此，就能开发出完全集成在平面基片上的低损耗电路。 另一方面，滤波器设计通常是一项繁重的工作，特别是在滤波器的规格要求难度较大的时候。在这篇博文中，我们展现了如何综合运用多种不同的工具与方法，高效地设计基于SIW技术和ESIW技术的滤波器。具体而言，我们介绍了两种特定的工作流程，滤波器设计人员可以将其应用到自己的开发工作中，而无需考虑实际采用了何种技术。 在讲解CST Studio Suite?环境下的用于设计微波滤波器的工作流程之前，我们首先介绍在设计流程中将要用到的具体工具和求解器。 >>>>
SIMULIA滤波器仿真技术
CST Studio Suite是一种用于分析/设计电磁组件与系统的高性能3D电磁（EM）分析软件包。它融合了多种适用于不同应用的电磁场求解器。特别是对于滤波器设计来说，CST Studio Suite内置两种适用的3D求解器： 01 频域求解器 一种基于有限元法（FEM）的功能强大的多用途3D全波求解器。它包含可加快谐振元件仿真速度的模型降阶（MOR）特性以及在高灵敏度滤波器仿真中对降低网格噪声，实现优化收敛起重要作用的移动网格技术。 02 本征模求解器 这是一种专用于仿真谐振元件的求解器。本征模求解器的常见应用包括耦合谐振滤波器、高Q粒子加速腔以及行波管等慢波结构。此外，它也支持开放边界问题的求解，这对基于SIW技术或其他平面技术的模型极其重要。 Filter Designer 3D (FD3D) 是一种耦合矩阵综合与分析工具，用于设计带通滤波器和双工器。此外，它也支持分布式滤波器（以同轴腔、波导、平面等各类技术实现）3D模型的创建和优化自动化。 Fest3D 是一种软件工具，用于分析复杂的基于波导技术和同轴腔技术的无源微波组件，且效率极高。它采用分而治之的方法，先采用效率最高的方法求解组件的不同组成部分，然后在接口（端口）上通过EM模态扩展，与其他组成部分相连。最重要的是，Fest3D为基于波导技术的带通、双模和低通滤波器提供了先进的自动设计工具。 02 工作流程 >>>>
SIW滤波器设计工作流程
CST Studio Suite?环境下
通用且自动化工作流程概述如下：
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在FD3D中定义滤波器规格，并且从一系列能够为组合体提供合适耦合矩阵的拓扑中选择拓扑结构。
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来源：广州市智造软件科技有限公司
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