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基于隐式空间映射算法微波滤波器的优化设计 覃 杰 覃亚丽赵一凡 浙江工业大学信息工程学院光纤通信与信息工程研究所，浙江杭州310023 摘要：该交叙述了隐式空间映射算法的方法，并应用隐式空间映射法优化设计了中心频率为 5.5GHz，通带带宽为800MHz的超宽带微波平行耦合谐振滤波器。滤波器经过3次的迭代达到了 设计指标，减少了在精确模型中的仿真次数，与通常电磁仿真软件的参数扫描相比优化效果明显。 关键词：隐式空间映射算法；耦合滤波器；优化设计 TN401 A 第4期 覃杰等：基于隐式空间映射算法微波滤波器的优化设计 85 xf=x。=x：‘卜1’的同时，使得成立： 毛(茗fu川)一霞。(戈?u一’，并u’) (3) 如图2所示，隐式空间映射算法利用建立的隐式映射关系来解式1，并预测下一次精确模型的预测 参量x，，此时令x=x“7，则x，’可以通过下式获得。 砸乎，蹲 曾 ／———＼、 Q(z，，t，J)=0 使得 A =argminU(Edx。，J‘。) ^● 图l粗糙模型和精细 图2 隐式空间映射算法预测精细 模型关系示意图 模型参量示意图 x：u卜argminU(R。(戈。，茹“’)) (4) 即在固定x‘’’的同时，使得尺(霉)--R(x：∞，戈∽)(R(石：)为目标响应，x：为初始粗糙模型最优解) 成立。则精确模型的预测参量为： xf=x：q’ (5) 若精细模型的响应满足设计要求，则整个优化过程完成。否则再次进行参数提取，然后优化粗糙模 型，如此循环优化直到精细模型的响应满足设计目标。 2设计实例 本文运用微带平行耦合半波长谐振滤波器∞1的设计实例来说明隐式空间映射算法。该滤波器的 中心频率为5．5GGHz，带宽为800MHz，为超宽带带通滤波器。微带滤波器中典型的耦合微带线滤波 器，由平行的耦合线节相连组成，构成谐振电路。每一个耦合线节左右是对称的，长度为四分之一波长 (对中心频率而言)，而实际滤波器是有一定带宽的，故此长度需要改变以使滤波器能达到设计指标。 滤波器的物理结构模型如图3所示，其中滤波器的耦合线的宽度设定不变W。=0．385Inn，W：= =O．59mm，Lo=2mm。设计变量为耦合线的长度和各个耦合线之间的间隔，滤波器基板的介电常数8， =0．2和高度H=0．635mm设为预选参数。由于平行耦合滤波器采用的是对称结构，如图3中，耦合 [Hl￡，lH28r2H38 电常数和介质厚度。 粗糙模型优化变量为平行耦合滤波器各耦合线的长度和各个耦合线间的间隙，设为：xf-[L1IJ2乙 slS2S3]T。 HF- 本文中粗糙模型使用AgilentADS电路计算软件进行电路模拟计算优化，精细模型采用Ansoft ss有限元电磁仿真软件进行计算。滤波器设计指标为：lS2，l一40dB，(1)≤4．6GHzand(oi6．6GHz。 ADS电路中滤波器电路模型如图4所示。首先在ADS中获取粗糙模型优化参数x，将得到的参数 导人AnsohHFSS计算精确模型，初始精确模型计算结果如图5(a)所示，初始