基片集成波导滤波器的快速设计：主动空间映射算法应用

"一种基片集成波导滤波器的快速设计方法，霍新平，郝张成，通过主动空间映射算法，结合HFSS和ADS软件进行电磁场全波分析和等效电路建模，实现滤波器的高效设计。该方法减少了设计时间和仿真次数，适用于高阶滤波器设计，并通过实验验证了五阶带通滤波器的设计效果。" 本文主要探讨了一种基于主动空间映射（Aggressive Space Mapping, ASM）算法的基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide, SIW）滤波器的快速设计方法。基片集成波导滤波器在微波和毫米波领域有着广泛的应用，因其小型化、高性能和易于集成的特点受到青睐。然而，传统设计方法通常需要大量的仿真和迭代，对于高阶滤波器来说，设计时间和计算复杂度显著增加。 作者霍新平和郝张成通过深入分析滤波器的结构，利用商业电磁仿真软件HFSS（High Frequency Structure Simulator）建立全波分析模型，以精确模拟滤波器的电磁行为。同时，他们使用ADS（Advanced Design System）构建等效电路模型，该模型能够简化物理现象，便于参数提取和优化。在ASM算法框架下，他们将这两种模型相结合，实现了从精确仿真到粗糙仿真的快速转换。 ASM算法的核心在于通过匹配精确模型和粗略模型之间的参数映射关系，减少需要进行精确仿真次数。在实际设计过程中，他们只进行了少量的精确仿真和粗糙仿真，就达到了理想的设计指标，大大缩短了设计周期。这种方法尤其适用于具有大量变量和高阶结构的滤波器设计，能有效降低计算资源的需求。 为了验证该方法的有效性，作者应用此方法分别设计了X波段的五阶和十阶带通滤波器，并进行了实验验证。五阶带通滤波器的实验结果与理论设计吻合，证明了这种方法的正确性和实用性。 该研究提出了一种创新的基片集成波导滤波器设计策略，通过主动空间映射算法提高了设计效率，降低了设计复杂性，对于微波毫米波电路设计领域具有重要的实践价值。这种快速设计方法不仅节省了时间，还为未来更复杂的滤波器设计提供了新的思路和工具。