Simulation HFSS de filtres

1. Simulation HFSS de filtres Professeurs responsables: MEGHDADI Hamid POUX Jean-Charles VERDEYME Serge BAILLARGEAT Dominique Novembre 2005 – Mai 2006 Projet ELT2

2. Intérêt du projet Cavité Fonction de filtrage • Filtre: • Fréquence de résonance • Pertes • Facteur de qualité

3. f02 f01 l1 l2 b1 b2 a1 a2 Intérêt du projet f01 > f02

4. Intérêt du projet 1 mm 1.45 mm 1.45 mm f0=17 GHz

5. Plan de la soutenance • Logiciel de simulation HFSS • Facteur de qualité à vide d’une cavité • Optimisation de la cavité • Conclusion

6. Logiciel de simulation HFSS High Frequency Structure Simulator • HFSS permet de: • Analyser le comportement électromagnétique d’une structure • Réaliser des interprétations post-traitement 1- Dessin de la structure • 2- Types de solution: • Driven Modal • Driven Terminal • Eigenmode

7. Logiciel de simulation HFSS • 3- Types d’excitation: • Wave port • Lumped port • Incident wave • Voltage • Current • Magnetic bias • 4-Choix de l’analyse • Solution Setup • Solution Frequency • Sweep • Sweep Type: Discrete • Start • Stop • Step Size

8. Logiciel de simulation HFSS 5- Post-traitement Paramètres S Visualisation des champs Abaque de Smith

9. Facteur de qualité à vide d’une cavité Facteur de qualité à vide Facteur de qualité extérieur Facteur de qualité en charge

10. Facteur de qualité à vide d’une cavité Utilisation de différents couplages pour un Q0 donné |S21| pour différents Q0 et un Qe fixe Il est judicieux d’augmenter le facteur de qualité à vide et pas celui en charge

11. Facteur de qualitéà vide d’une cavité Trois méthodes de mesure du facteur de qualité à vide: • Utilisation d’un couplage faible • Etude de la cavité sans pertes • Utilisation de l’abaque de Smith Les résultats des 3 méthodes coïncident

12. Facteur de qualitéà vide d’une cavité Mesure par utilisation d’un couplage faible Q0 = 167

13. Facteur de qualitéà vide d’une cavité Mesure par étude de la cavité sans pertes Q0 = 163

14. Facteur de qualitéà vide d’une cavité Mesure par utilisation de l’abaque de Smith Q0 = 162

15. Optimisation de la cavité

16. Optimisation de la cavité Effets de la hauteur du plot Effets du rayon de la couronne

17. Optimisation de la cavité Lieu de Hi et Ro pour f0=17 GHz Variations de Q0 en fonction de dimensions du plot

18. Optimisation de la cavité Apparition des modes parasites 2 modes très proches: Filtre inutile! Zones d'apparition des modes parasites |S21| pour Hi=450 µm et Ro=278 µm |S21| pour Hi=450 µm et Ro=280 µm

19. Optimisation de la cavité Augmentation effet capacitif Augmentation effet inductif Diminution importante de la fréquence de résonance f0 = 4,1 GHz

20. Ce projet nous à permis de: Nous familiariser avec le logiciel HFSS Renforcer nos connaissances sur les cavités résonantes Mieux comprendre les différences entre les facteurs de qualité à vide et en charge Utiliser différentes méthodes de mesure du facteur de qualité à vide Comprendre l’effet d’un plot capacitif dans une cavité Il existe aussi des possibilités de jouer sur: La topologie du plot Le nombre de plots Les matériaux utilisés Les paramètres de l’excitation Conclusion

21. Merci pour votre attention MEGHDADI Hamid POUX Jean-Charles