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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Facteur de qualité à 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

Facteur de qualité à vide d’une cavité Mesure par utilisation d’un couplage faible Q0 = 167

Facteur de qualité à vide d’une cavité Mesure par étude de la cavité sans pertes Q0 = 163

Facteur de qualité à vide d’une cavité Mesure par utilisation de l’abaque de Smith Q0 = 162

Optimisation de la cavité

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

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

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

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

Conclusion 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

Merci pour votre attention MEGHDADI Hamid POUX Jean-Charles