微带线带通滤波器ADS设计
基于ADS的Ku波段微带滤波器的设计
Ｉ Ｚ ０ 。 ｌ ＝ Ｚ ｏ ［ １ 一 Ｚ ｏ ｌ ＋ （ Ｚ ｏ Ｊ ， １ ） ］
接 下 来 我 们 使用 Ａ Ｄ Ｓ中 的 Ｌ ａ ｙ Ｏ ｕ ｔ 电路
版 图设计功能，对平行耦合微带滤波器进行版 图的设计并投板加 工。最终我们对加工好 的滤
１ Ｚ ｏ ¨ ＝ Ｚ ｏ ［ １ ＋ Ｚ ｏ Ｊ ｉ １ ＋ （ Ｚ ｏ Ｌ 】 （ １ ・ １ ）
１ Ｊ 一 １ １ ｒ ＢＷ
Ａ Ｄ Ｓ ２ ０ ０ ８ 微 波仿真软件对 其进行 了 仿 真 与优 化 ，优化 完 毕制 成版 图 并加 工 Ｐ Ｃ Ｂ ，再使用安捷伦 矢量 网
求 如 下： 中 心 频 率 ＝ １ ６ Ｇ Ｈｚ ，通 带 范 围为
１ ５ ． ９～ １ ６ ． １ ＧＨｚ ，带 内波纹 为 ０ ． ５ ｄ Ｂ， 驻 波 比 ＜１ ． ５ ， 在 ＝１ ６ ． ５ ＧＨｚ以 及 ｃ ｏ＝ １ ５ ． ５ Ｇ Ｈｚ时 ，
波仿真软件进 行了原理图仿真与ｅ ｐ ， Ｊ ， 板制作 ，
最终制成实物并完成 测试 。测试结果显示滤波 器具有 良好 的通带插损与 阻带抑 制，能够用于 Ｋ ｕ波段通 信设备 中。本文 对滤波 器的设 计过 程进行 了详细 的阐述 ，为 以后相近频率 或相似
插入 损耗， ＞ ３ ０ ｄ Ｂ。要满 足指 标要 求，根据 滤
６的波纹 系数 分 量、杂散信号 的作用 ，并 直接决定了混频输 波器 低通 原型 理论 ，应选 择 Ｎ＝
带入 式 （ １ ． １ ），可 计算 出滤 波 器的 奇模 与偶
模特性阻抗值 。
一种基于ADS优化的微带带通滤波器设计及实现
ｐｈａｓｅ／ｄｅｇ
Ｍａｇ／ｄＢ
计。究其原因， 根据切比雪夫滤波器设计原 理， 对本次设计结构的微带滤波器， 六节耦 合线已经能够提供足够的阻带衰减， 使得 阻带衰减值相对固定， 而通带可能已接近 可发挥性能的极限， 使得其提升不易实现。
在得到较好的全局优化设计以后， 需 要依据优化设计结果绘制加工版图、制作 以及器件实物的参数测试。在绘制加工版 图时， 受加工工艺的限制， 微带线的具体尺 寸需要手动调整到精度 ０．０１ｍｍ， 并考虑到 加工电路板时的侧向腐蚀问题， 微带线的 宽度和长度需要适当增加。因此， 采用“见 数进一”的方法来取值， 如 ９．４２１ｍｍ 取为 ９．４３ｍｍ， 也给电路板的调试留下余量。当 然， 取值完毕后也需要版图仿真， 确定精度 的调整是否对最终结果有较大的影响。
０引言 微波滤波器在微波中继通信、卫星通信、雷 达 技
术 、电 子 对 抗 及 微 波 测 量 仪 器 中 都 有 广 泛 的 应 用 。 近 年来， 微波电路计算机辅助设计软件的应用越来越广 泛 ， Ａｇｉｌｅｎｔ 公 司 的 高 级 设 计 系 统 （ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｙｓｔｅｍ— ——ＡＤＳ） 软件就是其中的佼佼者， 它也是国内 各大学和研究所在微波电路和通信系统仿真方面使 用最多的软件之一。本文利用 ＡＤＳ 软件对微带带通 滤波器进行优化设计， 节省了设计时间， 提高了设计 精度和设计效率。 １ 基于 ＡＤＳ 优化的微带带通滤波器设计 １．１ 微带带通滤波器的设计指标
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总第 ４４ 卷 第 ４９８ 期 ２００７ 年 第 ６ 期
电测与仪表 Ｅｌｅｃｔｒ ｉｃａｌ Ｍｅａｓｕｒ ｅｍｅｎｔ ＆ Ｉｎｓｔｒ ｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ
Ｖｏｌ．４４ Ｎｏ．４９８ Ｊ ｕｎ． ２００７
基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计
基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计摘要：本文介绍了平行耦合微带线带通滤波器的电路结构，阐述了设计带通滤波器的方法，最后给出了相对带宽为10%的滤波器设计的实例及仿真分析结果，证明了该方法的可行性和便捷性。
关键词: ADS; 微带线；带通滤波器；优化0 引言微带滤波器具有小型化、高性能、低成本等优点，在射频电路系统设计中得到广泛的应用。
其主要技术指标包括传输特性的插入损耗及回波损耗，通带内的相移与群时延，寄生通带等参数。
传统的设计方法是通过经验公式和查表来求得相关参数，方法繁琐且精度不高。
近年来，随着射频CAD软件的不断发展，微带滤波器的设计也进入了一个全新的阶段。
借助CAD软件可以避开复杂的理论计算，进一步精确和调整设计参数，确保设计出的滤波器特性符合技术要求。
本文通过ADS软件对平行耦合微带线带通滤波器进行优化仿真设计，证明了该方法的可行性和便捷性。
1微带带通滤波器的理论设计方法1.1 微带带通滤波器主要指标和基本设计思想微带滤波器的主要技术指标包括以下几个:(1) 通带边界频率与通带内衰减、起伏, 以及阻带边界频率与阻带衰减;(2) 通带的输入电压驻波比;(3) 通带内的相移与群时延;(4) 寄生通带, 它是由于分布参数传输线的周期性频率特性引起的, 即离设计通带一定处又产生了通带。
微波带通滤波器应用广泛, 结构多样, 但以微带线实现带通滤波器的结构种类有限, 为此,本文以平行耦合微带线为例来设计微带带通滤波器。
由于单个带通滤波器单元不能提供良好的滤波响应及陡峭的通带- 阻带过渡, 而通过级连基本的带通滤波器单元则可以得到高性能的滤波效果。
图1所示是一种多节耦合微带线带通滤波器的结构示意图, 这种结构不要求对地连接, 因而结构简单, 易于实现, 这是一种应用广泛的滤波器。
整个电路可以印制在很薄(小于1mm) 的介质基片上; 其纵向尺寸虽和工作波长可以比拟, 但采用高介电常数的介质基片则可使线上的波长比自由空间缩小几倍; 此外, 整个微带电路元件共用一个接地板, 且只需由导体带条构成电路图形, 因而结构大为紧凑, 大大减小了其体积和重量。
基于ADS的微带线带通滤波器设计
基于ADS的微带线带通滤波器设计摘要：该文章讨论的是基于ADS软件的平行耦合微带线带通滤波器的设计过程。
利用集总参数低通原型滤波器经过一系列转化可以得到微带线带通滤波器的特性，运用传输线原理和导纳变换公式获得带通滤波器的相关参数，并借助功能强大的ADS软件对微带线带通滤波器的原理图和版图进行设计制作。
该软件只需要输入相应的原始数据，便可方便得到频率响应等相关特性。
我们也可以借助ADS软件对其进行优化仿真，以得到更加优质的带通滤波器。
关键词：带通滤波器；微带线；传输线；ADS1.引言随着近年来无线通信技术的迅猛发展，微波滤波器已经成为作为辨别分离有用和无用资源的重要部件，并大量使用于通信系统领域，其性能的优越直接影响整个通信系统的质量。
现代通信对微波滤波器的整体要求越来越高，以求得到更加微小化、轻量化、集成化的高性能低成本的滤波器。
本文设计运用微带滤波器印刷电路的方法，可以满足尺寸小、成本低且性能稳定的要求，被广泛运用于无线通信系统中。
目前在无线通信系统领域中，微波滤波器的种类日益增多，性能和设计方法各有差异。
但总体来看，微波滤波器的设计大都采用从集总参数的低通原型滤波器出发经过一系列变换得到的。
本章讨论的是平行耦合微带线带通滤波器的设计，它同样是基于集总参数低通原型滤波器出发，经过等效变换可以得到与带通滤波器相应的低通原型模型，再经过阻抗倒置变换或导纳变换便可以得到相应的带通滤波器的设计模型及相关参数。
本文首先介绍微带线带通滤波器的设计原理，然后根据基本原理推导出滤波器的相关参数，再运用ADS软件进行制作、优化和仿真，最后将完整的设计图纸和相关参数拿到工厂加工制成成品。
为了验证该微带线带通滤波器的设计和仿真的正确性，本文采用网络分析仪对该滤波器进行了相关测试，测试结果和仿真效果相吻合。
2.微带线带通滤波器的设计原理及设计过程根据滤波器综合理论，低通原型滤波器是设计其他滤波器的基础。
本文设计的带通滤波器同样是在低通原型滤波器的基础上经过变换得到的。
基于ADS的平行耦合微带带通滤波器的优化设计
ｈｏｗ ｏ ｕｓ Ｄ Ｓ ｏ ｔ ａｒ ｔ ｅＡ ｓ ｆ ｗ ｅ ｑｕｉ ｋｌ ａ ｃ ｙ ｎｄ ｆ ｅ ｉ ｌ ｍ ｉ ｒ ｔ ｉ ｆｌｅｒｄｅ ｉ ｏｃ ｓ ｅ ｆ ｃｔｖｅｙ ｃ ｏｓ ｒｐ ｉｔ ｓ ｇｎ ｐｒ ｅｓ ；Ｄ ｅｓｇｎ ｐｔｍ ｉ ａｔｏｎ ｉ ｏ ｉ ｚ ｉ ｏｆｐａｒ ａｍ ｅ ｅｒ ｔ ｓ
ｉ ｐｒ ｖｅ ｔ ｃ ａ ｙ ｄ ｔ ｂｉ ｉｙ ｈｅ ｄｅ ｃ ｍ ｏ ｈｅ ａｃ ｕｒ ｃ ａｎ ｓ ａ ｌｔ ｏｆ ｔ ｖｉ ｅ．Ｔｈｅ ｍ ｅ ｈｏｄ ｏｆ ｔ ａ ｔ ｃ ｎｇｉ ｔ ｈｅ ｐｒ ｃ ｉ ａｌｅ ｎｅｅ ｉ ｒ ｎｇ ｓ ｇｎ ｏ ｉ ｒ ｔ ｉ ｆ ｌｅ ｓ ｈａ ｄｅ ｉ ｆ ｍ ｃ ｏｓ ｒ ｐ ｔ ｒ ｖｅ ｉ
ｍ ｅ ｈ ｉｈ ｈｅ ｔａｄｉｉ ｎａｌｄｅ ｉ ｅｈｏ ｎｏｔｏｎｌ ｃ ｉ ｔ ｏｄｗ ｔ ｔ ｒ ｔｏ ｓ ｇｎ ｍ ｔ ｄ， ｙ ａｎ ｓｇｎｉ ｃ ｎｔｙ ｅｄ ｉ ｆ ａ ｌ ｒ ｕｃｅｔ ｏ ｋｌ ｈｅ ｗ ｒ ｏａｄ，ｓ ｈｏｒ ｅ ｈｅ ｄｅ ｉ ｔ ｎ ｔ ｓｇｎ ｙｃｅ，ａ ａｎ ｃ ｌ ｎｄ ｃ
的设计 流程 。
微 波 滤 波 器 是 微 波 系 统 中用 于 控 制 频 率 响 应 特 性 的 二
端 口 网 络 ， 其 通 带 内 对 信 号 表 现 为 传 输 特 性 ，而 在 其 阻 带 在
内 表 现 为衰 减 特 性 。在 微 波 电路 系 统 中．滤 波 器 的 性 能 对 电
Ａ Ｄ Ｓ－ ｓ ｄ Ｏ ｐｔｍ ｉ ｅ ｅ ｉ ｂａ ｅ ｉ ｚ ｄ Ｄ ｓ ｇｎ ｒ ｌｅ ｕｐｌ ｄ ｉ ｒ ｔ ｉ ｏｆＰａ ａ ｌ ｌＣｏ ｅ Ｍ ｃ ｏｓ ｒ ｐ
Ｌｉ ａ ． ｎｅ Ｂ ｎｄ ． ｐａｓ ｌｅ ｓ Ｆｉｔ ｒ
微带线带通滤波器的ADS设计共8页文档
应用ADS设计微带线带通滤波器1、微带带通微带线的基本知识微波带通滤波器是应用广泛、结构类型繁多的微波滤波器，但适合微带结构的带通滤波器结构就不是那么多了，这是由于微带线本身的局限性，因为微带结构是个平面电路，中心导带必须制作在一个平面基片上，这样所有的具有串联短截线的滤波器都不能用微带结构来实现；其次在微带结构中短路端不易实现和精确控制，因而所有具有短路短截线和谐振器的滤波器也不太适合于微带结构。
微带线带通滤波器的电路结构的主要形式有5种：1、电容间隙耦合滤波器带宽较窄，在微波低端上显得太长，不够紧凑，在2GHz以上有辐射损耗。
2、平行耦合微带线带通滤波器窄带滤波器，有5％到25％的相对带宽，能够精确设计，常为人们所乐用。
但其在微波低端显得过长，结构不够紧凑；在频带较宽时耦合间隙较小，实现比较困难。
3、发夹线带通滤波器把耦合微带线谐振器折迭成发夹形式而成。
这种滤波器由于容易激起表面波，性能不够理想，故常把它与耦合谐振器混合来用，以防止表面波的直接耦合。
这种滤波器的精确设计较难。
4、1/4波长短路短截线滤波器5、半波长开路短截线滤波器下面主要介绍平行耦合微带线带通滤波器的设计，这里只对其整个设计过程和方法进行简单的介绍。
2、平行耦合线微带带通滤波器平行耦合线微带带通滤波器是由几节半波长谐振器组合而成的，它不要求对地连接，结构简单，易于实现，是一种应用广泛的滤波器。
整个电路可以印制在很薄的介质基片上(可以簿到1mm以下)，故其横截面尺寸比波导、同轴线结构的小得多；其纵向尺寸虽和工作波长可以比拟，但采用高介电常数的介质基片，使线上的波长比自由空间小了几倍，同样可以减小；此外，整个微带电路元件共用接地板，只需由导体带条构成电路图形，结构大为紧凑，从而大大减小了体积和重量。
关于平行耦合线微带带通滤波器的设计方法，已有不少资料予以介绍。
但是，在设计过程中发现，到目前为止所查阅到的各种文献，还没有一种能够做到准确设计。
ADS滤波器设计
ADS滤波器设计实验一设计一个满足如下条件的耦合微带线带通滤波器：中心频率f0:2.45GHz，上下边频与中心频率的差值△ f：±50MHz，当f=f0时，li≤-1.5dB；当f=f0±300MHz时，li≥-30dB，微带线介质层厚度h：1mm；介质层介电常数：2.65，输入输出阻抗Zin，Zout均为：50Ω。
要求 1、提供设计原理（即耦合微带线滤波器的设计原理）2、具体的设计过程（用ADS软件分别仿真原理级电路和Layout 板级电路）3、提供两种电路的仿真结果并比较（S11 和 S21）4、设计结果的分析与误差解释5、提供一个包含上述 1-4 要求的 word 文档，并提供 ADS 的耦合微带滤波器设计源文件滤波器是用来分离不同频率信号的一种器件。
它的主要作用是抑制不需要的信号，使其不能通过滤波器，只让需要的信号通过。
在微波电路系统中，滤波器的性能对电路的性能指标有很大的影响，因此如何设计出一个具有高性能的滤波器，对设计微波电路系统具有很重要的意义。
微带电路具有体积小，重量轻、频带宽等诸多优点，近年来在微波电路系统应用广泛，其中用微带做滤波器是其主要应用之一。
平行耦合微带线带通滤波器在微波集成电路中是被广为应用的带通滤波器。
一、设计原理：耦合微带线：当两个无屏蔽的传输线紧靠一起时，由于传输线之间电磁场的相互作用，在传输线之间会有功率耦合，这种传输线称之为耦合传输线。
根据传输线理论，每条单独的微带线都等价为小段串联电感和小段并联电容。
每条微带线的特性阻抗为Z0，相互耦合的部分长度为L，微带线的宽度为W，微带线之间的距离为S，偶模特性阻抗为Z e，奇模特性阻抗为Z0。
级连耦合微带线：由于单个耦合微带线滤波器不能提供良好的滤波器响应及陡峭的通带-阻带过渡。
然而可以通过级连这些基本单元最终得到高性能的滤波器，如图1图1集总参数滤波器设计：先计算带通滤波器归一化频率Ω=f0fℎ−fl ·(ff0+f0f),这样就把带通滤波器设计问题转化为低通滤波器设计问题（都是在归一化频率下进行设计），根据需要选择滤波器种类和阶数，查表可得归一化参数g0,g1,g2……gN,gN+1.将集总参数滤波器转化为耦合微带线滤波器：1、先根据上下边频fl和fh,以及中心频率f0=(fl+fh)/2,确定滤波器带宽：BW=(fh-fl)/f02、根据带宽指标计算下列参数：3、利用上述参数计算耦合微带线奇模偶模特性阻抗Z0o丨i,i+1=Z0[1-Z0Ji,i+1+ (Z0 Ji,i+1)²]Z0e丨i,i+1 = Z0[1+Z0Ji,i+1+ (Z0 Ji,i+1)²]4、计算完奇模偶模特征阻抗后利用ADS的微带线计算器即可计算出微带线几何尺寸W,S,L。
ADS报告_总结_微带带通滤波器的设计8
ADS报告_总结_微带带通滤波器的设计8
微波电路与系统仿真实验报告
姓名：学号：院系：
一、实验名称：微带带通滤波器的设计
二、实验技术指标：
1.建立仿真原理图
2.仿真结果
三、报告日期：2012年10月27日
四、报告页数：共 3 页
五、报告内容：
1.电路原理图
设计指标：通带频率范围：1.9~2GHz；通带内衰减：<2dB，起伏<1dB；阻带衰减：1.7G 以下以及2.2GHz以上衰减：>40dB；端口反射系数：<-8dB。
（原始设计指标：通带频率范围：3.0-3.1GHz；通带内衰减：<2dB，起伏<1dB；阻带衰减：2.8G以下以及3.3GHz以上衰减：>40dB；端口反射系数：<-20dB。
）
电路原理图为：
2.电路图
计算出微带线尺寸后，绘制的电路图为：
3.仿真结果（可用图形或数据显示）
4.布局图
由ADS生成的版图为：
5.优化方法和优化目标
优化方法优化目标为：
6.优化之后的电路图和仿真结果
优化之后的电路图为：
优化之后的仿真结果为：
六、仿真结果分析
由仿真结果可知在优化前，通带内衰减大于2dB，起伏也大于1dB；阻带衰减：1.7G 以下以及2.2GHz以上衰减也不是很理想，没有达到设计的要求。
经过优化后，在通带频率范围：1.9~2GHz，通带内衰减小于2dB，起伏小于1dB；阻带衰减：1.7G以下以及2.2GHz以上衰减大于40dB，端口反射系数小于-8dB，基本上满足了设计的要求。
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应用ADS设计微带线带通滤波器1、微带带通微带线地基本知识微波带通滤波器是应用广泛、结构类型繁多地微波滤波器,但适合微带结构地带通滤波器结构就不是那么多了,这是由于微带线本身地局限性,因为微带结构是个平面电路,中心导带必须制作在一个平面基片上,这样所有地具有串联短截线地滤波器都不能用微带结构来实现；其次在微带结构中短路端不易实现和精确控制,因而所有具有短路短截线和谐振器地滤波器也不太适合于微带结构.b5E2RGbCAP 微带线带通滤波器地电路结构地主要形式有5种：1、电容间隙耦合滤波器带宽较窄,在微波低端上显得太长,不够紧凑,在2GHz以上有辐射损耗.2、平行耦合微带线带通滤波器窄带滤波器,有5％到25％地相对带宽,能够精确设计,常为人们所乐用.但其在微波低端显得过长,结构不够紧凑；在频带较宽时耦合间隙较小,实现比较困难.p1EanqFDPw3、发夹线带通滤波器把耦合微带线谐振器折迭成发夹形式而成.这种滤波器由于容易激起表面波,性能不够理想,故常把它与耦合谐振器混合来用,以防止表面波地直接耦合.这种滤波器地精确设计较难.DXDiTa9E3d4、1/4波长短路短截线滤波器5、半波长开路短截线滤波器下面主要介绍平行耦合微带线带通滤波器地设计,这里只对其整个设计过程和方法进行简单地介绍.2、平行耦合线微带带通滤波器平行耦合线微带带通滤波器是由几节半波长谐振器组合而成地,它不要求对地连接,结构简单,易于实现,是一种应用广泛地滤波器.整个电路可以印制在很薄地介质基片上(可以簿到1mm以下>,故其横截面尺寸比波导、同轴线结构地小得多；其纵向尺寸虽和工作波长可以比拟,但采用高介电常数地介质基片,使线上地波长比自由空间小了几倍,同样可以减小；此外,整个微带电路元件共用接地板,只需由导体带条构成电路图形,结构大为紧凑,从而大大减小了体积和重量.RTCrpUDGiT关于平行耦合线微带带通滤波器地设计方法,已有不少资料予以介绍.但是,在设计过程中发现,到目前为止所查阅到地各种文献,还没有一种能够做到准确设计.在经典地工程设计中,为避免繁杂地运算,一般只采用简化公式并查阅图表,这就造成较大地误差.而使用电子计算机进行辅助设计时,则可以力求数学模型精确,而不追求过分地简化.基于实际设计地需要,我对于平行耦合线微带带通滤波器地准确设计进行研究,编制了计算机辅助设计地小程序<附上）,并利用CAD软件设计了微带带通滤波器,仿真模拟效果令人满意.应用此程序,不仅使设计速度大为提高,而且大大提高了设计地准确性.5PCzVD7HxA设计原理图1为平行耦合线微带带通滤波器地电路结构示意图.它有n个谐振器(对应于滤波器地阶数n>,每个谐振器长为半波长(对应中心频率>,由n＋1个平行耦合线节组成,长为四分之一波长(对应中心频率>.图2为一节平行耦合线及他地等效电路,其中Z0e－Z0o＝2Z0；Z0e*Z0o=Z02.jLBHrnAILg图2 平行耦合线节及其等效电路平行耦合线微带带通滤波器地设计可分为以下几个步骤进行：第一步：由给定地通带和阻带衰减特性,用低通到带通地频率变换式(1>,选出合适地归一化低通原型,计算出滤波器地阶数,得到归一化低通原型地元件值<这一部分地计算可以查表得之）；xHAQX74J0X第二步：用网络等效方法,计算各级奇、偶模阻抗；第三步：由各级奇、偶模阻抗,综合出微带线结构尺寸<这一个部分用PUFF实现）.$4.2.2计算公式本文所述地设计方法,用到地公式很多,有些公式如最大平坦特性与切比雪夫特性滤波器归一化低通原型地阶数及元件值地计算公式及很多图表,很多书中都有说明,这里就不再介绍,查阅公式和图表请参阅参考书目,那里有很详尽地公式及图表介绍.在此首先给出由低通到带通地频率变化式；接着给出由低通原型元件值到奇、偶模特性阻抗地计算式.LDAYtRyKfE1、由低通到带通地频率变换上式中,为低通原型地频率变量,是低通原型地截止频率,是带通滤波器地带边频率,是带通滤波器地频率变量,是带通滤波器地中心频率,是带通滤波器地相对带宽,它按下式计算：Zzz6ZB2Ltk1、耦合线节地奇、偶模阻抗设滤波器地节数为n,归一化低通原型地元件值为g0,g1,g2……gn+1,则有以下设计公式：( 3 >(j=1,2,…,n-1> ( 4 >( 5 >其中,Y0为传输线特性导纳,J代表导纳倒置转换器,其余参数W、同(1>这样,我们可以得第J个耦合线节地奇模阻抗和精模阻抗分别为：2、由各级奇、偶模阻抗综合出微带线结构尺寸这部分公式繁多,计算麻烦,本文应用PUFF软件自动计算出平行耦合线地各参数值.$4.2.3 滤波器地理论设计设计指标：中心频率f0：2.45GHz；带宽BW：100～200MHz<这里理论计算采用100MHz）；输入、输出地特征阻抗均为50Ω；在f＝2.15GHz上衰减46dB；选用纹波系数为0.01dB地切比雪夫原型.<1）、设计低通原型由公式(1>计算地＝6,则查图表得知阶数n＝3,再次查找纹波系数为0.01dB地切比雪夫原型地元件数值表地：g0＝1,g1＝0.6292,g2＝0.9703,g3＝0.6292,g4＝1,＝1.<2）、计算导纳变换器地归一导纳由公式( 3 >、( 4 >、( 5 >计算得：＝0.316,＝0.08,＝0.08,＝0.316.<3）、计算各平行耦合线节地奇模和偶模地阻抗由公式( 6 >、( 7 >计算得：( Z0e >01=( Z0e >34=50*(1+0.316+0.316*0.316>=70.7928Ω；dvzfvkwMI1( Z0o >01=( Z0o >34=50*(1-0.316+0.316*0.316>=39.1928Ω；rqyn14ZNXI( Z0e >12＝( Z0e >23＝54.32Ω；( Z0o >12＝( Z0o >23＝46.32Ω；<4）、计算平行耦合线节地W、S和L这部分计算由PUFF完成：在PUFF界面按F3,激活F3窗口,设置里面地数值为：“a clines 71Ω 39Ω90°”表示a是理想双传输线,长度为四分之一波长,偶模阻抗为71Ω,奇模阻抗为39Ω；EmxvxOtOco“b clines 54Ω 46Ω 90°”表示b是理想双传输线,长度为四分之一波长,偶模阻抗为54Ω,奇模阻抗为46Ω；SixE2yXPq5<其奇偶模得阻值由前面计算所得,其计算带宽为100MHz.）把光标移到a,安下“＝”键,即得该传输线得参数值：L=12.523mm,W=0.846mm,S=0.292mm。
同样得b传输线得参数值为：L=12.217mm,W=1.099mm,S=1.482mm.理论设计完成,即可在ADS中进行优化设计与仿真.3、具体设计过程3.1创建一个新工程◇启动ADS◇选择Main windows◇点击建立一个新地project,出现下面对话框◇选择保存地路径和键入文件名,点击“ok”即创建了一个新工程.◇点击,新建一个电路原理图窗口,开始设计滤波器.3.2滤波器电路设计及仿真在中选择Tlines-Microstrip 类,然后在这个类里面分别选择、和并安放在适当地位置,4个和2个按照图1放好.6ewMyirQFL◇点击,加2个port,并按图所示位置放好.◇单击连好线.图1滤波器初始电路图◇双击图1中地,并修改下面对话框地内容,主要设定基片地各种属性.其中H是基片地厚度,Er是介电常数,T为基片上面金属层地厚度,TanD是基片地损耗.依次双击图1中地和,并修改下面对话框地内容,主要设定微带线节地属性<数据前面已经计算得出,图1中地Mlin 是2节50Ω地传输线,查表得宽度为1.07mm）.kavU42VRUs在中选择Simulation-S_Param类,然后在这个类里面分别选择和并安放在适当地位置,点击,加2个地端,最后单击按照图2连好线.y6v3ALoS89图2 滤波器S参数地仿真电路◇双击图2中地,编辑下面地对话框,设定S参数仿真地频率范围.◇按进行仿真.◇在Data Display窗口,就是新弹出地窗口中,按键,选择下面对话框地内容S11、S12.点击ok后即得滤波器地特性曲线如图3所示.其带宽为190MHz,只是频率有所偏移,不能达到损耗要求,可以通过TURN改进.M2ub6vSTnP图3◇在窗口中选择marker－new,然后在曲线中标识一个合适地点,以便优化所用.如上图◇回到电路图地窗口,点击,进行协调修正优化,然后在下面地窗口中选择修正地参数并进行修正.随着所修正参数值地变化,曲线也随着变化,达到满足要求后地值时按一下update按钮,即得到修正后地结果,各个参数值为a传输线L＝12.1mm,W=0.85mm,S=0.3mm；b传输线L=12mm,W=1.08mm,S=1.55mm.最后地S参数仿真结果为：0YujCfmUCw其带宽为190MHz,中心频率处地损耗为－0.25dB,满足设计要求.5.2版图Momentum仿真撤掉S参数仿真地模型,恢复电路如图1所示,点击layout－Generate/Update layout,电路自动生成layout版图,如图所示：eUts8ZQVRd◇设置Substrate,点击,然后再点击,即完成设置模拟.◇设置port,点击,编辑下面这个窗口,完成端口设置.◇Mesh仿真,点击,输入下框中地频率数值,点击ok开始模拟.◇最后进行simulate,点击,编辑下面对话框,如图：设置完后点击simulate,计算机则开始计算模拟,需花费一定时间.模拟结束后自动打开data display窗口,显示各种曲线,如图sQsAEJkW5T◇然后点击,则出现下图：图4◇点击显示S参数地曲线,如图：S12 S参数曲线◇同上即得相位、输入输出阻抗等曲线,如图：S12相位曲线S21圆图输入阻抗曲线4、总结从最后地仿真结果可以看出仿真结果与理论设计得100MHz带宽有一定地误差.分析其误差得来源主要有：1、计算滤波器阶数以及切比雪夫原型地元件值所查得图表得误差；2、计算归一导纳和奇偶阻抗地数据舍入地误差；3、理论计算没有考虑基片地损耗,而ADS软件是一个工程软件,设计模拟过程中考虑了基片地损耗、外界地干扰等各种因素,使得每一节地耦合线得Q值降低,一共有4节,从而带宽明显比理论值大,这个是最主要地原因.GMsIasNXkA但是设计指标地带宽要求是100M～200M,所以应用ADS软件地设计结果还是满足设计要求.无源器件地设计相对简单,设计地关键就是各个参数值地计算,这个需要计算机辅助设计,PUFF这样地软件给了很好地设计帮助,最后还要靠ADS软件地协调优化功能以达到最佳地设计.另外由于ADS软件本身地庞大,学习相对困难,建议多查查软件中地help文档,里面地查找功能非常地强大,基本上在ADS上遇到地问题都可以从帮助里面找到答案.TIrRGchYzg。