微带线滤波器实验报告
微波实验报告_微带短截线低通滤波器的设计、仿真与测试
微波实验报告_微带短截线低通滤波器的设计、仿真与测试综合课程设计实验报告课程名称：微波方向综合课程设计实验名称：微带短截线低通滤波器的设计、仿真与测试院（系）：信息科学与工程学院专业班级：姓名：学号：指导教师：2011年12月22日1/13一、实验目的和要求1、目的：通过这次课程设计，进一步理解微波工程的相关内容，熟练运用Microwave Office和Protel等软件，通过这学期学习、练习的积累，选择一个微波器件，依据MWO的仿真结果，使用protel99se将其绘制成电路版图（PCB）。
最后在老师的帮助下制成实物并与仿真结果对比分析，在实践中加强自己对微波工程的体会与理解。
2、要求：从以下题目中选择一个微波器件,依据MWO的仿真结果,使用protel99se将其绘制成电路版图(PCB)。
（器件的工作频率和学号相关）1)3dB微带功率分配器;2)微带短截线滤波器3)3dB微带定向耦合器PCB板采用介电常数为4.5，厚度为1mm的FR4基片；电路尺寸必须按照自己相应的MWO设计结果绘制；电路外轮廓为矩形,尺寸必须为:50mm*40mm或40mm*20mm；每个电路端口必须在电路板的侧面，并使用至少5mm长度的50ohm微带线连接。
二、实验内容和原理1、内容：在介电常数为4.5，厚度为1mm的FR4基片上（T取0.036mm，Loss tangent取0.02），设计一个3阶、最大平坦型微带短截线低通滤波器，其截止频率为f（2.2GHz），阻抗是50欧姆。
2、原理：2/13（1）Richards变换：集总元件构成的滤波器通常工作频率较低，在微波频段，我们常常采用微带结构实现较好的滤波性能。
在设计得到滤波器原型之后，为了实现电路设计从集总参数到分布参数的变换，Richards提出了一种变换方法，这种变换可以将集总元件变换成传输线段。
如图1所示，电感L可等效为长为λ/8，特性阻抗为L的短路线；电容C可等效为长为λ/8，特性阻抗为1/C的开路线。
微带线带通滤波器的制作
二、微帶線帶通濾波器工作原理
如圖１(a)(b)所示的步階阻抗諧振
器，分別為 λ g / 、4 λ g / 2的步
階阻抗諧振器，
θ
、
1
θ
表示電氣
2
長度， Z1 、 Z2 表示傳輸線的特性
阻抗，而步階阻抗諧振器阻抗比定義
為
Rz
≡
Z1
+
Z
Hale Waihona Puke ，長度比定義21為 u ≡ θ 2 / (θ 1 + θ 2 。) 當微帶線
8. P. A. Rizzi, Microwave Engineerung Passive Circuit,1988.
9. R. W. Rhea,HF Filter Design & Computer Simulation, 1994.
10. D. M. Pozar., Microwave Engineering wiley-interscience,2004.
想的集總元件，所以常以分散式元件 替代，而比較常見的諧振器主要有下 列幾種：patch 諧振器、四分之一波長 短路微帶線諧振器及二分之一波長開 路微帶線諧振器，其中二分之一波長 開路微帶線諧振器由於不需要穿孔、 製作容易，因此最常被應用在平面的 微帶線濾波器上[2]。
本文以模擬方式模擬微帶線帶通 濾波器，並再以 FR4 機板的參數以模 擬方式證明微帶線可以應用在被動元 件上，並且可有效的縮小化，且可使 用於高頻上，而在以實作與模擬比較 兩者結果的差別。
表 1 FR4 實作與模擬比較
中心頻率 頻寬
插入損耗 反射損耗
模擬結果 2.41GHZ 220MHZ -2.23dB -38.76dB
實作結果 2.49GHZ 140MHZ -4.84dB -12.08dB
滤波器的设计实验报告
滤波器的设计实验报告滤波器的设计实验报告引言：滤波器是一种电子设备，用于改变信号的频率特性。
在电子通信、音频处理、图像处理等领域中，滤波器扮演着至关重要的角色。
本实验旨在设计并验证滤波器的性能，以增进对滤波器原理和应用的理解。
实验目的：1. 掌握滤波器的基本原理和分类；2. 学习滤波器的设计方法和参数选择；3. 实现一个滤波器电路，并验证其性能。
实验装置和材料：1. 函数发生器：用于产生输入信号；2. 示波器：用于观察输入和输出信号；3. 电阻、电容、电感：用于构建滤波器电路；4. 电源：为电路提供稳定的电压。
实验步骤：1. 确定滤波器类型：根据实验要求和信号特性，选择合适的滤波器类型。
常见的滤波器类型有低通、高通、带通和带阻滤波器。
2. 计算滤波器参数：根据滤波器类型和信号频率要求，计算所需的电阻、电容和电感数值。
这些参数将决定滤波器的截止频率和增益特性。
3. 搭建电路：根据设计的滤波器电路图，使用电阻、电容和电感等元件搭建电路。
确保电路连接正确，无误。
4. 连接信号源和示波器：将函数发生器连接到滤波器输入端，将示波器连接到滤波器输出端。
调整函数发生器的频率和幅度，观察示波器上的波形变化。
5. 测试滤波器性能：通过改变输入信号的频率，观察输出信号的变化。
记录截止频率、增益、相位差等性能参数，并与理论计算结果进行对比。
6. 优化滤波器性能：根据实验结果，对滤波器进行调整和优化。
可以尝试改变电阻、电容和电感数值，或者采用其他滤波器类型，以改善滤波器的性能。
实验结果与讨论：根据实验数据和观察结果，我们可以得出以下结论：1. 滤波器的截止频率与电阻、电容和电感的数值有关。
通过调整这些参数，可以改变滤波器的频率响应。
2. 不同类型的滤波器对信号的处理方式不同。
低通滤波器通过滤除高频成分，使得低频信号通过；高通滤波器则相反。
3. 滤波器的增益特性和相位差对信号处理有重要影响。
在设计滤波器时，需要权衡增益和相位差之间的关系。
实验四微带线带通滤波器设计
实验四微带线带通滤波器设计实验四：基于ADS软件的平⾏耦合微带线带通滤波器的设计与仿真⼀、实验原理滤波器是⽤来分离不同频率信号的⼀种器件，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，微带电路具有体积⼩，重量轻、频带宽等诸多优点，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。
1、滤波器的介绍滤波波器可以分为四种：低通滤波器和⾼通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
射频滤波器⼜可以分为以下波导滤波器、同轴线滤波器、带状线滤波器、微带滤波器。
滤波的性能指标：频率围：滤波器通过或截断信号的频率界限通带衰减：滤波器残存的反射以及滤波器元件的损耗引起阻带衰减：取通带外与截⽌频率为⼀定⽐值的某频率的衰减值寄⽣通带：有分布参数的频率周期性引起，在通带外⼜产⽣新的通带2、平⾏耦合微带线滤波器的理论当频率达到或接近GHz时，滤波器通常由分布参数元件构成，平⾏耦合微带传输线由两个⽆屏蔽的平⾏微带传输线紧靠在⼀起构成，由于两个传输线之间电磁场的相互作⽤，在两个传输线之间会有功率耦合，这种传输线也因此称为耦合传输线。
平⾏耦合微带线可以构成带通滤波器，这种滤波器是由四分之⼀波长耦合线段构成，她是⼀种常⽤的分布参数带通滤波器。
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。
单个微带线单元虽然具有滤波特性，但其不能提供陡峭的通带到阻带的过渡。
如果将多个单元级联，级联后的⽹络可以具有良好的滤波特性。
⼆、耦合微带线滤波器的设计的流程1、确定滤波器指标2、计算查表确定滤波器级数N3、确定标准滤波器参数4、计算传输线奇偶模特性阻抗5、计算微带线尺⼨6、仿真7、优化再仿真得到波形图设计参数要求：（1）中⼼频率：2.4GHz；（2）相对带宽：9%；（3）带波纹：<0.5dB；（4）在频率1.9GHz和2.9GHz处，衰减>20dB；（5）输⼊输出阻抗：50Ω。
滤波器 实验报告
滤波器实验报告滤波器实验报告引言滤波器是电子工程中常用的一种信号处理器件，它可以根据需要选择性地通过或者阻断特定频率范围内的信号。
在本次实验中，我们将探索滤波器的原理、不同类型的滤波器及其应用，并通过实验验证滤波器的性能。
一、滤波器的原理滤波器的原理基于信号的频域特性。
通过选择性地通过或阻断不同频率的信号，滤波器可以对信号进行处理，以满足不同的需求。
滤波器可以分为两类：低通滤波器和高通滤波器。
1. 低通滤波器低通滤波器可以通过滤除高频信号而只保留低频信号。
它在音频处理、图像处理等领域中有着广泛的应用。
在实验中，我们使用了一个RC低通滤波器电路，通过改变电容和电阻的数值可以调整滤波器的截止频率。
实验结果显示，当截止频率较低时，滤波器可以有效地滤除高频噪声，保留低频信号。
2. 高通滤波器高通滤波器可以通过滤除低频信号而只保留高频信号。
它在语音识别、图像增强等领域中具有重要的应用。
在实验中，我们使用了一个RLC高通滤波器电路，通过改变电感和电阻的数值可以调整滤波器的截止频率。
实验结果显示，当截止频率较高时，滤波器可以有效地滤除低频噪声，保留高频信号。
二、滤波器的应用滤波器在电子工程中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 语音处理在通信领域，滤波器用于语音信号的处理和增强。
通过去除噪声和杂音，滤波器可以提高语音信号的质量和清晰度，使其更易于识别和理解。
2. 图像处理在图像处理中，滤波器用于去除图像中的噪声和伪像。
通过选择性地滤除不同频率的信号，滤波器可以提高图像的清晰度和细节，使其更加真实和可辨认。
3. 音频放大器在音频放大器中，滤波器用于去除输入信号中的杂音和谐波。
通过滤除不需要的频率成分，滤波器可以提高音频信号的纯净度和音质，使其更加逼真和动听。
三、实验验证为了验证滤波器的性能，我们进行了一系列实验。
首先，我们使用示波器观察了滤波器电路的输入和输出波形。
实验结果显示，滤波器可以有效地滤除不需要的频率成分，保留所需的信号。
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。
签名：
日期：。
试验一微波滤波器的设计制作与调试
做好准备。
02
微波滤波器的基本原理
滤波器的作用
信号选择
频谱分析
滤波器能够根据需要选择特定频率范 围的信号，抑制不需要的频率成分。
滤波器可用于频谱分析，将信号分解 成不同频率分量，便于研究和分析。
噪声抑制
滤波器能够降低噪声干扰，提高信号 的信噪比。
滤波器的分类
01
02
03
04
低通滤波器
允许低频信号通过，抑制高频 信号。
切割与打孔
组装与调试
根据设计要求，对介质基片进行切割和打 孔，以便组装成微波滤波器。
将切割好的介质基片与金属结构进行组装 ，并利用测试仪器进行调试，确保微波滤 波器的性能符合要求。
制作实例
设计一款中心频率为2.4GHz 的微波滤波器，采用微带线结 构。
利用光刻技术将滤波器图案转 移到介质基片上，形成导电结 构。
06
结果分析
分析方法
频谱分析
通过频谱分析仪测量微波滤波器的频率响应， 观察滤波器的通带和阻带性能。
插入损耗测量
使用网络分析仪测量滤波器的插入损耗，评 估信号通过滤波器时的能量损失。
群时延测量
通过测量信号通过滤波器的群时延，分析滤 波器对信号的相位延迟影响。
电压驻波比测试
通过测量滤波器的电压驻波比，评估滤波器 端口处的反射系数大小。
电镀材料
包括铜、镍等金属材料，用于制作微 波滤波器的导电结构。
粘合剂
用于将介质基片与导电结构粘合在一 起，常用的有环氧树脂等。
测试仪器
包括信号源、频谱分析仪、功率计等， 用于测试微波滤波器的性能。
制作工艺
金属化处理
光刻技术
在介质基片表面蒸镀一层金属膜，形成导 电结构。
实验3 微带低通滤波器
EDA实验报告学院：电子工程学院专业：电子与通信工程班级： 158班学生姓名：**学生学号：**********实验3 微带低通滤波器一、 设计要求设计一个切比雪夫式微带低通滤波器，技术指标为：截止频率 2.2c f GHZ =，在通带内最大波纹0.2Ar L dB =，11S 小于-16dB ；在阻带频率4s f GHZ =处，阻带衰减As L 不小于30dB 。
输入，输出端特性阻抗050Z =Ω。
用微带线结构实现，基片厚度H=800um ，T=10um ，相对介电常数9.0r ε=；高阻抗线特性阻抗0106h Z =Ω，高阻抗线010l Z =Ω。
设计一种低通滤波器电路，先用集总参数元件实现，进行仿真，然后进行调节，得到目标测量值。
然后再通过换算，用微带线电路来实现，同样还需要经过调节，得到目标测量值。
指标要求为： 2.2f GHZ <时，1116S dB <-，210.2S dB >-；4f GHZ >时，2130S dB <-。
测量参数：在频率1~5GHZ 的条件下11S 和21S 的值。
二、 实验仪器硬件：PC 机软件：Microwave Office 软件三、 设计步骤1. 原型滤波器设计设计一个原型滤波器，设置的的频率为1~5GHZ ，电路图如下；对原型滤波器进行仿真，可以得到其如下图的测量结果：原型滤波器的仿真结果然后设置优化目标： 2.2f GHZ <时，1116S dB <-，210.2S dB >-；4f GHZ >时，2130S dB <-。
设置优化参数，选取所有变量，执行优化。
优化完成后，优化后的参数如下表：2. 滤波器物理尺寸计算（微带线结构） （1）高阻抗线先计算高阻抗线的宽度。
利用AWR 软件自带的TXLine 。
已知条件：9.0r ε=，0 1.1f GHZ =，H=800um ，T=10um ，阻抗0106h Z =Ω，计算得W ，re ε；再计算高阻抗线的长度：9141200010106L L ph h L L l l Z υ-⨯===（2）低阻抗线先计算低阻抗线的宽度。
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微带线滤波器设计实验报告
班级：1402061班
学号：14020610004
姓名：戴济安
一、设计方法
采用平行耦合滤波器结构模型。
耦合微带线结构由两根平行放置、彼此靠得很近的微带线构成。
这种几何结构包括介质层和微带线,介质层厚度为h,相对介电常数为Er,平行耦合带通滤波器的结构图如图1。
微带线的奇模、偶模通过公共接地板产生耦合效应,这种耦合效应导致了奇模特性阻抗和偶模特性阻抗,构成分布参数元件,级联这些耦合微带线元件可得到带通滤波器的特性。
二、原理公式
各个参数的计算公式为：
三、设计指标
Ɛ
r =2.2 f
=2Ghz
L=1.0mm BW=5%~20% RL>10dB IL<1dB
四、优化参数与效果图
参数原图：
五、课程总结
这门课程的学习让我掌握了很多实际工程上的具体应用，对微波射频电路有一个感性的认识，并且理解了场和路之间的转化等效思想，在
之前学习的微波和射频电路课程的基础之上，我又知道了很多具体的器件及其应用，从书本的枯燥知识走入到实际的生产生活中来，对本专业要研究和解决的问题以及这个行业的情况更加了解。
微带线滤波器的设计是从网络上和书本上找了很多资料，并且通过HFSS软件仿真，因为是第一次做，所以整个过程困难重重，软件也是全英文操作很不容易上手，自己的电脑配置不够好，每一步都进行得很慢，最后终于做出了符合设计指标的滤波器。
所谓知易行难，看懂了原理到真的取设计、制作、调整好之间有着很大的差距，我们学习知识的目的是要解决实际生产中的问题，不能局限于书本，还要到实践当中，才能有更大的提高。