用微波仿真软件设计一个集总(或分布)参数 滤波器
微波滤波器设计实例
微波滤波器设计实例微波滤波器是一种用于滤除不想要的信号和频带，并保留所需信号和频带的电路或设备。
在微波通信、雷达系统、无线电频率干扰以及其他微波应用中，滤波器扮演着至关重要的角色。
本文将通过设计一个简单的微波低通滤波器来介绍微波滤波器设计的一般过程。
首先，我们需要确定设计要求和规格。
对于一个低通滤波器来说，首要任务是能够将所需信号频带内的信号通过，而将其他频带的信号滤除。
通常，我们需要指定滤波器的截止频率、带宽和衰减等参数。
在本例中，我们设定截止频率为2GHz，带宽为500MHz，衰减为20dB。
接下来，我们可以根据设计要求选择合适的滤波器拓扑结构。
常见的微波滤波器拓扑包括LC电路、谐振腔、微带滤波器、耦合线滤波器等。
在本例中，我们选择微带滤波器结构。
然后，我们可以使用滤波器设计软件进行滤波器设计。
滤波器设计软件可以帮助我们进行电路参数计算、滤波器响应仿真和优化等。
输入设计要求后，软件将生成滤波器的电路图和参数。
接下来，我们可以开始进行滤波器的电路实现。
首先，我们需要选择合适的材料和尺寸来制作微带线。
微带线是滤波器中的关键部分，决定了滤波器的性能。
根据设计要求和所选材料，可以使用标准的微带线设计公式来计算线宽和长度。
然后，我们根据滤波器电路图，将微带线和其他元件进行布置。
在布局过程中，需要保证微带线的尺寸和布线方式满足设计要求，并尽量减少布线长度和损耗。
完成布局后，我们可以进行滤波器的制作和组装。
选择合适的PCB材料，并通过PCB制程将滤波器电路图印制在PCB上。
然后，将必要的元件（如电感器、电容器等）焊接到PCB上，并加以调试和测试。
最后，我们可以使用网络分析仪等仪器对滤波器进行测试和性能评估。
通过测量滤波器的插入损耗、衰减和频率响应等参数，我们可以确认滤波器是否达到设计要求。
通过以上的设计流程，我们可以设计和制作出一个满足要求的微波低通滤波器。
当然，这只是一个简单的例子，实际的微波滤波器设计可能更加复杂和精细。
2024版ADS设计实验教程微波滤波器的设计制作与调试
•引言•微波滤波器基本原理•ADS 软件在微波滤波器设计中的应用•微波滤波器制作工艺流程•调试技巧与常见问题解决方案•实验案例分析与讨论•总结与展望目录01引言微波滤波器概述微波滤波器是一种用于控制微波频率响应的二端口网络，广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
微波滤波器的主要功能是允许特定频率范围内的信号通过，同时抑制其他频率范围的信号，从而实现信号的选频和滤波。
微波滤波器的性能指标包括插入损耗、带宽、带内波动、带外抑制等，这些指标直接影响着通信系统的性能。
设计制作与调试重要性设计是微波滤波器制作的首要环节，良好的设计能够确保滤波器的性能指标满足系统要求。
制作是将设计转化为实物的过程，制作精度和质量直接影响着滤波器的最终性能。
调试是对制作完成的滤波器进行性能调整和优化，使其达到最佳工作状态的过程。
本教程旨在介绍微波滤波器的设计、制作与调试过程，帮助读者掌握相关知识和技能。
教程内容包括微波滤波器的基本原理、设计方法、制作流程和调试技巧等。
通过本教程的学习，读者将能够独立完成微波滤波器的设计、制作与调试，为实际工程应用打下基础。
教程目的和内容02微波滤波器基本原理低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器微波滤波器分类工作原理及性能指标工作原理性能指标常见类型微波滤波器特点集总参数滤波器分布参数滤波器陶瓷滤波器晶体滤波器03ADS软件在微波滤波器设计中的应用ADS软件简介及功能模块ADS（Advanced Design System）是一款领先的电子设计自动化软件，广泛应用于微波、射频和高速数字电路的设计、仿真与优化。
ADS软件包含多个功能模块，如原理图设计、版图设计、电磁仿真、系统级仿真等，可满足不同设计阶段的需求。
ADS软件支持多种微波滤波器类型的设计，如低通、高通、带通、带阻等，具有强大的设计能力和灵活性。
微波滤波器设计流程确定滤波器类型和性能指标根据实际需求选择合适的滤波器类型，并确定滤波器的性能指标，如中心频率、带宽、插入损耗、带外抑制等。
用微波仿真软件设计一个集总(或分布)参数滤波器
苏州市职业大学课程实训任务书课程名称：微波技术与应用课程实训起讫时间：院系：电子信息工程系班级：指导教师：系主任：这个二端口网络的传输特性可用散射矩阵（S 矩阵）表示为即为反射系数；S 12、S 21为传输系数。
而S 参数一般是复数，可用幅值它们的幅值一般以单位dB 给出：)(lg 20dB S mn，滤波器特性参数中表示在由端口n 到端口m 的插入损耗（即设计要求中的增益相关）返回损耗（即设计要求中的反射系数相关）。
图2用串联微带传输线构成的串联微带电感，左为实际电路，右为等效电路。
图2 中间导体变窄，是一段高阻串联微带线。
由终端方程的阻抗表达式，在传输线长度d小于工作波长时，可计算其输入阻抗Z，可知X大于0。
可见，这段串联的高阻微带线等效为一个串联电感。
大于c图3是由并联开路微带传输线构成的等效微带电容微带线滤波器设计时要根据需要选取元件及其基板材料。
图4就是用微带线设计的一图4分布参数低通滤波器3．课程设计器材苏州市职业大学课程实训说明书名称年月日至年月日共周院系班级姓名院长系主任指导教师目录第一章绪论 (1)第二章滤波器设计 (2)2.1 滤波器简介 (2)2.2 滤波器原理 (3)2.2.1 滤波器的网络分析 (3)2.2.2 滤波器的设计 (4)2.3 滤波器设计步骤 (4)2.4 滤波器实训结果 (9)第三章低通滤波器的设计 (10)3.1低通滤波器原理 (10)3.1.1微带电路 (10)3.3.2 微带线 (10)3.3.3 微带电容和微带电感 (11)3.2低通滤波器设计步骤 (12)3.3 低通滤波器实训结果 (16)第四章实训心得 (17)第一章绪论微波与射频技术在21世纪之所以发展迅速，其主要原因是它有巨大的应用价值。
目前，现代无线通信、卫星通信、全球定位系统、物联网工程、射频识别、微波遥感、医疗监控、微电子学、纳米技术、电机科学、雷达等传感器技术乃至生命科学与技术都是以电磁场、微波与射频技术为基础，而现代武器装备信息化更是离不开微波、毫米波这项核心技术的支撑。
基于HFSS的微波带阻滤波器设计
基于HFSS的微波带阻滤波器设计引言：微波带阻滤波器是一种能够阻止特定频段信号传输的电路器件，在无线通信和雷达系统中具有广泛的应用。
本文将基于HFSS软件来设计一种微波带阻滤波器。
设计目标：设计一个具有中心频率为2GHz，带宽为500MHz的微波带阻滤波器，并实现较好的阻带衰减。
设计步骤：1. 确定滤波器类型：根据设计要求，我们选择了以理想带阻类型为参考，具体选择了Cauer型带阻滤波器。
2.选择滤波器结构：根据设计要求，我们选择了巴特沃斯微带滤波器结构，它具有简单的结构和相对较好的性能。
3.确定滤波器的阻带和通带：根据设计要求，我们确定了滤波器的上下阻带频率和通带频率。
4.开始HFSS软件设计：根据以上设计目标和步骤，我们打开HFSS软件，并进行以下设计：a)创建一个适当大小的板材作为基底。
b)选择适当的介质材料，以获得所需的介电常数。
c)绘制微带线结构和抗地面。
d)添加滤波器元件，例如阻抗转换器和耦合缝隙等，以实现所需的滤波特性。
e)对设计进行模拟和优化，以获得最佳性能。
5.导出设计文件：优化完成后，将设计导出为标准格式的文件，以便进行后续的制作和测试。
6.制作和测试：根据导出的设计文件，制作实际的滤波器电路，并使用合适的测试设备进行性能测试。
结论：本文介绍了基于HFSS软件的微波带阻滤波器的设计流程。
通过HFSS 的模拟和优化功能，我们能够快速设计出符合要求的滤波器电路，并能够预测其性能。
通过实际制作和测试，我们可以验证设计结果，并对其进行修正和改进。
微波带阻滤波器的设计是一个复杂的过程，需要对电磁场和滤波器原理有一定的理解和经验。
然而，使用HFSS等仿真软件可以大大简化设计过程，并提高设计效率和准确性。
微波仿真软件介绍及算法和原理
微波仿真软件介绍及算法和原理嘉兆科技微波系统的设计越来越复杂，对电路的指标要求越来越高，电路的功能越来越多，电路的尺寸要求越做越小，而设计周期却越来越短。
传统的设计方法已经不能满足系统设计的需要，使用微波EDA软件工具进行微波元器件与微波系统的设计已经成为微波电路设计的必然趋势。
1．引言微波系统的设计越来越复杂，对电路的指标要求越来越高，电路的功能越来越多，电路的尺寸要求越做越小，而设计周期却越来越短。
传统的设计方法已经不能满足系统设计的需要，使用微波EDA软件工具进行微波元器件与微波系统的设计已经成为微波电路设计的必然趋势。
随着单片集成电路技术的不断发展，GaAs、硅为基础的微波、毫米波单片集成电路（MIMIC）和超高速单片集成电路（VHSIC）都面临着一个崭新的发展阶段，电路的设计与工艺研制曰益复杂化，如何进一步提高电路性能、降低成本，缩短电路的研制周期，已经成为电路设计的一个焦点，而EDA技术是设计的关键。
EDA技术的范畴包括电子工程设计师进行产品开发的全过程，以及电子产品生产过程中期望由计算机提供的各种辅助功能。
一方面EDA技术可为系统级、电路级和物理实现级三个层次上的辅助设计过程，另一方面EDA技术应包括电子线路从低频到高频，从线性到非线性，从模拟到数字，从分立电路到集成电路的全部设计过程[1-2]。
随着无线和有线设计向更高频率的发展和电路复杂性的增加，对于高频电磁场的仿真，由于忽略了高阶传播模式而引起仿真的误差。
另外，传统模式等效电路分析方法的限制，与频率相关电容、电感元件等效模型而引起的误差。
例如，在分析微带线时，许多易于出错的无源模式是由于微带线或带状线的交叉、阶梯、弯曲、开路、缝隙等等，在这种情况下是多模传输。
为此，通常采用全波电磁仿真技术去分析电路结构，通过电路仿真得到准确的非连续模式S参数。
这些EDA仿真软件与电磁场的数值解法密切相关的，不同的仿真软件是根据不同的数值分析方法来进行仿真的。
hfss腔体滤波器设计实例
hfss腔体滤波器设计实例HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一种用于电磁场仿真和分析的软件工具。
它广泛应用于高频电磁场的建模和分析，可用于设计各种射频（RF）和微波器件，如天线、滤波器、耦合器等。
本文将以HFSS腔体滤波器设计实例为题，介绍如何利用HFSS软件进行腔体滤波器的设计。
我们需要明确腔体滤波器的基本原理。
腔体滤波器利用腔体的谐振模式和谐振频率来实现信号的滤波。
通过调整腔体的几何参数和材料特性，可以实现对特定频率范围内的信号进行滤波。
因此，腔体滤波器的设计关键在于确定合适的腔体结构和参数。
接下来，我们将以一个实际的设计例子来具体介绍HFSS腔体滤波器的设计流程。
假设我们要设计一个工作在2.4GHz频段的微波腔体滤波器。
首先，我们需要选择合适的腔体结构。
常见的腔体结构有矩形腔体、圆柱腔体等，根据设计要求选择合适的结构。
在HFSS中，我们可以通过绘制几何模型来定义腔体结构。
绘制完成后，我们需要定义腔体的材料属性，包括介电常数、磁导率等。
这些参数将直接影响腔体的谐振频率和模式。
接下来，我们可以利用HFSS的求解器进行电磁场仿真。
在仿真前，我们需要设置仿真的频率范围和精度。
根据设计要求，选择合适的频率范围，并设置适当的网格精度。
仿真完成后，我们可以通过HFSS的结果分析工具来分析仿真结果。
主要包括频率响应、S参数、电场分布等。
根据设计要求，对仿真结果进行评估和调整。
如果需要改善滤波器性能，可以通过调整腔体的几何参数和材料特性来实现。
在设计过程中，需要注意以下几点。
首先，腔体的尺寸和几何参数应该合理选择，以满足设计要求。
其次，材料的选择和特性对滤波器性能影响很大，需要选择合适的材料并设置正确的特性。
最后，仿真结果的准确性和稳定性也需要重视，可以通过调整网格精度和求解器参数来提高仿真结果的准确性。
HFSS是一种强大的工具，可以用于腔体滤波器的设计和分析。
集总参数滤波器的设计
集总参数滤波器的设计李艳莉（电子科技大学 成都学院 四川 成都 611731）摘 要： 首先介绍集总参数滤波器的设计方法，设计一个集总参数带通滤波器，中心频率为200MHz，带宽20MHz，两个端口的特征阻抗为50Ω，带内插入损耗＜3dB，带内波纹＜0.5dB，在f＜190MHz和f＞210MHz处阻带衰减＞15dB，利用ADS软件进行仿真和优化。
关键词： 集总参数；滤波器；ADS中图分类号：TN713 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1110051－02微波通信电路中常用的是带通滤波器，因此本文以带通滤0 引言波器（BPF）为例研究集总参数LC滤波器的设计和优化，下面给滤波器是是一种具有频率选择特性的无源器件，从各种不出由归一化低通滤波器设计带通滤波器的具体步骤如图1所示：同频率的信号中，滤出有用信号，抑制掉无用或者有害的频率信1）设计一个归一化LPF，该滤波器的截止频率和BPF带宽号。
在无线通信应用技术领域，无源滤波器作为一个重要器件，相同；其指标往往直接影响整个通信系统的性能优劣。
而且随着移动通2）按照LPF和BPF的基本单元，进行元件和电路变换。
按信、雷达、微波毫米波通信、卫星通信、无线导航等民用、军事照对应关系将LPF的四种基本构成单元变换成对应的BPF基本单电子等各类通信系统的增加，使得电磁环境异常复杂，导致通信元[3-4]；系统中的频率资源越来越稀缺，所以通信系统频率间隔也变得越3）将设计得到的BPF电路模型建立ADS模型，仿真滤波器来越密集。
如何在日益稀缺的频率资源内，无失真地取出通信系的性能曲线，如果指标不能达到要求需要返回第一步对滤波器统所在工作频率需要的信号，抑制其他无用或有害信号，为滤波进行优化，直至指标满足要求为止。
器提出了更为严格的要求。
随着微波技术和电子器件的发展，各 2 带通滤波器的ADS仿真与性能优化种滤波器层出不穷，但是如何在满足技术指标的前提下尽可能做出体积小、成本低并易于量产的滤波器是工程应用的核心问题。
NI AWR仿真软件设计性能优越的带通滤波器详细讲解教程
NI AWR 仿真软件设计性能优越的带通滤波器详细讲
解教程
学校简介
创立于1992 年10 月，南京理工大学（NUST）设有电子工程，光学工
程，光电技术，检测与控制工程等学院。
南京理工大学同时拥有电工电子教学实验中心、无线传感网技术研究中心、江苏省光谱成像与智能感知重点实验室。
随着全球信息化和信息时代的到来，南京理工大学取得了前所未有的快速发展和成长。
设计挑战
带通滤波器（BPF）是许多现代系统级封装（SiP）应用中的基本组件。
同时也是超外差接收机中体积最大的组件之一。
由于低温共烧陶瓷（LTCC）技术的垂直整合能力，它可以在非常低的频率（小于200MHz）用
来实现BPF 的小型化。
尽管如此，采用LTCC 技术的BPF 在MHz 频率段并
不常见，因为波长过大将对缩减尺寸形成挑战。
体声波（BAW）滤波器由于尺寸小，在低频占有重要位置；然而，它们却具有较高的插入损耗和群延迟，同时也需要额外的电容器和电感器用于阻抗匹配。
awr微波实验报告设计低通滤波器
awr微波实验报告设计低通滤波器awr微波实验报告设计低通滤波器篇一：AR微波实验报告实验一A 整流器非线性分析一．实验目的1. 了解非线性二极管整流器工作原理2. 学会AR对电路进行非线性分析及非线性调节二．实验原理所有整流器类别中最简单的是二极管整流器。
在最简单的型式中，二极管整流器不提供任何一种控制输出电流和电压数值的手段。
为了适用于工业过程，输出值必须在一定范围内可以控制。
通过应用机械的所谓有载抽头变换器可以完成这种控制。
作为典型情况，有载抽头变换器在整流变压器的原边控制输入的交流电压，因此也就能够在一定范围内控制输出的直流值。
通常有载抽头变换器与串联在整流器输出电路中的饱和电抗器结合使用。
通过在电抗器中引入直流电流，使线路中产生一个可变的阻抗。
因此，通过控制电抗器两端的电压降，输出值可以在比较窄的范围内控制。
本次试验要求设计一个非线性二极管整流器，添加测量项，调节电阻，观察电压的变化情况，从而去分析二极管的非线性。
三．实验步骤1、完成非线性二极管整流器电路图如下2、设计模拟频率如下3、添加图表，往图表中添加测量项Vtime,A CVS.V1，V_M eter.VM1,并分析电路4、添加图表，往图表中添加测量项Vtime,ACVS.V1，V_Meter.VM1,并分析电路5、使用 Simula te/Tune tl调节MAG及R参数观察Graph1和Gr aph2变化观察得调节MAG会使得测量项ACVS.V1，V_Meter.VM1的幅值变大，而调节R电路特性变化不大。
四．实验总结通过此次试验，学会如何向工程中添加原理图，并成功绘制符合元件参数的原理图。
学会添加图表，往图表中添加非线性测量项。
学会使用T une tl调节电路中元件的参数，从而观察到改元件参数对电路特性的影响。
微波滤波器设计与仿真实验报告公版
微波滤波器设计与仿真一、实验原理：二、实验步骤：一、低通滤波器设计与仿真：。
三、实验结果：m1m22.8 2.93.0 3.1 3.2 3.32.7 3.4-60-50-40-30-20-10-700f req, GHzd B (S (1,2))m2freq=dB(S(1,2))=-1.2173.050GHz 2.82.93.03.13.23.32.73.4-60-50-40-30-20-10-700f req, GHzd B (S (2,1))2.82.93.03.13.23.32.73.4-30-25-20-15-10-5-350f req, GHz d B (S (2,2))2.8 2.93.0 3.1 3.2 3.32.73.4-30-25-20-15-10-5-350f req, GHzd B (S (1,1))m1freq=dB(S(1,1))=-20.83.0GHz四、实验思考题：（1）如果仿真中发现微带带通滤波器通带的中心频率偏高50MHz ，则应当增加还是减小耦合线的长度，才能使通带移到正确的频率？ 答：因为耦合线节的长L 约为四分之一波长。
如果测试中发现滤波器通带的中心频率偏高50MHz ，则说明波长变小，则耦合线节的长L 偏小。
所以应该增加耦合线节的长度，使波长变长，从而使频率降低。
（2）在优化仿真中加大S 参数仿真的频率范围，微带带通滤波器的寄生通带将会出现在什么频率上。
答：微带带通滤波器的寄生通带将会出现在12GHZ 附近。
（3）信号通过滤波器时产生的衰减可能来自哪几个方面？答：1、阻抗不匹配造成的反射，可通过匹配削弱2、导体损耗可选择合适的谐导体材料。
3、介质损耗选择损耗角正切小的介质。
五、实验心得：本次实验是设计集总参数微波滤波器和分布参数滤波器，个人觉得集总参数滤波器的设计过程简单，具体功能容易实现，分布参数所调配的参数相对较难，花了比较就久的时间才得了结果。
实验五集成运放电路仿真及滤波器的设计
实验五：集成运算放大电路测试及滤波器的测试
一、实验目的：
1、 进一步熟悉Muitisim 仿真软件电路原理图的创建过程。
2、 掌握利用转移函数分析法测量直接耦合放大电路的放大倍数、输入阻抗和输出阻抗
方法。
二、实验内容： （1）、
1、 由函数信号发生器产生频率1KHZ ，峰峰值为20uV 的两路正弦信号，测量输出端电压，
计算电路放大倍数。
课程名称 电子线路仿真 实验成绩 指导教师
实 验 报 告
院系 信息工程学院 班级 学号 姓名 日期
2、 利用转移函数分析法完成对电路放大倍数、输入电阻和输出电阻的测试。
（2）设计一个一阶低通有源滤波器：要求截至频率为10KHZ，电容选用1nF，Au=2。
提示：运放采用uA147。
并仿真验证之。
三、实验总结：。
基于Ansoft仿真软件实现射频滤波器的设计与应用
• 126•本文介绍了基于Ansoft 公司的Ansoft Designer 微波仿真软件，在射频电路设计中进行滤波器的设计建模仿真与验证。
选取了两款具有代表性的射频无源低通滤波器，根据频率频段的不同，包括集总参数和分布参数类型的不同元件建模仿真计算优化，并通过试验电路实际测试性能指标，验证仿真结果。
50Ω阻抗匹配微带线宽。
该线宽可通过仿真软件输入滤波器工作的频率范围，板材的介电常数、板材厚度等参数即可计算得出，W=1.1mm 。
建模的原理图模型如图1所示。
2.3 仿真结果将扇形短截线的尺寸参数和连接微带线的线宽和线长参数设基于Ansoft仿真软件实现射频滤波器的设计与应用中电科仪器仪表有限公司 陈 丽图1 2GHz低通滤波器原理图模型图2 2GHz低通滤波器仿真结果图3 2GHz低通滤波器实际测量结果硬件设计人员经常需要设计各种类型的滤波器，用以滤除信号通道中不需要的信号，可以通过常规技术或软件来设计，常规技术设计困难耗时，Ansoft Designer 微波仿真软件可有效快速的实现各种滤波器的建模及参数的仿真计算，提高了设计效率。
1 滤波器的类型模拟滤波器按功能分为低通、高通、带通和带阻滤波器。
在射频电路中设计滤波器时，频率高于500MHz 的频段，由于寄生电抗，采用集总参数元件电感、电容已不合适，需要使用分布参数元件实现，因此模拟滤波器根据频段以及制作工艺又衍生出微带线滤波器。
2 2GHz低通滤波器的设计应用2.1 设计目标输入输出阻抗为50Ω，带宽为2GHz ，滤波器插入损耗小于3dB ，带内波纹小于3dB ，4GHz 的阻带抑制大于60dB 。
2.2 原理图模型由于频率高于500MHz 的滤波器难于采用分立元件实现，工作波长与滤波器元件的物理尺寸相近，造成损耗并使电路性能恶化，需将集总参数元件变换为分布参数元件，这里采用4阶扇形微带短截线通过微带线级联。
短截线的电长度以及是开路还是短路，决定了是容性还是感性，电长度通过扇形的半径、角度和短截线的宽度等参数来设置。
实验二：微波滤波器的设计与仿真
（3）滤波器两边是特性阻抗为50Ω的微带线。 执行菜单命令【Tools】/【LineCale】/【Start LineCale】->出现微带线计算工具->计算Z0=50Ω微带线宽度W=1.52mm。
（4）双击两边的引出线TL1，TL2，分别将其宽度W，L分别设为1.52mm和2.5mm，其中线长L只是暂时的，制作版图还会修改。
（5）双击每个耦合器设置参数，W,S,L分别设置为相应的变量，单位mm，如图22
图22
所有元件都设置完成，如图23
图23
（8）单击图标 ，在原理图中放置变量VAR控件，双击图标弹出设置窗口，依次添加各参数，如图24所示。
图24
在“Name”栏中输入变量名称->“Variable Value”栏中输入变数的初值->单击【Add】按钮添加变量。
实验二：微波滤波器的设计与仿真
ONE、实验步骤、仿真结果分析及优化
一：利用传统方法设计集总参数滤波器
电感，电容形成的滤波器成为集总参数滤波器，结合ADS设计切比雪夫低通滤波器。
1、低通滤波器设计与仿真
设计LC切比雪夫型低通滤波器，截止频率为75MHz，衰减为3dB,波纹为1dB，频率大于100MHz，衰减大于20dB，Z0=50Ω。
图36
（5）单击“Port”按钮 ->弹出“Port”设置窗口->单击按钮 ，关闭该窗口->在滤波器两边要加端口的地方加上两个端口->将版图放大后可以看到两个端口，如图37所示。
图37
图38
(6)执行菜单命令【Momentum】/【Simulation】/【S-parameter】,弹出仿真设置窗口，在该窗口右侧的“Sweep Type”，选择“Adaptive”，起止频率与原理图仿真相同，采样点数限制取10（因为仿真很慢，所以点数不要取太多），单击按钮 ，将设置输入左侧列表中，单击按钮 ，开始仿真。仿真过程会出现如图38所示。
基于HFSS的滤波器设计流程
基于HFSS的滤波器设计流程HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一种强大的电磁场模拟软件，可用于设计和优化各种微波和射频滤波器。
下面是基于HFSS 的滤波器设计流程，包括滤波器的初步设计、模型的创建和分析、参数优化以及最后的仿真验证。
1.滤波器的初步设计：首先确定所需滤波器的类型和规格，如低通滤波器、带通滤波器或阻带滤波器等。
根据滤波器的频带宽度、中心频率、通带损耗和阻带衰减等要求，初步选择滤波器的结构和拓扑。
2.模型的创建和分析：在HFSS中创建滤波器的几何模型。
可以使用HFSS自带的CAD工具或第三方工具创建模型，并导入到HFSS中。
确保模型的几何形状和尺寸与设计要求相符。
之后，通过HFSS进行射频电磁场模拟分析。
设置合适的频率范围，并给出合适的激励条件。
根据模型的几何形状和材料特性，计算出滤波器的S参数、功率传输和电场分布等。
3.参数优化：根据分析结果，评估滤波器的性能是否满足设计要求。
如果结果不满足要求，需要对设计参数进行优化。
通过调整滤波器的几何形状、模型的材料特性或其他设计参数，再次进行HFSS模拟。
通过反复优化，逐步改善滤波器的性能。
可以使用HFSS自带的优化工具，如参数扫描、自动优化或遗传算法等，来寻找最佳的设计参数组合。
4.仿真验证：在完成参数优化后，对滤波器进行最后的仿真验证。
使用优化后的设计参数，进行HFSS模拟分析。
通过分析结果，检查滤波器是否满足设计要求，并评估其性能。
如果滤波器性能仍然不满足要求，可以进一步优化设计参数，或者重新考虑滤波器的拓扑结构。
5.后处理和导出：在完成仿真验证后，可以进行一些后处理操作，如绘制频率响应曲线、电场分布图或功率传输图等。
这些后处理结果对于滤波器的性能评估和进一步优化非常有帮助。
最后，可以将滤波器的设计参数导出，用于后续的原理图设计和实际制造。
可以导出滤波器的尺寸数据、材料特性和优化参数等。
微波带通滤波器设计
微波带通滤波器设计XX（陕西理工学院电信工程系通信工程专业XXXXXXXX 陕西汉中 723000）指导教师： XX[摘要]本文论述了应用一个由美国AWR公司开发的Microwave Office微波仿真软件设计一个微波带通滤波器的设计方法，研究了二端口网络的S参数分析方法。
以及讲述了滤波器的两种基本类型：巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器的原理，并通过他们的区别选择了滤波器的设计方案。
最后通过软件对该滤波器进行了最优化仿真设计，并通过仿真结果对滤波器S参数进行分析。
[关键词]AWR；微波仿真；带通滤波器；最优化；S参数；Microwave bandpass filter designLi Wen(Grade07,Class3,Major of Communication Engineering，Dept. of E.I.of Shaanxi University of Technology,HanZhong 723003,China)Tutor: Nie Xiang[Abstract]: This paper discusses the application by the American AWR company developed the Microwave version of Microwave simulation software to design a Microwave bandpass filter, the design method of the research of two-port network S parameters analysis method. And tells the story of the filter two basic types: bart wo filter and chebyshev the principle of filter, and through the difference between the choice of the filter design scheme. Finally, through the filter software to the optimization design simulation, and through the simulation results to filter S parameters are analyzed.[Key words]: AWR; Microwave simulation; Bandpass filter; Optimization; S parameters;目录引言 (4)第一章绪论 (5)1.1 课题背景 (5)1.2 Microwave Office微波仿真软件的介绍 (5)第二章滤波器的基本概念 (7)2.1滤波器的基本形式 (7)2.2二端口网络分析 (7)2.3滤波器的功率 (9)2.4插入损耗和回波损耗 (10)第三章微波带通滤波器的设计 (11)3.1 中心频率的选择 (11)3.2 设计方案的确立 (11)3.3滤波器类型的选择 (11)3.3.1巴特沃斯滤波器 (11)3.3.2切比雪夫滤波器的原理 (13)3.3.4巴特沃斯滤波器与切比雪夫滤波器的比较......... 错误!未定义书签。
HFSS13微带滤波器教程
HFSS13微带滤波器教程HFSS（High-Frequency Structure Simulator）是一种基于有限元法的电磁场仿真软件，广泛应用于高频电磁场分析与设计领域。
本教程将介绍如何使用HFSS13来设计微带滤波器。
第一步：创建新工程在打开HFSS13后，点击"File"，然后选择"New"来创建一个新的工程。
在弹出的对话框中，填写工程名称和保存路径。
接下来，选择“Microstrip”作为工程类型，然后点击“OK”。
第二步：添加设计在创建工程后，点击左侧的“Design”选项卡，在弹出的对话框中选择“Insert”并选择“Design”。
然后在弹出的对话框中，填写设计名称，并选择“SI”（Sheet of Integrated Circuits）作为模板。
点击“OK”来添加设计。
第三步：定义基底材料接下来，点击左侧的“Design”选项卡，在弹出的对话框中选择“Edit”并选择“Mesh Settings”。
在弹出的对话框中，选择“Substrate”选项，并定义基底材料的相关参数，如介电常数、介质损耗等。
点击“OK”来确定。
第四步：创建微带线结构在设计窗口中，点击左侧的“Drawing”工具栏中的“Microstrip”按钮来创建微带线结构。
根据设计要求，在工作区内绘制微带线的几何形状，并指定尺寸参数。
通过右键单击微带线，可以选择“CreateCoplanar Waveguide”来添加同轴线连接。
第五步：定义仿真设置点击左侧的“Analysis”选项卡，在弹出的对话框中选择“Setup”并选择“General”。
然后在弹出的对话框中，填写仿真设置的相关参数，如频率范围、端口设置等。
点击“OK”来确定。
第六步：添加端口激励在设计窗口中，点击左侧的“Excitations”工具栏中的“Waveport”按钮来添加端口激励。
根据设计要求，在工作区内选择微带线的起始和终止点，并指定激励参数。
用微波仿真软件设计一个集总(或分布)参数 滤波器
绪论微波（Microwave）是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，它属于无线电波中波长最短（即频率最高）的波段，其频率范围从300MHz（波长1m）至3000GHz（波长0.1mm）。
通常又将微波段划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个分波阶段，在通信和雷达工程上还使用拉丁字母来表示微波更细的分波段。
表1给出了常用微波分波段的划分。
表1 常用微波分波段的划分对于低于微波频率的无线电波，其波长远大于电系统的实际尺寸，可用集总参数电路的理论进行分析，即为电路分析法；频率高于微波波段的光波、X射线、γ射线等，其波长远小于电系统的实际尺寸，甚至与分子、原子的尺寸相比拟，因此可用光学理论进行分析，即为光学分析法；而微波则由于其波长与电系统的实际尺寸相当，不能用普通电子学中电路的方法研究或用光学的方法直接去研究，而必须用场的观点去研究，即由麦克斯韦尔方程组出发，结合边界条件来研究系统内部的结构，这就是场分析法。
正因为微波波长的特殊性，所以它具有以下特点。
（1)似光性微波具有类似光一样的特性，主要表现在反射性、直接传播性及集束性等几方面，即：由于微波的波长与地球上的一般物体（如飞机、轮船、汽车等）的尺寸相比要小得多，或在同一量级，因此当微波照射到这些物体上时会产生强烈的反射，基于此特性人们发明了雷达系统；微波如同光一样在空间直线传播，如同光可聚焦成光束一样，微波也可通过天线装置形成定向辐射，从而可以定向传输或接收由空间传来的微弱信号以实现微波通信或探测。
（2）穿透性微波照射到介质时具有穿透性，主要表现在云、雾、雪等对微波传播的影响较小，这为全天候微波通信和遥感打下了基础，同时微波能穿透生物体的特点也为微波生物医学打下了基础；另一方面，微波具有穿越电离层的透射性，实验证明：微波波段的几个分波段，如1--10GHz、20--30GHz及91GHz附近受电离层的影响较小，可以较为容易的由地面向外层空间传播，从而成为人类探索外层空间的“无线电窗口”，它为空间通信、卫星通信、卫星遥感和射电天文学的研究提供了难得的无线电通道。
微波双频带通滤波器的仿真设计
陕西理工学院毕业设计
4.2.1 滤波器设计指标........................................................................ 22 4.2.2 微带线参数指标........................................................................ 22 4.2.3 微带线参数计算....................................................................... 23 4.3 电路原理图的仿真.............................................................................. 23 4.4 基本参数设置...................................................................................... 26 4.5 曲线图仿真..........................................................................................27 4.6 仿真优化............................................................................................ 30 4.7 版图生成............................................................................................ 31
微波滤波器的设计与仿真毕业设计论文
目录摘要—————————————————————————————2前言—————————————————————————————2一、微波概论—————————————————————————31.微波————————————————————————————32.微波的特点和应用——————————————————————42.1 微波波长段易于实现定向辐射————————————————42.2 频率高、频带宽、信号容量大————————————————52.3 视距传播能穿透电离层———————————————————52.4 微波的热效应和微波能的应用————————————————6二、滤波器原理———————————————————————61.滤波器的基本概念——————————————————————62. 滤波器设计的两种出发点——————————————————103.滤波器原型————————————————————————11 3.1 最平坦低通原型滤波器———————————————————11 3.2 切比雪夫低通原型滤波器—————————————————123.3 椭圆函数低通原型————————————————————13三、微波传输线———————————————————————141.微波传输线—————————————————————————142.微带线———————————————————————————14 2.1微带传输线的构成——————————————————————142.2微带线的特性阻抗——————————————————————153.微带线的特点与应用—————————————————————18四、直接耦合短截线带通滤波器的设计与仿真———————————191.两种短截线滤波器——————————————————————192.设计步骤——————————————————————————213.仿真运行与优化———————————————————————24五、总结———————————————————————————28六、参考文献—————————————————————————29[摘要]本文对微波理论及微波滤波器作了详细的介绍。
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绪论微波（Microwave）是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，它属于无线电波中波长最短（即频率最高）的波段，其频率范围从300MHz（波长1m）至3000GHz（波长0.1mm）。
通常又将微波段划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个分波阶段，在通信和雷达工程上还使用拉丁字母来表示微波更细的分波段。
表1给出了常用微波分波段的划分。
表1 常用微波分波段的划分对于低于微波频率的无线电波，其波长远大于电系统的实际尺寸，可用集总参数电路的理论进行分析，即为电路分析法；频率高于微波波段的光波、X射线、γ射线等，其波长远小于电系统的实际尺寸，甚至与分子、原子的尺寸相比拟，因此可用光学理论进行分析，即为光学分析法；而微波则由于其波长与电系统的实际尺寸相当，不能用普通电子学中电路的方法研究或用光学的方法直接去研究，而必须用场的观点去研究，即由麦克斯韦尔方程组出发，结合边界条件来研究系统内部的结构，这就是场分析法。
正因为微波波长的特殊性，所以它具有以下特点。
（1)似光性微波具有类似光一样的特性，主要表现在反射性、直接传播性及集束性等几方面，即：由于微波的波长与地球上的一般物体（如飞机、轮船、汽车等）的尺寸相比要小得多，或在同一量级，因此当微波照射到这些物体上时会产生强烈的反射，基于此特性人们发明了雷达系统；微波如同光一样在空间直线传播，如同光可聚焦成光束一样，微波也可通过天线装置形成定向辐射，从而可以定向传输或接收由空间传来的微弱信号以实现微波通信或探测。
（2）穿透性微波照射到介质时具有穿透性，主要表现在云、雾、雪等对微波传播的影响较小，这为全天候微波通信和遥感打下了基础，同时微波能穿透生物体的特点也为微波生物医学打下了基础；另一方面，微波具有穿越电离层的透射性，实验证明：微波波段的几个分波段，如1--10GHz、20--30GHz及91GHz附近受电离层的影响较小，可以较为容易的由地面向外层空间传播，从而成为人类探索外层空间的“无线电窗口”，它为空间通信、卫星通信、卫星遥感和射电天文学的研究提供了难得的无线电通道。
（3）宽频带特性我们知道，任何通信系统为了传递一定的信息必须占有一定的频带，为传输某信息所需的频带宽度叫做带宽。
例如，电话信道的带宽为4kHz，广播的带宽为16kHz，而一路电视频道的带宽为8MHz。
显然，要传输的信息越多，所用的频带就越宽。
一般一个传输信道的相对带宽（即频带宽度与中心频率之比）不能超过百分之几，所以为了使多路电视、电话能同时在一条线路上传送，就必须使信道中心频率比所要传递的信息总带宽高几十至几百倍。
而微波具有较宽的频带特性，其携带信息的能力远远超过中短波及超短波，因此现代多路无线通信几乎都工作在微波波段。
随着数字技术的发展，单位频带所能携带的信息更多，这为微波通信提供了更广阔的前景。
（4）热效应特性当微波电磁能量传送到有耗物体的内部时，就会使物体的分子互相碰撞、摩擦，从而使物体发热，这就是微波的热效应特性。
利用微波的热效应特性可以进行微波加热，由于微波加热具有内外同热、效率高、加热速度快等特点，因而被日益广泛应用于粮食、茶叶、卷烟、木材、纸张、皮革、食品等各种行业中，另外，微波对生物体的热效应也是微波生物医学的基础。
（5）散射特性当电磁波入射到某物体上时，会在除入射波方向外的其他反方向上产生散射。
散射是入射波和该物体相互作用的结果，所以散射波携带了大量关于散射体的信息。
打个比方：早晨，当太阳还没有升起来的时候，我们虽然无法直接看到太阳，但当我们看到天空被染成鱼肚白或云被染成红色时，我们就知道太阳在地平线下不远的地方了，这个信息就是通过大气或云对阳光的散射作用而传递给我们的。
由于微波具有频域信息、相位信息、极化信息，时域信息等多种信息，人们通过对不同物体的散射特性检测，从中提取目标特征信息，从而进行目标识别，这是微波遥感、雷达成像等的基础。
另一方面，还可利用大气对流层的散射实现远距离微波散射通信。
（6）抗低频干扰特性地球周围充斥着各种各样噪声和干扰，主要归纳为：由宇宙和大气在传输信道上产生的自然噪声，由各种电器设备工作时产生的人为噪声。
由于这些噪声一般在中低频区域，与微波波段的频率成分差别较大，它们在微波滤波器的阻隔下，基本不能影响微波通信的正常进行。
这就是微波的抗低频干扰特性。
微波除了具有以上一些特性外，还有以下几个特点：（1）视距传播特性各波段电磁波的传播特性是不一样的，长波可沿地表传播，短波可利用电离层反射实现天波传播，而超短波和微波只能在视距内直线传播，这就是微波的视距传播特性。
但由于地球表面的弯曲和障碍物（高山、建筑物等）的阻拦，微波不能直接传播到很远的地方去（一般不超过50km)，因此在地面上利用微波进行远距离通信时，必须建立中继站，并使站与站之间的距离不超过视距，微波信号就像接力棒一样一站一站的传递下去。
这样显然增加了通信的复杂程度。
（2）分布参数的不确定性在低频情况下，电系统的元器件尺寸远远小于电波的波长，因此稳定状态的电压和电源的效应可以被认为是在整个系统各处同时建立起来的，系统各种不同的元件可用即不随时间、也不随空间变化的参量来表征，这就是集总参数元件。
而微波的频率很高，电磁振荡周期极短，与微波电路中从一点到另一点的电效应的传播时间相比是可比拟的，因此就必须用随时间，空间变化的参量，即分布参量来表征。
由于分布参量明显的不确定性，增加了微波理论与技术的难度，从而增加了微波设备的成本。
另外，随着电子设备主频越来越高，高速电路间的分布效应越来越明显，因此高速电路设计业越来越依赖于微波理论。
（3）电磁兼容与电磁环境污染随着无线电技术的发展，越来越多的无线电设备在相同的区域同时工作，势必会引起相互干扰，尤其是在飞行器、舰船上不同通信设备之间的距离极小就会产生相互干扰，另外在十分拥挤的公共场所，众多的移动用户之间的相互影响也是显而易见的，这就必须考虑电磁兼容的问题；另一方面，越来越多的无线信号充斥于人们的生活空间，必然对人体产生影响。
因此从某种意义上说，电磁环境污染已成为新的污染源。
这方面已引起各国政府和科技界的广泛重视。
第一章Microwave Office软件介绍1.1Microwave Office的引言从八十年代开始,国际上微波电路技术已经从传统的波导及同轴线元器件和系统转移到采用微波平面电路(又称微波集成电路或微波印刷电路), 其特点是把电路印制在介质基片平面上。
体积,重量和成本都大大减小。
除了微带,共面波导,槽线,悬置线等无源电路以外, 微波半导体器件也可以集成在平面电路上, 构成混合微波集成电路。
目前除了某些大功率和高极化纯度的场合,微波平面电路已经几乎取代了在通信,电子战,雷达和武器系统中的各种常规形式的微波电路。
然而设计微波平面电路一直是一项困难的工作。
近年来设计工作变得更为复杂: 对电路的指标要求越来越高, 电路的功能越来越多, 电路的尺寸要求越做越小, 而设计周期却越来越短。
为了应付这一挑战, 美国加州的Applied Wave Research公司花费了十年时间研究出一种叫做“Microwave Office”(微波办公室)的软件, 据称这种软件为微波平面电路设计提供了最完整, 最快速和最精确的解答。
这种软件可以在Windows 95/98/NT操作系统下工作, 采用了面向对象的程序技术, 使用方便。
一个具有普通电脑操作水平和大学英语程度的微波工程师, 通常可以在三至四周时间内, 通过学习该软件提供的有关帮助文件, 掌握该软件最基本的使用技术。
然而, 要全面地掌握该软件的使用技术并不容易, 需要3~6个月或更多的时间。
该公司声称, 该软件价格不贵, 其目的是使各微波公司可以把它象工具一样安装在每个工程师的计算机桌面上。
据笔者所知, 该公司索要的$30,000的价位对国内大多数用户来说并不轻松, 但因为允许在网络上复制和共享, 所以对计算机很多, 并且内部联网的大公司还是可以接受。
为了推广, AWR公司在它的因特网网址上提供了“ Microwave Office (2.5版本)”软件的试用本, 通过下载和索取密码, 可以得到一个月的免费试用权。
也可以向该公司在中国的代理商史泰普电子公司申请试用或购买。
该软件目前在国际上已有一定的著名度, 例如英国有名的Queen's大学高频研究组, 在它的因特网网页上介绍该校的高频电子学CAD设备时, 把"Microwave Office"和"HP-ADS","HP-MDS","HP-HFSS", "Sonnet", "Mathcad", "Matlab" 等软件并列为最有用的CAD计算软件。
1.2软件的功能和两个模拟器众所周知,微波工程问题通常可以通过电路的方法或者场的方法来加以研究。
“Microwave Office”软件是通过两个模拟器来对微波平面电路进行模拟和仿真的。
对于由集总元件构成的电路, 用电路的方法来处理较为简便。
该软件设有一个叫”VoltaireXL”的模拟器来处理集总元件构成的微波平面电路问题。
而对于由具体的微带几何图形构成的分布参数微波平面电路则采用场的方法较为有效, 该软件采用的是一个叫”EMSight”的模拟器来处理任何多层平面结构的三维电磁场的问题。
”V oltaireXL”模拟器实质上是一个威力强大的谐波平衡和V olterra模拟引擎,它采用单频和多频谐波平衡V olterra级数来进行非线性电路的模拟, 混频器分析, 高速线性电路分析,高速噪声分析。
它处理难度较大的微波电路问题的速度和精度优于其它品种的模拟器。
实际上V olterra级数分析法要比普通的多频谐波平衡法快10~100倍, 是分析近线性电路的交调的最快方法。
据称它是近十年来出现的最激动人心的电路模拟器。
模拟器内设一个元件库, 在建立电路模型时, 可以很方便地调出微波电路所用的一切元件,其中无源器件有电感,电阻,电容, 谐振电路, 微带线, 带状线, 同轴线等等, 非线性器件有双极晶体管, 场效应晶体管,二极管等等。
特别是该元件库收集了国际上三十余家家著名公司的微波有源器件和参数, 对于电路设计和计算非常有用。
值得提出的是“V oltaireXL”模拟器具有实时调谐功能。
在设计计算中, 经常需要调整电路的某些元件的参数, 以求获得最佳性能。
这个模拟器与其它软件不同之处在于它调整电路元件的参数并不需要重新从头开始计算, 而是打开一个叫做“可变调谐器” 的视窗, 选择需调谐的元件的名称, 参数调谐的范围。
通过移动视窗上的滑杆, 就可以使参数值从最小变化到最大。