平行耦合微带线带通滤波器调试经验
开路边缘平行耦合微带带通滤波器的设计
i
0 1 2 3 4
Z 0 J i ,i +1
0.2679 0.0560 0.0411 0.0560 0.2696
Z 0 o (Ω )
40.1935 47.3568 48.0295 47.3568 40.1542
Design of open-circuit edge parallel coupled microstrip band-pass filter
Zhang Jin 1，Liao Tongqing
1
，Shen Guohao1,2 ，Chen
Xinmin1
（1 Ministry of Educational Key Laboratory of Intelligent Computing & Signal Processing Anhui Univ., Heifei 230039, China；2 BengBu College, BengBu 233000, China）
[4-5]
J 0,1 =
1 Z0
W 2 g 0 g1
(i = 1)
(2)
J i ,i +1 =
J n ,n +1 =
图1 开路耦合线等效电路 耦合节在带通滤波器的中心频率 f 0 上是 0 / 4波长， 所以电长度 为 90 度。将一系列的如图 1 的耦合节级联 后， 形成长度为
0
1 W Z 0 2 g i g i +1
=
1 W
'
⎛ ⎜ ⎜ ⎝
−
0
0
基于接地平行耦合线的带通滤波器设计
基于接地平行耦合线的带通滤波器设计接地平行耦合线（Grounded Parallel Coupled Line，GPCL）是一种常用的微带线结构，它由两条平行的微带线通过一定的距离耦合在一起，并且其中一条微带线与地面相连。
GPCL具有许多优点，如低损耗、高品质因数、宽带宽等，因此在微波电路设计中得到了广泛应用。
本文将介绍基于GPCL的带通滤波器设计。
一、GPCL的基本原理GPCL的基本结构如图1所示。
其中，两条平行的微带线之间通过一定的距离d 耦合在一起，其中一条微带线与地面相连。
当信号从输入端口进入GPCL时，它会在两条微带线之间产生电磁耦合，从而形成一种新的传输模式，即共模模式和差模模式。
共模模式是指两条微带线上的信号同相位，而差模模式是指两条微带线上的信号反相位。
在GPCL中，共模模式和差模模式的传输速度不同，因此可以通过调整两条微带线之间的距离d来控制它们之间的电磁耦合程度，从而实现不同的滤波特性。
图1 GPCL的基本结构二、带通滤波器的设计带通滤波器是一种可以通过滤除低频和高频信号来选择特定频率范围内信号的电路。
在GPCL中，带通滤波器可以通过调整两条微带线之间的距离d来实现。
具体来说，当两条微带线之间的距离d足够小时，共模模式和差模模式的传输速度几乎相同，因此它们的相位差也很小，从而导致它们之间的电磁耦合程度很弱。
因此，当信号通过GPCL时，它会主要沿着一条微带线传输，而另一条微带线上的信号几乎不会产生影响，因此可以实现带通滤波的效果。
下面以一个具体的例子来说明如何设计一个基于GPCL的带通滤波器。
假设需要设计一个中心频率为2GHz，带宽为200MHz的带通滤波器，其电路图如图2所示。
其中，L1和L2是微带线的长度，W1和W2是微带线的宽度，S是微带线与地面之间的距离，d是两条微带线之间的距离，C1和C2是微带线与地面之间的电容。
图2 基于GPCL的带通滤波器电路图首先，需要确定微带线的特性阻抗Z0和介质常数εr。
平行耦合微带线带通滤波器的多步法优化设计
平行耦合微带线带通滤波器的多步法优化设计
甘后乐;楼东武
【期刊名称】《微波学报》
【年(卷),期】2005(21)6
【摘要】提出一种通过提升设计频率来解决平行耦合微带带通滤波器中边缘场效应导致的中心频率偏移的方法。
同时分析了导致这种偏移的原因,并阐述了该方法的理论基础。
给出的实例证明,在使用微波软件设计平行耦合微带线带通滤波器时,这种方法是简洁且可行的。
【总页数】4页(P33-35)
【关键词】微带谐振器;带通滤波器;平行耦合传输线
【作者】甘后乐;楼东武
【作者单位】浙江大学信电系射频与微波技术实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN713.5;TN817
【相关文献】
1.基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计及优化 [J], 张福洪;张振强;马佳佳
2.基于ADS简易设计及优化的平行耦合微带线带通滤波器 [J], 尹彩霞;刘小亚
3.平行耦合微带线带通滤波器的设计与优化 [J], 李奇威;郭陈江;张兴华
4.平行耦合微带线带通滤波器的设计及优化 [J], 高蟠;李少甫;何永斌
5.平行耦合微带线带通滤波器的设计及优化 [J], 高蟠;李少甫;何永斌
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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
HFSS高性能平行耦合微带带通滤波器设计与仿真攻略
HFSS高性能平行耦合微带带通滤波器设计与仿真攻略实现射频带通滤波器有多种方法，如微带、腔体等。
腔体滤波器具有Q值高、低插损和高选择性等特点，但存在成本较高、不易调试的缺点，并不太适合项目要求。
而微带滤波器具有结构紧凑、易于实现、独特的选频特性等优点，因而在微波集成电路中获得广泛应用。
常用的微带带通滤波器有平行耦合微带线滤波器、发夹型滤波器、1/4波长短路短截线滤波器、交指滤波器等形式以及微带线的EBG (电磁带隙)、DGS(缺陷地结构)等新结构形式。
而平行耦合微带带通滤波器具有体积小、重量轻、易于实现等优点。
01平行耦合带通滤波器的基本原理平行耦合带通滤波器是一种分布参数滤波器滤波器，它是由微带线或耦合微带线组成，其具有重量轻、结构紧凑、价格低、可靠性高、性能稳定等优点，因此在微波集成电路集成电路的供应商中，它是一种被广为应用的带通滤波器。
滤波器的基础是谐振电路，它是一个二端口网络，对通带内的频率信号呈现匹配传输，对阻带频率信号失配而进行发射衰减，从而实现信号频谱过滤功能。
微波带通滤波器在无线通信系统通信系统中起着至关重要的作用，尤其是在接收机前端。
滤波器性能的优劣直接影响到整个接收机性能的好坏，它不仅起到频带和信道选择的作用，而且还能滤除谐波，抑制杂散。
02平行耦合带通滤波器结构与模型的创建平行耦合带通滤波器原理平行耦合单元由两根相互平行且有一定间距的微带线组成，其结构图包括介质层、接地层和微带线如图 3.3 所示。
图中每根微带线的宽度和厚度分别为为W 和t；两根微带线的间距为S；介质层厚度和介电常数分别为h 和Er。
两根微带线通过接底层产生了耦合效应，随之产生了奇模和偶模特征阻抗。
平行耦合带通滤波器通过级联平行耦合线元件得到。
平行耦合带通滤波器的相对带宽BW 与中心频率、上边频和下边频有关，而奇模和偶模特征阻抗由低通滤波器参数g、滤波器输入输出端口特征阻抗Zo和耦合单元组成。
可由以下公式得到：平行耦合带通滤波器参数计算与设计本节中所设计的平行耦合带通滤波器指标如下表所示：根据表中滤波器指标，选择0.1dB纹波的切比雪夫滤波器来设计，阶数为5阶。
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。
ADS平行耦合微带线带通滤波器仿真REV1.0
ADS平行耦合微带线带通滤波器的设计1.设计指标➢通带3.0~3.1GHz➢带内衰减小于2dB，起伏小于1dB➢截止频率2.8GHz和3.3GHz，衰减大于40dB➢端口反射系数小于-20dB2.设计原理图新建工程couplefilter_weidai，菜单File->New Project(命名Project)->New Schematic window新建一个名为“couplefilter_weidai”原理图并保存，如下图所示。
（注意：工程保存的目录不能含有中文）在“Tline-Micros trip”元器件面板列表中，选择控件并编辑其属性选择微带传输线控件选择耦合线控件按照下图所示连接电路图。
这样完成了滤波器原理图基本结构，为了达到设计性能，还必须对滤波器中微带电路的电气参数和尺寸进行设置。
3.电路参数设置3.1 设置微带线参数MSUB3.2 滤波器两边的引出线是特性阻抗为50Ω的微带线，其物理尺寸可由ADS自带小软件LINECALC计算得到。
执行菜单命令【Tools】/【LineCalc】/【Start Linecalc】➢Substrate Parameters按照MSUB参数设置；➢中心频率Freq设置为：3.05GHz；➢Electrical设置Z0=50Ohm，E_Eff=90deg；➢Physical单位设置为：mm；点击Synthesize，综合出微带线宽度W=1.52mm L=13.63mm。
3.3 为了便于修改和优化，将微带线的长度和宽度用变量代替，考虑到平行耦合线滤波器的对称性，所以5个耦合线节中，第1节与第5节、第2节与第4节尺寸完全相同，按照下图参数进行设置（注意单位要选择mm）。
3.4 考虑到微带线的长度和宽度都是变量，所以需要在原理图中添加一个变量控件。
把变量控件放置到原理图中。
双击变量控件，弹出变量设置对话框，在“Name”文本框中输入变量名称，“Variable Value”文本框中输入变量的初值，单击【Add】按钮添加变量，然后单击【Tune/Opt/Sat/DOE Setup…】按钮打开参数优化对话框设置变量的取值范围，选择“Optimation”标签页。
平行耦合微带线带通滤波器的设计仿真与测试
平行耦合微带线带通滤波器的设计仿真与测试作者：徐聪唐兴来源：《现代电子技术》2013年第23期摘要：在ADS软件的辅助下，设计出了一种应用于11 GHz频段数字微波传输系统室外单元，中心频率为11 GHz，带宽为1.5 GHz的平行耦合微带线带通滤波器，并进行了实物测试，测试的[S]参数与仿真优化结果及指标要求吻合较好。
关键字： ADS；平行耦合微带线；带通滤波器； [S]参数中图分类号： TN713⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）23⁃0078⁃03 Design simulation and measurement of the parallel coupled microstrip bandpass filterXU Cong， TANG Xing（Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications， Wuhan 430070， China）Abstract： With the aid of ADS （Advanced Design System）， a parallel coupled microstrip bandpass filter is designed， which can be applied in ODU of digital microwave transmission system with 11 GHz frequency band. The centre frequency of the filter is 11 GHz， the bandwidth is 1.5 GHz. The object was tested and the performance of [S] parameter agree well with the results of the simulation optimization and the design indexes.Keywords： ADS； parallel coupled microstrip； bandpass filter； [S] parameter0 引言近年来，随着无线通信技术的高速发展，微波射频器件得到了越来越多的应用。
平行耦合微带线带通滤波器设计与测试
３ ｈ ｔ Ｒｓａｃ ｓｔｔｏ Ｅ Ｃ， ａｙｎ ２００ Ｓｃｕｎ ｈ ａ ．Ｔｅ ｈ ｅ ｒ Ｉ ｔｕ Ｃ Ｔ Ｍｉ ａｇ６ １０ ， ｉ ａ ，Ｃ ｉ ） ９ ｅ ｈ ｎｉ ｅｆ ｎ ｈ ｎ Ａ ｓ ａｔ Ｉ ｒｅ ｈｂｔｙｔ ｔ ｏｓ ｆ ｉｔｌｏ ｍ ｎｃｔｎ ｔｅｂｎｐｓ ｆｔｒ Ｂ Ｆ ｆ ａ－ ｂｔ ｃ：ｎｏｄｒｏｉ ｉｉｓｓ ｍａｃ ｉ ｏ ｇａ ｃｍ ｕ ｉ ｉ ，ｈ ａｄ ａｓ ｌ （ Ｐ ）ｏ ｒ ｒ ｔ ｎ ｅ ｉｎ ｅ ｄ ｉ ａｏ ｅ ｉ ｐ
摘要 ： 为了抑制数字通信系统 的噪声 ， 利用 Ａ Ｓ软 件进行 建模 、 Ｄ 优化 仿真设 计 、 制造 了中心频率 为 ２ ４Ｇ＇ ， 宽 ． Ｉ 带 Ｉ ｚ
１ ｎ 的平行耦合微带线带通滤 波器 ， ２Ｍ ｚ ０ 并进行 了测试 ， 的 ｓ 测试 参数 与优化仿真结果 、 设计指标吻合较好 ， 带内衰 减 ３ｄ 。在设计过程 中同时采用了 Ｈ Ｓ 仿真设 计。本设计 的滤 波器具 有带 内插 损较小 、 格低 、 Ｂ ＦＳ 价 易于实现 等特
平 行耦 合 微 带 线带 通 滤 波 器设 计 与 测试
夏祖学 夏文海 陈
（． １ 西南科技 大学信息工程学院
３ 中国电子集团公 司第 九研究所 ．
明 李少甫
浙江宁波 ３５ ２ ； １２ １
四川绵 阳 ６ １０ ） ２ ００
四川绵阳 ６ １ １ ２ 金慰 （ ２ ００；． 宁波 ） 电子有限公司
ｂ Ｓ ｏ ． Ｔ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｌｅ ａ ｈ ｄ ａ ｔ ｇ ｓｏ ｏ ｒｉ ｓ ｒｉｎ ｌｓ ｙ ＨＦ Ｓ ｔｏ ｈ ｒ ｐ ｓ ｄ ｆ ｔｒｈ ｓ ｔｅ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆｌｗｅ ｎ ｅ ｔ ｏ ｓ，ｌｗ ｏ ｔ ａ ｙ ｉ ｌｍｅ ｔ－ ｉ ｏ ｏ ｃ ｓ ，ｅ ｓ ｍｐ ｅ ｎ ａ ｔ ｎ ａ ｄ Ｓ ｎ．Ａｎ ｅ ｆ ｔｒ ｉ ｅ ｉｎ ｄ ａ ｄ ａ ｇ ｏ ｒ ｃｉ ａ ｆｅ ｔｉ ｂ ａｎｅ ｉ ｎ Ｏｏ ｏ ｄ ｔ ｌｅ ｓ ｄ ｓｇ ｅ ｎ ｏ ｄ ｐ ａ ｔ ｌｅ ｃ ｓ ｏ ｔ ｉ ｄ． ｈ ｉ ｃ Ｋｅ ｒ ｓ：Ｐａ ａｌｌｃ ｕ ｌｄ ｌｎ ｓ；Ｍｉｒ ｓｆｐ ｂ ｎ ｐａ ｓｆｌｅ ；Ｃｏ ｕｅ ｉ ｌ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ｒ ｌｅ ｏ ｐ ｅ ｉ ｅ ｃｏ ｔ ａ ｄ ｓ ｔｒ ｉ ｉ ｍｐ ｔｒｓｍｕ ａｉ ｏ
平行耦合微带线带通滤波器分析与设计
平行耦合微带线带通滤波器分析与设计刘新红【摘要】为了克服平行耦合微带线带通滤波器设计中存在的尺寸大、需要查表、优化困难等问题，提出了一种平行耦合微带线带通滤波器基于ADS软件的设计方法。
经过深入的理论分析发现，平行耦合线带通滤波器系统阻抗微带线非谐振单元，长度可尽量取短以减小电路尺寸；利用ADS软件自带滤波器设计工具可得到低通滤波器原型，省去了查表的麻烦；在版图优化上采用调谐方法比优化方法更有效。
仿真结果表明，所设计带通滤波器系统阻抗微带线为2．5 mm，中心频率5 GHz，相对带宽10％。
该方法在减小滤波器尺寸的同时没有降低滤波器性能，设计实现快速高效。
%In view of large size,table checking required and difficult optimization in the design of parallel coupled microstrip line bandpass filter,a design method of parallel coupled microstrip line bandpass filter based on ADS is proposed.Based on thorough theoret⁃ical analysis,it is found that the parallel coupled microstrip line bandpass filter system impedance microstrip line is not resonant,so the length can be as short as possible to reduce the circuit size.A prototype of a lowpass filter is obtained by using ADS software,eliminating the trouble of the look⁃up table;In the layout optimization,the tuning method is more effective than the optimization method.The simula⁃tion results show that the system impedance microstrip line is 2.5 mm long,the center frequency is 5GHz,and the relative bandwidth is 10%.This method can reduce the size of filter and not reduce the performance of the filter.The design and implementation of this method is fast and efficient.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2016(046)002【总页数】6页(P52-57)【关键词】平行耦合微带线;带通滤波器;谐振器;插入损耗;回波损耗;ADS仿真【作者】刘新红【作者单位】北京信息职业技术学院，北京100015【正文语种】中文【中图分类】TN713.5AbstractIn view of large size,table checking required and difficult optimization in th e design of parallel coupled microstrip line bandpass filter,a design metho d of parallel coupled microstrip line bandpass filter based on ADS is propo sed.Based on thorough theoretical analysis,it is found that the parallel cou pled microstrip line bandpass filter system impedance microstrip line is not resonant,so the length can be as short as possible to reduce the circuit siz e.A prototype of a lowpass filter is obtained by using ADS software,elimina ting the trouble of the look-up table;In the layout optimization,the tuning method is more effective tha n the optimization method.The simulation results show that the system im pedance microstrip line is 2.5 mm long,the center frequency is 5 GHz,and t he relative bandwidth is 10%.This method can reduce the size of filter andnot reduce the performance of the filter.The design and implementation of this method is fast and efficient.Key wordsparallel coupled microstrip line;bandpass filter;resonator;insertion loss;retu rn loss;ADS simulation0 引言平行耦合微带线滤波器广泛应用于微波、无线通信射频前端和终端已有数十年。
平行耦合微带线滤波器的优化设计方法
平行耦合微带线滤波器的优化设计方法
1平行耦合微带线滤波器
平行耦合微带线滤波器（Parallel Coupled Microstrip
Filter，PCF）是一种利用平行耦合两个微带线耦合而成的电磁元件，广泛用于过滤器中。
它具有具有良好的快速响应、高通频带宽和高抑制特性。
许多研究者研究了PCF的设计和优化，取得了很多的研究成果。
2优化设计方法
（1）数值优化设计方法。
基于微带线耦合器有限差分法提出了PCF带宽优化方法，利用数值例程解决PCF的驻波比优化设计问题。
这种数值优化设计方法又被称为基于数值优化的梯度法设计方法，它是在使用有限差分法求得电磁场的基础上，通过从电器中获得目标函数的梯度信息，从而实现快速且有效的滤波器优化设计。
（2）传统的最优化方法。
根据半径的不同和元件的结构，PCF可以分为几何优化和特征参数优化两个类型。
对于第一种，通过最优化法寻找最优的微带线几何参数，从而获得最佳的滤波器性能。
而对于特征参数优化，主要是利用可变零点位置和特征参数来优化PCF，改变零极点的位置可以有效改变滤波器的特性，进而获得高效率、低插入损耗和宽带宽的滤波器。
3综述
平行耦合微带线滤波器是众多滤波应用中常用的电磁元件，其优化设计也一直受到学者的关注。
在设计优化的基础上，主要有数值优化设计方法和传统的最优化方法等两种方法，它们既能获得最优的滤波器特性，也可以有效地改变滤波器的性能，从而实现PCF的高性能设计。
平行耦合微带线带通滤波器的多步法优化设计
平行耦合微带线带通滤波器的多步法优化设计
微带线带通滤波器的应用越来越广泛，在微波技术、通信技术、宽带传播系统以及航空电子等领域有着广泛的应用，并受到大家的广泛关注。
因此，如何更有效的设计这类滤波器，显得越来越重要。
在滤波器设计过程中，滤波器的多种参数都是不可分割的技术要素，一般采用多步优化设计方法，可以在可接受的时间内，实现期望的响应特性。
在多步优化设计方法中，先进行滤波器结构和尺寸的优化，对滤波器响应特性进行优化，并以此作为最小化响应差值函数的初始条件。
然后，进行介质参数优化，以获得所需的响应特性。
最后，进行特性调整，得到满足用户需求的完整设计方案。
本文以中国当下广泛应用的平行耦合式微带线带通滤波器为研究对象，采用多步法优化设计的方法，在短时间内实现了良好的响应特性。
首先，采用一步法对滤波器结构和尺寸进行优化，将自身响应特性作为最小化响应差值函数的出发点，实现良好的吸收及其他特性。
然后，在这一基础上，通过介质参数优化，结合实际的工作环境，调整滤波器的响应特性，最终获得所需的响应特性。
最后，进行特性调整，增加带外响应特性，得到满足客户需求的完整设计方案。
通过上述分步优化设计方法，为平行耦合微带线带通滤波器的设计提供了新思路，极大方便了滤波器的设计，具有一定的参考价值。
简述平行耦合微带线带通滤波器的设计与使用
简述平行耦合微带线带通滤波器的设计与使用作者：陈川来源：《科学与信息化》2020年第04期摘要微波滤波器在电子对抗领域有着广泛的应用。
本文阐述了带通滤波器单元的基本原理。
并结合实际使用设计了一款中心频率8.4GHz的带通滤波器，通过对滤波器的实际加工测试，结果表明该款滤波器符合设计应用要求。
关键词带通滤波器;耦合微带线;设计应用Design and application of parallel coupled microstrip band-pass filterChen chuanNanjing Corad Electronic Equipment Co.，Ltd Jiangsu， Nanjing 211100Abstract Microwave filter is widely used in the field of electronic countermeasures. This paper describes the basic principle of band-pass filter unit. And a band-pass filter with center frequency of 8.6GHz is designed in combination with practical application， Through the actual processing test of the filter， The results show that the filter meets the requirements of design and application.Keywords Band-pass filter; Coupled microstrip line引言微波濾波器是微波系统中用于控制系统频响特性的二端口网络，在其通带频率内对信号表现为传输特性;而在其阻带频率内表现为衰减特性。
滤波器调试秘诀（新手篇）
滤波器调试秘诀（新手篇）调试秘诀不管駐波﹐先調通帶。
粗調通帶﹐先動飛杆。
通帶有樣﹐再動調諧。
從頭到尾﹐皆至最佳。
頂平邊正﹐頻點對稱。
通帶調好﹐可動耦合。
配合諧振﹐微調駐波。
波形完好﹐參數達標。
一、概述雙工器的調試一般分為三個步驟。
第一步粗調﹐第二步細調﹐第三步微調。
粗調﹐主要是調飛杆腔﹐目標是調出通帶的大致波形。
細調﹐調調諧鑼杆﹐目標是將通帶調好擺正。
微調﹐調耦合杆﹐目標是調好駐波。
調試前的准備工作﹕首先要校准儀器﹐按調試工藝說明書接好線纜﹐雙工器上好保護板﹐戴好手套方可調試。
下面是三個步驟及有關經驗方法的說明。
熟悉的调试工具套装二、粗調粗調階段可不用注意駐波波形﹐一門心思只調通帶。
粗調一般先調飛杆腔﹐將通帶調出來﹐飛杆腔的一個顯著特征是調動時﹐腔位看得非常明顯﹐腔位是以波谷的形式存在。
因此調試時最好首先調飛杆腔﹐調出大致的通帶形狀。
調動飛杆時﹐若波形向好的趨勢發展﹐就繼續向此方向調﹔若波形向壞的趨勢變化﹐則變換方向調至最佳點﹐接著再調下一個飛杆。
每一飛杆都調至相對粗調階段來說的最佳點﹐通常都會將通帶調出個大致模樣來﹐為細調打下良好的基礎﹐所以飛杆調節的到不到位﹐也就是粗調的好壞直接影響下一步細調的速度。
三、細調在粗調出大致的通帶波形的基礎上﹐開始細調。
細調一般是從頭到尾順序調整各調諧鑼杆﹐將通帶調好擺正。
在這一階段因通帶已大致成形﹐可不動或少動飛杆腔﹐而主要調飛杆腔以外的調諧鑼杆。
調整時可結合觀察駐波波形以判斷起子轉動時變化趨勢的好壞﹐若向好的趨勢變化則繼續向此方向旋轉﹐若向壞的趨勢變化則反向旋轉到最佳位置。
然后再調下一個調諧鑼杆﹐如此從頭到尾反復多次調整﹐直至通帶調好﹐通帶應盡量調得頻點對稱﹐頂部各邊平直。
四、微調經過粗調及細調兩個步驟﹐通帶已調好﹐駐波波形也初具雛形﹐微調主要是調耦合杆(也結合調諧杆一起調﹐視每個人的經驗﹐方法﹐習慣而自定),方法是從頭到尾依此用起子轉動各耦合杆﹐并觀察駐波波形的變化﹐如向好的趨勢發展則繼續向著一方向轉動﹐若向壞的方向發展﹐則反方向轉動至最佳位置﹐依次將每一個耦合杆都調到最佳位置﹐經反復調整(可結合調諧杆調)最終將通帶和駐波波形都調好。
基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计及优化
基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计及优化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。
1 基本原理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Z 0，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。
图1 5级耦合微带线带通滤波器2 设计步骤2. 1 设计低通原型根据带通滤波器的一系列参数通过频率变换和查表选择低通原型滤波器的归一化原型参量。
用ω1 和ω2 表示带通滤波器的下边界和上边界，ω0表示中心频率。
将带通滤波器变换为低通原型。
归一化带宽：查表得到归一化设计参数g1， g2. . . gN gN + 1。
2. 2 计算各节偶模和奇模的特性阻抗设计用g1， g2. . . gN gN + 1和BW 确定带通滤波器电路中的设计参数耦合传输线的奇模和偶模的特性阻抗:2. 3 计算微带线的几何尺寸根据微带线的偶模和奇模阻抗，按照给定的微带线路板的参数，使用ADS 中的微带线计算器L ineC alc计算得到微带线的几何尺寸W， S， L。
平行耦合微带带通滤波器的设计与仿真
收稿日期:2020-01-18 修回日期:2020-05-20基金项目:四川省科技计划项目(2019YJ 0705)作者简介:黄 宇(1975-),男,讲师,研究方向为系统设计及计算机应用;通讯作者:王 琼(1981-),男,讲师,研究方向为计算机应用设计㊂平行耦合微带带通滤波器的设计与仿真黄 宇,王 琼,严 南,陈建国(成都理工大学工程技术学院电子信息与计算机工程系,四川乐山614000)摘 要:随着5G 等无线通信技术的发展和应用,无线通信设备的高性能㊁微型化㊁低成本㊁便于设计等亮点受到了越来越广泛的关注㊂滤波器是无线通信系统的重要构成部分之一,其性能的优劣很大程度上决定了通信系统的工作性能㊂平行耦合微带滤波器具有体积小㊁光刻处理简单㊁成本低㊁精度高㊁易于集成㊁工作频率范围宽等优点㊂基于平行耦合微带线理论,设计了一款微带带通滤波器㊂该滤波器通带范围:f =3.0~3.1GHz ,频率通带带内插损<1dB ㊂使用ADS 2008微波仿真软件对其进行了仿真与优化㊂仿真结果表明:该方法与传统的设计方法相比,不但可以大量减少工作量,缩短设计周期,并且能提高器件的准确性与稳定性㊂关键词:微带;带通滤波器;ADS 软件;全局优化;矩量法中图分类号:TN 722 文献标识码:A 文章编号:1673-629X (2021)02-0180-05doi :10.3969/j.issn.1673-629X.2021.02.033Design and Simulation of Parallel Coupled Microstrip Bandpass FilterHUANG Yu ,WANG Qiong ,YAN Nan ,CHEN Jian -guo(Department of Electrical Information and Computer Engineering ,Engineering and TechnicalCollege of Chengdu University of Technology ,Leshan 614000,China )Abstract :With the development and application of 5G and other wireless communication technologies ,the high performance ,miniaturization ,low cost and convenient design of wireless communication equipment have attracted more and more attention.Filter is one of the important components of wireless communication system ,and its performance largely determines the performance of the com⁃munication system.The parallel coupled microstrip filter has the advantages of small size ,easy lithography processing ,low cost ,high pre⁃cision ,easy integration and a wide operating frequency range.Based on the parallel coupled microstrip line theory ,a microstrip bandpass filter with frequency range of 3.0~3.1GHz and the band loss of less than 1dB is designed.The ADS 2008microwave simulation software is used to simulate and optimize the system.It is showed that compared with the traditional design method ,the proposed method can not only reduce the workload and shorten the design cycle ,but also improve the accuracy and stability of the device.Key words :microstrip ;bandpass filter ;ADS software ;global optimization ;method of moments0 引 言滤波器是无线通信系统的重要构成部分之一,其性能的优劣很大程度上决定了无线通信系统的工作性能[1-5]㊂微带滤波器具有重量轻㊁频带宽㊁结构紧凑和易于集成等特点,被广泛应用于各种微波通信电路中[6-11]㊂微带滤波器传统的设计方法是通过经验公式和查表求得微带滤波器的结构参数,这种设计方法过程复杂烦琐,设计精度不高,其最后设计的微带滤波器性能指标通常与设计指标差距较大[12-13]㊂近年来,随着各种微波电路辅助设计软件的发展,例如:Agilent 公司的ADS ㊁Ansoft 公司的Designer 和AWR 公司的Microwave Office 等,计算机辅助设计软件在射频电路设计方面的应用越来越广泛㊂其中Agilent 公司的ADS 软件(advanced design system )集多种EDA 软件的优点,可以进行时域㊁频域仿真,模拟电路㊁数字电路仿真,线性㊁非线性电路仿真,其强大的仿真功能和较高的准确性,已经得到业界的普遍认可,成为业内最为流行的射频EDA 软件,同时它也是国内各个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[14-15]㊂该文从平行耦合微带带通滤波器的设计指标出发,对平行耦合微带带通滤波器的结构进行设计并对带通滤波器的结构参数进行优化,最终给出了第31卷 第2期2021年2月 计算机技术与发展COMPUTER TECHNOLOGY AND DEVELOPMENT Vol.31 No.2Feb. 2021仿真实例㊂该平行耦合微带带通滤波器的研究可以降低成本㊁提高性能和集成度㊁使元器件微型化,为5G 通信系统㊁毫米波技术㊁微系统技术提供了理论依据,有一定的实际意义㊂1 设计过程1.1 设计指标平行耦合微带带通滤波器设计指标如表1所示㊂表1 设计参数指标通带范围通带内衰减带内纹波下边带阻带衰减上边带阻带衰减端口反射系数3.0~3.1GHz<2dB<1dB<-40dB (f <2.8GHz )<-40dB (f >3.2GHz )<-20dB 在设计中,选择的微带和基板的结构参数为:基板厚度:0.8mm ,介电常数:4.3,磁导率:1,金属电导率:5.88E +7,封装高度:1.0E +33mm ,金属层厚度:0.03mm ,损耗角正切:1e -4,表面粗糙:0mm ㊂1.2 设计原理平行耦合微带带通滤波器及其等效电路如图1所示㊂(a )平行耦合微带带通滤波器结构(b )平行耦合微带带通滤波器等效电路图1 平行耦合微带带通滤波器及其等效电路根据带通滤波器和低通原型滤波器之间的频率对应关系,计算滤波器中心频率3.05GHz 所对应的低通原型滤波器的频率,由低通原型滤波器的阻带衰减特性曲线,查出滤波器所需的节数n ㊂低通原型滤波器的阶次n 由低通到带通的变换式决定㊂ω'ω'1=2Δ(ω-ω0ω0)其中,Δ=ω2-ω1ω0,ω0=ω1+ω22㊂设计采用切比雪夫低通原型,设计指标中:ω2=2π×3.1×109弧度/秒,ω1=2π×3.0×109弧度/秒,ω=2π×2.8×109弧度/秒,由此可得ω'ω'1=-5㊂由此查表1dB 波纹的切比雪夫低通滤波器的阻带衰减特性[8],阻带衰减40dB ,波纹衰减Lr =1dB ,得到所设计的滤波器最小节数n =5,即滤波器由5段传输线构成㊂1.3 原理图设计在电路中,滤波器两边的引出线是50欧姆的微带线,根据采用的微带材质,其宽度W 可由ADS 软件自带程序LineCalc 计算工具计算出:W =1.52mm ,L =13.6mm ,如图2所示㊂ADS 中构建的电路原理图如图3所示㊂在电路图中,W 表示耦合单元左右相邻两侧微带单元的线宽;S 表示微带的间距;L 表示微带线的长度㊂图2 LineCalc 窗口中微带线计算结果㊃181㊃ 第2期 黄 宇等:平行耦合微带带通滤波器的设计与仿真图3 ADS 中平行耦合微带带通滤波器电路原理1.4 滤波器结构参数优化为了满足平行耦合微带滤波器设计指标,耦合微带线的结构参数(w 1㊁w 2㊁w 3㊁s 1㊁s 2㊁s 3㊁l 1㊁l 2㊁l 3)是设计和优化的主要对象㊂由于平行耦合微带滤波器结构对称,选择优化设置控件时设置四个优化目标,前三个是优化参数S 21,优化目标1是优化通带(频率为2.99GHz ~3.11GHz )的衰减>-2dB ,优化目标2㊁3分别是优化下边阻带(频率<2.8GHz )的衰减<-40dB 和上边阻带(频率>3.3GHz )的衰减<-40dB ㊂优化目标4是优化参数S 11,通过对此参数的优化,主要是保证带通滤波器在通带内的反射系数<-20dB ㊂在ADS 原理图设计窗口中选择工具栏Optimal /Stat /DOE ,点击选择优化控制器和四个优化目标,构建优化电路图如图4所示㊂图4 ADS 中平行耦合微带带通滤波器优化电路 平行耦合微带带通滤波器结构参数优化后所得到的结构参数如图5所示㊂1.5 仿真结果及说明电路原理图仿真结果如图6所示㊂图6(a )是带㊃281㊃ 计算机技术与发展 第31卷图5 耦合微带线的优化后的结构尺寸通滤波器的传输参数S(2,1)随频率的变化曲线,图6 (b)是带通滤波器的反射参数S(1,1)随频率的变化曲线㊂由图6(a)显示的仿真结果可以看到优化后的滤波器响应良好,通带-阻带过渡陡峭㊂在通带3.0~ 3.1GHz内,通带内纹波<1dB,增益平坦,稳定性好,频率<2.8GHz下边带阻带以及频率>3.3GHz的上边带阻带衰减<-40dB㊂由图6(b)显示的仿真结果可以看到反射系数<-20dB㊂图6(c)是带通滤波器的群时延随频率的变化曲线,可以看到在通带内,群时延随频率的变化很小,基本上为一个常数㊂图6(d)是输入电压驻波比随频率的变化曲线,可以看到,输入电压驻波比也已经降到最低,符合设计要求㊂综上:优化后的平行耦合微带带通滤波器的结构参数符合设计要求㊂GHz GHz GHzGHz (a)通带仿真结果 (b)输入反射仿真结果6 0005 0004 0003 0002 0001 000 (c)群延时仿真结果 (d)驻波比仿真结果图6 平行耦合微带滤波器电路仿真结果2摇版图设计及矩量法仿真原理图的仿真是在完全理想的状态下进行的,而实际电路板多的制作由于需要考虑一些干扰㊁耦合等因素的影响,往往和理论有很大的差距㊂因此,需要在ADS中对电路版图进行设计并进一步仿真之后才能进行电路板的制作㊂本设计中,版图的仿真采用矩量法㊂矩量法直接对电磁场进行计算,其结果比原理图中仿真要准确,可利用版图仿真的结果对原理图设计结果进行验证㊂由平行耦合微带带通滤波器的电路原理图(图4)生成的电路版图如图7所示㊂㊃381㊃ 第2期 黄 宇等:平行耦合微带带通滤波器的设计与仿真图7 平行耦合微带滤波器电路版图 对微带带通滤波器电路版图进行矩量法(momen⁃tum )仿真,得到的S 参数随频率的变化曲线如图8所示㊂ (a )端口1反射系数(S 11)仿真结果 (b )反向传输系数(S 12)仿真结果GHz (c )正向传输系数(S 21)仿真结果 (d )端口2反射系数(S 22)仿真结果图8 平行耦合微带线矩量法S 参数仿真结果 对比图6和图8平行耦合微带滤波器的原理图和电路版图的仿真结果可以看到,所设计的平行耦合微带带通滤波器在通带的纹波㊁阻带的衰减及反射系数等各设计指标都满足设计要求㊂3摇结束语根据ADS 软件仿真得到的平行耦合微带滤波器微带的线宽㊁线长及微带的间距结构参数,便可以加工实物㊂通过利用ADS 软件设计微带带通滤波器的过程可以看到,与传统理论设计方法相比,利用微波软件(例如ADS 软件)设计方法简化了设计过程,提高了设计的精度和效率,降低了成本,此方法对高性能滤波器设计具有重要实用价值㊂参考文献:[1] 龚作豪,沈君凤.切比雪夫低通滤波器的仿真设计[J ].信息通信,2014(8):54-55.[2] 苏永川,何子述,高瑜翔,等.L 波段发夹型微带滤波器的设计[J ].电子科技大学学报,2004,33(1):16-18.[3] MONDAL P ,CHAKRABARTY pact wideband band⁃pass filters with wide upper stopband [J ].IEEE Microwave and Wireless Components Letters ,2007,17(1):31-33.[4] MANDAL M K ,SANYAL S.Design of wide -band ,sharp -rejection bandpass filters with parallel -coupled lines [J ].IEEE Microwave and Wireless Components Letters ,2006,16(11):597-599.(下转第190页)的方法优化初始化的非负矩阵分解模型,提高预测精度㊂参考文献:[1] 李 钷,李 敏,刘涤尘.基于改进回归法的电力负荷预测[J ].电网技术,2006,30(1):99-104.[2] 李 栓,刘 莉,刘 阳.趋势外推法在电力负荷预测中的应用[J ].沈阳工程学院学报:自然科学版,2005,1(2):64-65.[3] 赵滨滨,王 莹,王 彬,等.基于ARIMA 时间序列的分布式光伏系统输出功率预测方法研究[J ].可再生能源,2019,37(6):820-823.[4] 连立军,王艳君,邓 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基于微波电路仿真软件的平行耦合微带线滤波器
基于微波电路仿真软件的平行耦合微带线滤波器在以往设计各种滤波器时，往往需要根据大量复杂的经验公式计算及查表来确定滤波器的各级参数，这样的方法不但复杂繁琐，而且所设计滤波器往往性能指标难以达到要求。
本文将先进的微波电路仿真软件ADS2008与传统的设计方法相结合设计一个平行耦合微带线滤波器，并进行建模、仿真、优化设计。
平行耦合微带线带通滤波器边缘耦合的平行耦合线由两条相互平行且靠近的微带线构成，单个带通滤波器单元如图1(a)所示。
根据传输线理论及带通滤波器理论，带通滤波元件是由串臂上的谐振器和并臂上的谐振器来完成，但是在微带上实现相间的串联和并联谐振元件尤为困难，为此可采用倒置转换器将串并联电路转化为谐振元件全部串联或全部并联在线上。
因此，单个耦合微带滤波器单元能够等效成如图 1 (b)所示的一个导纳倒置转换器和接在两边传输线段的组合。
这种单独耦合线节单元虽然具有典型的带通滤波器的特性，但是单个带通滤波单元难以具有良好的滤波器响应及陡峭的通带—阻带过度。
因此，通常情况下，采取级联多个这些基本耦合单元来构成实用的滤波器。
如图2所示为一级联耦合微带线节单元构成的带通滤波器的典型结构，其每一个耦合线节左右对称，长度约为四分之一波长(对中心频率而言)。
带通滤波器有N + 1个图1所示的耦合线带通滤波器单元构成，而每一段耦合线又可等效为如图1(b)所示的电路结构，因此导纳倒置转换器之间为特性阻抗为Z0、电角度为2θ 的传输线段。
Z0o与Z0e分别为耦合线的奇模与偶模特性阻抗，并可由下列公式确定：BW为带通滤波器的相对带宽，g为标准低通滤波器参数，Z0为滤波器输入、输出端口的传输线特性阻抗，下标i，i+1表示如图2所示的耦合段单元。
平行耦合带通滤波器设计为设计出符合要求的带通滤波器，可以将传统的平行耦合微带线设计方法与先进的微波电路仿真软件ADS2008相结合，使全部设计要求转换成实际的滤波器设计，图3是平行耦合微带线滤波器的设计的流程图。
平行耦合微带线带通滤波器调试经验
平行耦合微带线带通滤波器调试经验1.通过分析平行耦合微带线带通滤波器的电路结构,提出了一种消除滤波器带宽偏离指定设计带宽和在截止频率附近缓和通带内电压驻波比波动过大的方法.问题：1甚么是驻波比？为什么会导致电压驻波比波动过大？有什么害处？解决方案是什么？2.带通滤波器的基本单元：是由2条相距很近的微带线构成的平衡耦合节,在这2条微带线之间会产生电磁耦合现象,微带线的奇模、偶模通过公共接地板产生的耦合效应产生了奇模特性阻抗(zoo)和偶模特性阻抗(zoe).当微带线长度为滤波器中心频率对应波长的1/4时,微带线就具备了带通滤波器特性,即可构成一个平衡耦合节.由于采用单个带通滤波器单元不能获得良好的滤波器响应和陡峭的通带到阻带的过渡,因此常将n+1个平衡耦合节级连以构成平行耦合微带线带通滤波器。
平衡耦合节的两端有短路、开路2种结构问：当微带线的长度是滤波器中心频率对应波长的四分之一时，为什么微带线具有带通滤波器的特性？3.带通滤波器的设计步骤：1。
制定过滤器的技术要求2、根据技术要求,选定设计方法和选择合适的标准低通滤波器参gk（k=0,1，n，n+1）3、确定归一化带宽、上边频和下边频,按公式计算奇模、偶模的特征阻抗值,从而确定微带线的间隔、宽度、长度4.使用EDA工具对初步设计进行模拟和优化，然后分析误差或谐波范围，进一步提高设计质量。
5.制作样品疑问：史密斯圆怎么看？如何计算滤波器的技术参数：截止频率，带内衰减，带外衰减，微带线尺寸如何选择和计算。
什么是带内波纹，如何计算，对滤波器有和影响？在使用ADS软件进行优化后，手动调整曲线时，发现在改变某些参数时，曲线会有规律地变化。
具体经验如下：1.当增大s1的值时，s11曲线上移，减小时，s11曲线下移，若曲如果线路中通带中的波纹太大，曲线也可以平滑，并且可以通过调整S1来减少带中的波纹。
当S1减小时，S11和S21曲线之间的距离也可以增大。
2.当增大s2的值时，s21曲线基本不变，s11曲线上移，减小时，当S11曲线向下移动时，可以通过调整S2来控制通带中的纹波。
平行耦合微带线带通滤波器的设计及优化
平行耦合微带线带通滤波器的设计及优化
高蟠;李少甫;何永斌
【期刊名称】《电脑知识与技术》
【年(卷),期】2012(008)016
【摘要】在ADS软件的辅助下,设计了一款应用于Ka波段卫星接收机,中心频率为13GHz,带宽为2GHz的平行耦合微带线带通滤波器,应用多步优化算法解决了中心频率偏移的问题.仿真结果与指标要求吻合,可以应用与实际系统中.
【总页数】4页(P3990-3993)
【作者】高蟠;李少甫;何永斌
【作者单位】西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010
【正文语种】中文
【中图分类】TN713.5
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1.通过分析平行耦合微带线带通滤波器的电路结构, 提出了一种消除
滤波器带宽偏离指定设计带宽和在截止频率附近缓和通带内电压驻波比波动过大的方法.
疑问：1.什么是电压驻波比？为什么会导致电压驻波比波动过大？有什么危害？解决的办法？
2.带通滤波器的基本单元：是由2 条相距很近的微带线构成的平衡耦合节, 在这2 条微带线之间会产生电磁耦合现象, 微带线的奇模、偶模通过公共接地板产生的耦合效应产生了奇模特性阻抗( Zoo) 和偶模特性阻抗( Zoe) . 当微带线长度为滤波器中心频率对应波长的1 / 4 时, 微带线就具备了带通滤波器特性, 即可构成一个平衡耦合节. 由于采用
单个带通滤波器单元不能获得良好的滤波器响应和陡峭的通带到阻带
的过渡,因此常将n + 1 个平衡耦合节级连以构成平行耦合微带线带通滤波器。
平衡耦合节的两端有短路、开路2种结构
疑问：为什么微带线长度为滤波器中心频率对应波长的四分之一，微带线就具备了带通滤波器的特性？
3.带通滤波器的设计步骤：
1、制定滤波器的技术要求
2、根据技术要求, 选定设计方法和选择合适的标准低通滤波器参
gk(k = 0, 1, ⋯, n, n + 1)
3、确定归一化带宽、上边频和下边频, 按公式计算奇模、偶模的特征
阻抗值, 从而确定微带线的间隔、宽度、长度
4、应用EDA 工具对初步设计进行仿真、优化, 然后进行误差分析或
谐范围分析以进一步提高设计质量
5、制作样品.
疑问：史密斯圆怎么看？如何计算滤波器的技术参数：截止频率，带内衰减，带外衰减，微带线尺寸如何选择和计算。
什么是带内波纹，如何计算，对滤波器有和影响？
采用ADS软件优化过后，采用手工调节曲线时发现改变某些参数时曲线将规律的变化。
具体经验如下：
1.当增大s1的值时，S11曲线上移，减小时，S11曲线下移，若曲
线中通带内波纹过大，也可以通过调节S1来使得曲线变得光滑，减小带内纹波，当s1减小时还可以使得S11和S21曲线之间的
距离增大。
2.当增大s2的值时，S21曲线基本不变，S11曲线上移，减小时，
S11曲线下移，可以通过调节s2来控制通带内的纹波，最主要的的是s2可以十分有效的调节通频带的带宽，和S21曲线的带外衰减（滚降系数）。
3.增大s3时，S11曲线整体有下移趋势，通带内的S11曲线中间向
上移，两边向下移动，可以通过调节s3来控制通带内的纹波，使曲线变光滑。
调节s3还可以改变S11和S21曲线之间的间距，而曲线的其他情况基本不变。
4.调节l1，S11曲线变化十分明显。
增大或减小l1，可以使得通带
内的S11曲线左边上升右边减小，或者左边减小右边增大。
5.调节l2可以使得曲线整体平移，说明可以通过调节l2来调节带
通滤波器的中心频率。
具体情况是当l2增大时，曲线左平移，反之，右平移。
6.调节l3和调节l1的情况差不多，增大或减小l3时，可以使得
通带内的S11曲线左边上升右边减小，或者左边减小右边增大。
具体情况是l3增大，左上右下，反之，左下右上。
7.当w1增大时，S11曲线中间向上，两边向下，中间变化快些，整
体有向上移的趋势,并且S11与S21曲线越来越靠近，当达到一定程度时，通带内产生纹波。
8.w2主要控制曲线左右平移，当w2增大时曲线左移，w2减小时，
曲线右移。
说明可以通过调节w2来调节带通滤波器的中心频率。
9.w3增大或减小时，S11曲线上移或下移，有时会产生突起。