根据ADS的带阻滤波器设计
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
－ ３２ －
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微带线带阻滤波器设计
基于ADS微带线带阻滤波器设计电磁波与微波技术课程设计课题:带阻滤波器的设计与仿真指导老师:姓名:学号:一:课程设计要求1. 1 设计题目:带阻滤波器的设计与仿真。
1.2 设计方式:分组课外利用ads软件进行设计。
1.3 设计时间:第一周至第十七周。
1.4 带阻滤波器中心频率:5.8GHz;相对带宽:9%;带内波纹:<0.2dB。
1.5 滤波器阻带衰减>25dB;在频率5.3GHz和6.3GHz处，衰减<3dB;输入输出阻抗:50Ω。
二:初步设计过程利用微带短截线带阻滤波器的理论基础，可以方便地设计出符合技术指标的微带短截线滤波器。
下面我们用ADS设计并仿真微带短截线带阻滤波器的原理图，。
微带短截线带阻滤波器的设计指标如下:中心频率:5.8GHz;相对带宽:9%;带内波纹: <0.2dB。
滤波器阻带衰减>25dB;在频率5.3GHz和6.3Hz处，衰减<3dB;输入输出阻抗:50Ω。
2.1创建原理图启动ADS软件创建一名为Filter_Stubl的原理图。
2.2 利用ADS的工具tools完成对微带线的计算利用ADS提供的工具tools，可以进行微带线物理尺寸和电参数之间的数值计算，若给定微带线的特性阻抗和电长度，可以计算微带线的宽度。
(1)设置微带线参数在【Microstrip Substrate】对话框中进行设置，设置好后在原理图中有:(2)在微带线元件面板上，选择一个微带线MLIN，插入原理图的画图区。
(3)在画图区中选中微带线MLIN,再选择【tools】调出【LineCalc】计算窗口。
算出所需参数(4) 通过上述计算得到的数据，是微带短截线带阻滤波器的尺寸。
2.3 设计原理图(1)保留前面设置的微带线参数，删除原理图中的一个微带线MLIN。
(2)在原理图的元件面板列表上，选择微带线【Tlines-Microstrip】元件面板上出现与微带线对应的元件图标。
ADS微带滤波器设计方法PPT课件
2021/3/9
31
进行参数优化（续）
经过数次优化后，CurrentEf的值为0，即为优化 结束。优化过程中根据情况可能会对优化目标、 优化变量的取值范围、优化方法及次数进行适当 的调整。
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优化目标的设置（续）
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进行参数优化
设置完优化目标后最好先把原理图存储一下，然后就可 以进行参数优化了。
点击工具栏中的Simulate 按钮就开始进行优化仿真 了。在优化过程中会打开一个状态窗口显示优化的结果 (见下页图)，其中的CurrentEF表示与优化目标的偏差， 数值越小表示越接近优化目标，0表示达到了优化目标， 下面还列出了各优化变量的值，当优化结束时还会打开 图形显示窗口。
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观察仿真曲线
优化完成后必须关掉优化控件，才能观察仿真的曲线。 方法是点击原理图工具栏中的 按钮，然后点击优 化控件OPTIM，则控件上打了红叉表示已经被关掉。
要想使控件重新开启，只需点击工具栏中的 按钮， 然后点击要开启的控件，则控件上的红叉消失，功能 也重新恢复了。
对于原理图上其他的部件，如果想使其关 闭或开启，也可以采取同样的方法。
点击Length Unit设置长度单位为毫米
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创建新的工程文件（续）
工程文件创建完毕后主窗口变为下图
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创建新的工程文件（续）
同时原理图设计窗口打开
ADS高低阻抗线微带滤波器设计-Lec03
李明洋主讲，ADS高低阻抗线微带滤波器设计实例培训视频教程
设计步骤
ADS LineCalc 工具计算微带线线宽和导波波长
微带线相关参数 • 介质板厚：1.27mm • 介电常数：4.2 • 介质损耗正切：0.02 • 微带走线厚度：35um • 工作频率：2.5GHz
•
•
综合考虑微带线宽和特征阻抗取值范围要求，高低阻抗线特征阻抗分别取: Z0H=130Ω, Z0L=15Ω
最邻近频率的寄生通带
• 第一寄生通带的中心频率对应的波长约为最长一段传输线长度的两倍
•
f =2.5*62.16/(2*7.54)=10. =5.06 W=2.49 W=0.23 l =5.47 W=12.91 l =7.54 W=0.23 l =5.47 W=12.91 l =5.06 W=2.49
•
微带线走线厚度为1oz的铜厚(即35um)，介质基片厚度为1.27mm，所用介质的介电常数为4.2，介质损 耗正切为0.02
李明洋主讲，ADS高低阻抗线微带滤波器设计实例培训视频教程
设计步骤
根据设计指标要求，给出低通原型滤波器的阶数和元件值
• • • 参考《现代微波滤波器结构与设计》一书的第2.6节 查表可得，满足设计要求的低通原型滤波器：n=5，g1=g5=1.7058，g2=g4=1.2296，g3=2.5408 原型滤波器采用图示电路结构
李明洋主讲，ADS高低阻抗线微带滤波器设计实例培训视频教程
根据低通原型滤波器的元件值和微带线板材结构确定高低阻抗线的特征阻抗，计算出高低阻
抗线的线宽:
• •
Z0H g L Z0 78.3 /4
Z0L
Z0
4 gc
15.4
《ADS设计滤波器》课件
重新仿真
进行二次仿真以验证调整后的电 路性能ຫໍສະໝຸດ ADS设计滤波器的注意事项
元器件的选择要合理
根据设计需求选择适合的元器件
仿真设置要正确
准确设置仿真参数，以获取准确的仿真结 果
连接要准确
确保元器件之间的连接正确无误
调整参数要谨慎
在调整元器件参数时要小心谨慎，避免影 响整体电路性能
ADS设计滤波器的示例
2 高通滤波器 4 带阻滤波器
ADS设计滤波器的流程
1
新建Schematic
创建电路原理图
选择合适的元器件
2
根据设计需求选择合适的电子元
器件
3
连接元器件
将元器件正确连接成电路
添加控制器和仿真设置
4
配置控制器以及设置仿真参数
5
进行仿真
运行仿真并观察电路性能
调整元器件参数
6
根据仿真结果调整元器件参数
7
低通滤波器的设计
设计一个低通滤波器来滤除 高频噪声
带通滤波器的设计
设计一个带通滤波器来提取 特定频率范围内的信号
带阻滤波器的设计
设计一个带阻滤波器来抑制 特定频率范围内的信号
总结
1 ADS是RF、微波电路设计的重要工具 2 滤波器在通信、雷达等领域有广泛应用 3 ADS设计滤波器要注意元器件的选择和仿真设置的正确处理
《ADS设计滤波器》PPT 课件
# ADS设计滤波器
什么是ADS？
ADS是高级设计系统（Advanced Design System）的简称，用于RF、微波电路的 设计和仿真。
滤波器的作用
1 抑制不需要的信号，保留有用信号 2 在通信、雷达等领域有广泛应用
ads波导腔体滤波器设计
ads波导腔体滤波器设计
ADS软件可以用于波导腔体滤波器的设计。
下面简单介绍一下设计过程：
1. 确定滤波器的参数，包括中心频率、通带带宽、阻带带宽和衰减。
2. 在ADS软件中新建一个“layout”工程，在其中选择一个合适的波导宽度。
3. 将波导布满整个布局区域，并在中央添加两个矩形缺口，调整宽度和长度以达到带宽要求。
4. 运用仿真和优化工具进行电磁仿真和优化。
如果需要更精细的仿真结果，可以引入三维电磁仿真软件。
5. 通过布局编辑器进行布局优化和参数调整，如增加爬行线和扇形盖板、调整缺口形状等。
6. 通过ADS软件的“加工输出”功能将布局数据输出到CNC机器进行加工。
7. 完成加工后，进行测试和调试。
如果滤波器不满足要求，可以返回到步骤3到步骤6进行优化。
以上是波导腔体滤波器设计的基本流程，当然具体细节还需要根据具体情况进行调整。
在设计过程中，需要注意滤波器的可制造性和可靠性。
同时，在设计过程中要注意避免过度优化导致生产成本过高。
ADS高低阻抗线微带滤波器设计-Lec04
软件版本
• • 课程使用软件版本为：ADS2014 学习时，只要有ADS2011及之后任一版本皆可
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滤波器结构尺寸
l1
l2
l3
l4
l5
介质基板
• 介电常数：4.2，损耗正切：0.02，厚度1.27mm
ADS 高 低 阻 抗 线 微 带 滤 波 器 设 计 培 训
中 文 视 频 频 课 程
第
讲 ADS
实
概 述
实例讲解使用ADS仿真分析前面设计的高低阻抗微带线低通滤波器的全过程，内容包括：
• • • ADS Schematic 环境下仿真分析滤波器的性能 ADS Layout 环境下，使用Momentum电磁仿真器仿真分析滤波器的性能 设计调试
版图
李明洋主讲，ADS高低阻抗线微带滤波器设计实例培训视频教程
设计实作
启动AD高低阻抗线微带滤波器设计实例培训视频教程
设计调试
仿真分析结果表明，使用上述近似计算公式设计的高低阻抗线滤波器，其通带截止频率和实 际的设计要求相比，会偏低一些。
微带走线
• • 厚度：35um 宽度：50Ω—2.49mm, 15Ω—12.91mm, 130Ω—0.23mm
•
长度： l1 =l5 =5.06mm， l2=l4 =5.47mm ， l3 =7.54mm
李明洋主讲，ADS高低阻抗线微带滤波器设计实例培训视频教程
ADS仿真分析电路图和版图
电路图
50249mm151291mm130023mm李明洋主讲ads高低阻抗线微带滤波器设计实例培训视频教程ads仿真分析电路图和版图版图李明洋主讲ads高低阻抗线微带滤波器设计实例培训视频教程设计实作讲解李明洋主讲ads高低阻抗线微带滤波器设计实例培训视频教程设计调试仿真分析结果表明使用上述近似计算公式设计的高低阻抗线滤波器其通带截止频率和实际的设计要求相比会偏低一些
基于ADS的微带高低阻抗线低通滤波器的优化设计
【 摘 要 】高选择性的滤波器被广泛地关 注和使 用，并成 为通信 系统中至关重要 的器件 。文章介绍 用 Ａ ＤＳ软件 实现一种半
集总元件 高低 阻抗线低通滤 波器，它是 用高阻抗 线来模 拟 串联 电感 ，用低 阻抗线来模拟并联 电容 ，把若干 高阻抗线和低 阻抗现 交替级联起来 ，这就构成 了滤波 器。高低 阻抗 线滤波器具有结构 简单、容 易加工等优点。
的不 同 （ 通常是按最大平坦度特性或者契 比雪夫特性 设计 ） ， 将其衰减多项式和 Ｌ 、Ｃ梯 形 的 衰 减 特 性 多 项 式 逐 项 进 行 比较
系 数 ， 即可 得 出 个 元 件 归 一 化 数 值 。 具 体 设 计 是 可 查 阅 滤 波
器设计手册 。
ｉ给 出初始数据为 电源 内阻 Ｚ 、截止频率 １ ． ｎ 、截止频率 时 的 衰 减 或 者 通 带 内 的纹 波 ， 以 及 通 带 外 衰 减 上 升 坡度 。 根 据给定 的带外 衰减及带外上 升坡度 的要求 ，决定滤 波器 的最 少节数 。 ２ 根据节数 ｎ 通过查表得到低通原型滤波器归一化元件 ． ， 参量数值表中找出各节元件参量值。
ｉ ｎ
（
由上 面两式可 以看 出：当负载阻抗远 小于传输线特性 阻 抗 时，传输线端接一负载阻抗 ｚ 则近似相 当于一个 电感和 Ｚ 串联 ；反之 ，则近似相 当于一个 电容和 Ｚ 并联 。从而实现原 ．
型计步 骤 三
图 １微 带低 通 滤 波 器原 型 其 中 Ｒ是 电源 内 阻 ，Ｒ ＋ 是 负 载 电阻 。通 常 情 况 下 ，微 ｎｌ 波 滤 波 器 的 电源 和 传 输 线 是 匹 配 的 ，即 Ｒ Ｚ 。根 据 设计 方法 ＝ ０
一种基于ADS的微带低通滤波器优化设计的开题报告
一种基于ADS的微带低通滤波器优化设计的开题报告此次开题报告将针对一种基于ADS的微带低通滤波器优化设计进行研究。
滤波器是电子电路设计中常见的模块，其主要作用是把不需要的频率成分从输入信号中滤除，保留所需的信号。
而微带低通滤波器则是一种常见的微波电路设计模块，常用于通信、雷达、导航等领域中。
本次研究将借助ADS软件，对微带低通滤波器进行优化设计。
ADS （Advanced Design System）是美国Keysight Technologies公司开发的一款基于EDA技术的高端仿真软件，主要应用于射频和微波电路的设计与仿真。
通过利用ADS的仿真功能，可以较为准确地模拟出滤波器的性能参数，并利用优化算法寻求最优化设计方案，从而实现滤波器的优化。
本次研究的具体内容包括以下几个方面：1. 文献综述：针对微带低通滤波器的基本原理、设计方法和优化算法等方面进行全面综述，为后续研究提供理论基础和参考资料；2. 滤波器建模：基于ADS软件，通过建立滤波器电路模型，对滤波器的性能参数进行仿真分析，包括通带范围、插入损耗、阻带衰减等；3. 优化算法选择：针对滤波器的设计要求和设计参数，选择合适的优化算法，并建立相应的优化模型，自动寻求最优化设计方案；4. 优化设计实现：通过不断优化设计参数，直到滤波器的设计满足了预设的性能要求，完成滤波器优化设计；5. 仿真验证：对优化设计后的微带低通滤波器进行ADS仿真验证，评估滤波器的性能是否满足要求。
本次研究的意义在于探索一种新的、高效的微波电路滤波器的设计方法，并为通信、雷达、导航等微波电路应用领域提供一种优化设计的技术支持。
基于ADS的微带线阶梯阻抗低通滤波器设计
图 1 实际低通滤波器原型
采用电容输入式梯形网络，图 1 中各元件的cZc C3＝g3/2πfcZc L2＝L4＝g2Zc/2π fc
（2） （3） （4）
在计算滤波器的结构尺寸过程中，一般对选用的高低阻
抗传输线有如下要求：
Z oh
³
gLZC p /4
Z oL
£
pZC 4 gc
（5） （6）
Zoh 是当选取高阻抗线作为传输线时，计算得出的高阻抗
线的特性阻抗，ZoL 是计算得出的低阻抗线的特性阻抗。实际
等效于一串联电感，低阻抗线近似等效于一并联电容，把相应的高阻抗线和低阻抗线相互级联起来，这就构成了微带低通滤
波器，其具有结构简单，容易加工等优点。文章进行了理论计算，并用 ADS 进行了优化仿真，仿真结果显示其具有良好的
频带响应特性。
【关键词】滤波器设计；阶梯阻抗滤波器；ADS 软件；频带响应
【中图分类号】TN713
Key words: filter design; step-impedance microstrip line; ADS software; frequency response
1 介绍
滤波器在通信/雷达系统中发挥着重要的作用[1]，随着信 息技术的发展，人类对通信系统的要求也越来越高，随之而 来的是信号频域的更加拥挤，各种频段的通信系统也相应出 现，这就出现了频段间的串扰问题，滤波器应运而生，并且 其性能很大程度上决定于传输信号的质量，直接影响到整个 系统性能好坏。微带滤波器具有设计灵活，质量轻，可以在 PCB 板上进行设计，便于集成化等诸多优点。尤其是在微波 频段，高选择性的滤波器被广泛应用，已经成为通信系统中 至关重要的电子器件。本文采用微带线高低阻抗线来设计一 种截止频率为 2GHz 的低通滤波器[2]，仿真结果显示其基本满 足设计要求。
写一篇用ads进行微波射频滤波器设计与仿真的实验心得100字
写一篇用ads进行微波射频滤波器设计与仿真的实验心得
100字
作为一名电子工程师，我经常使用ADS（Advanced Design System）软件进行微波射频滤波器的设计与仿真。
在此，我想分享我的实验心得。
实验目的在于设计并验证一个微波射频滤波器，以满足现代通信系统的需求。
ADS软件具有强大的微波电路设计和仿真功能，为我们提供了便捷的工具。
首先，在ADS中，我们选择合适的滤波器类型（如Butterworth、Chebyshev等），并根据设计指标设置滤波器的频率响应参数。
接下来，利用ADS内置的微带线模型和射频器件库，构建滤波器的电路结构。
在仿真阶段，我们通过调整滤波器的参数，观察其对频率响应、传输特性等性能指标的影响。
根据仿真结果，优化滤波器的设计，直至满足预设指标。
实验过程中，我深刻体会到ADS软件在微波射频滤波器设计中的优势。
通过仿真，我们能快速评估滤波器设计的可行性，并有效提高设计效率。
同时，实验也提醒我要不断学习和掌握ADS的新功能，以便更好地应对实际工程需求。
总之，运用ADS进行微波射频滤波器设计与仿真，不仅提高了我的技术水平，还使我深刻认识到软件在现代通信技术发展中的重要性。
基于ADS软件的微带滤波器的设计
唐 山 学 院 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｔａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ｎ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ
Ｖｏ １ ． ２ ６ ＮＯ ． ６
Ｎｏ ｖ．Leabharlann ２ Ｏ１ ３ 基 于 ＡＤ Ｓ软 件 的 微 带 滤 波 器 的 设 计
０ 引 言
随着 现 代 微 波通 信 系统 的发 展 ， 系 统 对 通 道 选 择 性 能 的 要求越来越 高， 这对 微带滤 波器 的设计 提 出了更高 的要求 ， 因 为微 带 滤 波器 性 能 的优 劣 往 往 决 定 了 整 个 通 信 系 统 的 质
量 。微 带 滤 波器 具 有 体 积 小 且 便 于集 成 等 优 点 ， 在 微 带 电 路
ｍａ ｄｅ ａ ｎ ｄ ｈａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ｐ ｒ ｏｖ ｅ ｔ ｈ ａ ｔ ｇｏ ｏ ｄ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｂ ｅ ｅ ｎ ａ ｔ ｔ ａ ｉ ｎｅ ｄ．
Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄｓ ：Ａ Ｄ Ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ；ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ； ＰＣＢ ｂ ｏａ ｒ ｄ
件 测 试 取 得 了 良好 的 效 果 。 关 键词 ： ＡＤＳ软 件 ； 微 带滤 波器 ； Ｐ ＣＢ 板 中图分 类号 ： ＴＮ７ １ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １ ６ ７ ２—３ ４ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ３—０ ０ ５ ０—０ ４
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐ Ｆｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｓ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ａ ＤＳ
中得 到 了广 泛 的应 用 ］ 。在 以 往 设 计 各 种 滤 波 器 时 ， 往 往
基于ads的带阻滤波器设计
电磁波与微波技术课程设计----带阻滤波器的设计与仿真课题：带阻滤波器的设计与仿真指导老师：姓名：学号：目录1.设计要求 (3)2.微带短截线带阻滤波器的理论基础 (3)2.1理查德变换 (4)2.2科洛达规则 (6)3.设计步骤 (7)3.1ADS 简介 (7)3.2初步设计过程 (8)3.3优化设计过程 (14)3.4对比结果 (17)4.心得体会 (17)5.参考文献 (18)1．课程设计要求：1.1 设计题目：带阻滤波器的设计与仿真。
1.2设计方式：分组课外利用ads软件进行设计。
1.3设计时间：第一周至第十七周。
1.4 带阻滤波器中心频率：6GHz；相对带宽：9%；带内波纹：<0.2dB。
1.5 滤波器阻带衰减>25dB；在频率5.5GHz和6.5GHz处，衰减<3dB；输入输出阻抗：50Ω。
2．微带短截线带阻滤波器的理论基础当频率不高时，滤波器主要是由集总元件电感和电容构成，但当频率高于500Mz时，滤波器通常由分布参数元件构成，这是由于两个原因造成的，其一是频率高时电感和电容应选的元件值小，由于寄生参数的影响，如此小的电感和电容已经不能再使用集总参数元件；其二是此时工作波长与滤波器元件的物理尺寸相近，滤波器元件之间的距离不可忽视，需要考虑分布参数效应。
我们这次设计采用短截线方法，将集总元件滤波器变换为分布参数滤波器，其中理查德变换用于将集总元件变换为传输段，科洛达规则可以将各滤波器元件分隔。
2.1 理查德变换通过理查德变换，可以将集总元件的电感和电容用一段终端短路和终端开路的传输线等效。
终端短路和终端开路传输线的输入阻抗具有纯电抗性，利用传输线的这一特性，可以实现集总元件到分布参数元件的变换。
在传输线理论中，终端短路传输线的输入阻抗为：= （1.0）式中当传输线的长度= 时（1.1）将式（1.1）代入式（1.1），可以得到（1.2）式中（1.3）称为归一化频率。
终端短路的一段传输线可以等效为集总元件电感，等效关系为（1.4）式中S = j（1.5）称为理查德变换。
利用ADS中的滤波器向导工具设计微带线滤波器
D esign of M icrostr ip F ilter Ba sed on D esign 2gu ide of Software AD S Zhou Zheng1, 2 , Song Yu2fei1 ( 1. College of Comm un ica tion Eng ineering, N an jing Institu te of Technology, N an jing J iangsu 211167, Ch ina; 2. College of Inform a tion S cience and Eng ineering, S ou theast U n iversity, N an jing J iangsu 210096, Ch ina) Abstract: This paper introduces a method for designing m icrostrip filter based on design2guide of software ADS; p resents the de2 sign app roach and examp le, and it also verifies the feasibility of methodology by simulation results. Key words:m icrostrip; filter; ADS; design2guide
近年来 ,随着射频电路辅助设计软件的不断发展 ,利用 仿真软件进行微带线滤波器的设计 ,可以绕开复杂的理论计 算和推导 。ADS是安捷伦公司设计开发的一款 EDA 软件 , 它可以模拟整个信号通路 ,完成包括从原理图到板图 、系统 的各级仿真 ,当任何一级仿真结果不理想时 ,都可以回到原 理图中重新进行优化设计 、仿真 ,直到仿真结果满意为止 ,保 证了实际电路与仿真电路的一致性 。
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平行耦合微带线带通滤波器是一种常用的微波滤波器。
它由多个耦合微带线和微带线构成，具有较好的带通特性和较小的插入损耗。
设计和优化这种滤波器通常采用ADS软件，下面分为两个部分进行详细解释。
1.设计部分（1）确定滤波器参数首先需要确定滤波器的工作频率范围、中心频率、通带和阻带带宽等参数。
这些参数可以根据具体应用需求进行确定。
（2）选择线路结构根据确定的滤波器参数，选择合适的线路结构。
常用的线路结构有串联、平行、串平联和并联等，平行耦合结构是实现带通滤波器较为常用的一种。
（3）确定线路尺寸确定线路结构后，需要根据工作频率、介质常数和板厚等参数，计算出每条线路的宽度和长度。
这里需要考虑线路的带宽和损耗等因素，通常采用求解电磁场分布的方法进行计算。
（4）设计耦合结构在平行耦合结构中，需要设计合适的耦合结构来实现合适的耦合强度。
常用的耦合结构有传输线耦合、缝隙耦合、开放环耦合等。
（5）确定滤波器连接方式根据线路结构和耦合结构的设计，确定滤波器的连接方式和序列。
这里需要考虑滤波器的带宽和衰减等因素。
2.优化部分滤波器的优化常常包括两个方面：性能优化和制造优化。
（1）性能优化针对滤波器的频率响应、损耗和抑制等性能，可以采用ADS软件提供的优化工具进行优化。
这里可以采用基于突变搜索和梯度搜索的不同优化算法，以达到滤波器尽可能优化的目的。
（2）制造优化制造优化主要是针对滤波器的制造工艺和工艺容差进行优化，以达到成本和生产效率方面的优化。
通常还需要考虑滤波器的布局、线宽度和间距等制造要素。
在整个设计和优化的过程中，需要进行仿真和测试，以验证滤波器的性能和有效性。
同时，需要充分考虑不同要素的交互影响和优化目标的平衡。
基于ADS的微带滤波器设计
1.绪论 (1)1.1 微带滤波器简介 (1)1.2微带滤波器的主要参数 (2)2. ADS (3)2.1 ADS简介 (3)2.2 ADS的仿真功能 (4)3. 基于ADS的微带滤波器设计 (4)3.1微带滤波器的设计要求 (4)3.2 滤波器的仿真设计 (5)3.3 Richards转换 (10)3.4 分布元件仿真 (13)3.5 制版图 (15)4心得体会 (16)参考文献 (18)1.绪论我们利用微波滤波器只让频率正确的的信号通过阻碍频率不同的信号的特性来区分信号。
滤波器的性能对微波电路系统的性能指标有很大的影响，因此设计微波电路系统时设计出具有高性能的滤波器很重要。
微带电路在微波电路系统应用广泛路。
具有个体，质量轻、频带分布宽等特点，其中用微带做滤波器是其主要应用之一，微带滤波器当中最基本的滤波器是微带低通滤波器，而别的滤波器可以通过低通滤波器为原型转化过来。
其中最大平坦滤波器和切比雪夫滤波器是两种常用的低通滤波器的原型。
因此本节将重点研究如何设计并优化微带滤波器1.1 微带滤波器简介滤波器是一个的二端口网络，对频率适合的信号进行传输，对频率不匹配的信号进行发射衰减，从而实现信号频谱过滤。
典型的频率响应包括低通、高通、带通、带阻衰减。
如图1-1所示.还可以从不同角度对滤波器进行分类：(1)按功能分，低通滤波器，高通滤波器，带通滤波器，带阻滤波器，可调滤波器。
(2)按用的元件分，集总参数滤波器，分布参数滤波器，无源滤波器，有源滤波器，晶体滤波器，声表面波滤波器，等。
1.2微带滤波器的主要参数（1）中心频率：一般取f0=（f1+f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。
窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。
（2）截止频率：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。
通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。
（3）通带带宽：指需要通过的频谱宽度，BWxdB=（f2-f1）。
基于ADS的平行耦合带通滤波器的设计
基于ADS的平行耦合带通滤波器的设计引言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。
微波带通滤波器带通滤波器在无线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[1]。
平行微带线微带线\耦合微带线滤波器是一种分布参数滤波器，它是由微带线或耦合微带线耦合微带线组成，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中，它是一种被广为应用的带通滤波器[2~4]。
在以往设计各种滤波器时，往往须要根据大量繁杂的经验公式排序及换算去确认滤波器的各级参数，这样的方法不但繁杂繁杂，而且所设计滤波器往往性能指标难以达到建议。
本文将一流的微波电路仿真软件ads2021与传统的设计方法结合设计一个平行耦合微带线滤波器，并展开建模、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紧邻的微带线形成，单个远距滤波器单元。
根据传输线理论及远距滤波器理论，拎通滤波元件就是由串臂上的谐振器和并臂上的谐振器去顺利完成，但是在微带同时实现相间的串联和并联谐振元件尤为困难，为此可以使用倒转转换器将串并联电路转变为谐振元件全部串联或全部并联在线上[2]。
因此，单个耦合微带滤波器单元能耦合变成的一个磁滞倒转转换器和连到两边传输线段的女团[5~8]。
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。
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。
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电磁波与微波技术课程设计----带阻滤波器的设计与仿真课题：带阻滤波器的设计与仿真指导老师：姓名：学号：目录1.设计要求 (3)2.微带短截线带阻滤波器的理论基础 (3)2.1理查德变换 (4)2.2科洛达规则 (6)3.设计步骤 (7)3.1ADS 简介 (7)3.2初步设计过程 (8)3.3优化设计过程 (14)3.4对比结果 (17)4.心得体会 (17)5.参考文献 (18)1．课程设计要求：1.1 设计题目：带阻滤波器的设计与仿真。
1.2设计方式：分组课外利用ads软件进行设计。
1.3设计时间：第一周至第十七周。
1.4 带阻滤波器中心频率：6GHz；相对带宽：9%；带内波纹：<0.2dB。
1.5 滤波器阻带衰减>25dB；在频率5.5GHz和6.5GHz处，衰减<3dB；输入输出阻抗：50Ω。
2．微带短截线带阻滤波器的理论基础当频率不高时，滤波器主要是由集总元件电感和电容构成，但当频率高于500Mz时，滤波器通常由分布参数元件构成，这是由于两个原因造成的，其一是频率高时电感和电容应选的元件值小，由于寄生参数的影响，如此小的电感和电容已经不能再使用集总参数元件；其二是此时工作波长与滤波器元件的物理尺寸相近，滤波器元件之间的距离不可忽视，需要考虑分布参数效应。
我们这次设计采用短截线方法，将集总元件滤波器变换为分布参数滤波器，其中理查德变换用于将集总元件变换为传输段，科洛达规则可以将各滤波器元件分隔。
2.1 理查德变换通过理查德变换，可以将集总元件的电感和电容用一段终端短路和终端开路的传输线等效。
终端短路和终端开路传输线的输入阻抗具有纯电抗性，利用传输线的这一特性，可以实现集总元件到分布参数元件的变换。
在传输线理论中，终端短路传输线的输入阻抗为：错误!未找到引用源。
= 错误!未找到引用源。
（1.0）式中错误!未找到引用源。
当传输线的长度错误!未找到引用源。
= 错误!未找到引用源。
时错误!未找到引用源。
（1.1）将式（1.1）代入式（1.1），可以得到错误!未找到引用源。
（1.2）式中错误!未找到引用源。
（1.3）称为归一化频率。
终端短路的一段传输线可以等效为集总元件电感，等效关系为错误!未找到引用源。
（1.4）式中S = j错误!未找到引用源。
（1.5）称为理查德变换。
同样，终端开路的一段传输线可以等效为集总元件的电容。
终端开路传输线的输入导纳为错误!未找到引用源。
（1.6）式中S = j 错误!未找到引用源。
为理查德变换。
前面将电感和电容用一段传输线等效时，传输线的长度选择为错误!未找到引用源。
，这样的选择有个好处，因为点f = 错误!未找到引用源。
S = j 错误!未找到引用源。
= j1（1.7）这适合将集总元件低通滤波器原型转换为由传输线构成的低通滤波器，这时低通滤波器原型的电感值与终端短路传输线的归一化特性阻抗值相等，低通滤波器原型的电容值与终端开路传输线的归一化特性导纳值相等。
当传输线的长度错误!未找到引用源。
时，这种选择适合将集总元件低通滤波器原型转换为由传输线构成的带阻滤波器。
所以我们在做设计时用的传输线的长度为错误!未找到引用源。
2.2 科洛达规则科洛达规则是利用附加的传输线段，得到在实际上更容易实现的滤波器。
利用科洛达规则既可以将串联短截线变换为并联短截线，又可以将短截线在物理上分开。
附加的传输线段称为单位元件。
3 设计步骤3.1 ADS简介ADS（Advanced Design System）电子设计自动化软件为美国Agilent Technologies公司的产品，该软件的功能包含时域电路模拟（SPICE－like Simulation）、频域电路模拟（HarmonicBalance Linear Analysis）、电磁模拟（EM Simulation）、通信系统模拟（Communication SystemSimulation）、数字信号处理设计（DSP）等。
此外和多家芯片厂商合作建立ADS Design Kit及Model File供设计人员使用。
使用者可以利用Design Kit及软件模拟功能进行通信系统的设计、规划与评估，以及MMIC／RFIC、类比与数位电路设计。
除上述的设计模拟功能外，ADS也提供辅助设计功能，如Design Guide是以范例及指令方式示范电路或系统的设计规划流程，而Simulation Wizard是以步骤式界面进行电路设计与分析。
ADS还能提供与其他设计模拟软件（如SPICE、Mentor Graphics的ModelSim、Cadence的NC-Verilog、Mathworks的MATLAB等）做Co－Simulation，加上丰富的元件／应用模型库及量测／验证仪器间的连接功能，将增加电路与系统设计的方便性、速度与精确性。
它提供优秀的频率模式和混合模式电路仿真器，可以模拟整个通信信号通路，完成从电路到系统的各级仿真。
它把广泛的经过验证的射频、混合信号和电磁设计工具集成到一个灵活的环境中。
ADS采用自顶至底的设计和自底至顶的验证方法，将系统设计和验证时间降到最少。
它具有DSP、RF和EM协同仿真能力，从而能在系统级设计中高效率地分配和优化系统性能。
完成系统建模后，就可用实际RE和DSP电路设计替代行为模型，评估它们对性能的影响。
当任何一级仿真结果不理想时，都必须回到原理图中重新进行优化，并再次进行仿真，直到仿真结果满意为止，这样可以保证实际电路与仿真电路的一致性。
ADS可以为电路设计者提供进行模拟、射频与微波等电路和通信系统设计的仿真分析方法，其提供的仿真分析方法大致可以分为时域仿真、频域仿真、系统仿真和电磁仿真。
3.2 初步设计过程利用微带短截线带阻滤波器的理论基础，可以方便地设计出符合技术指标的微带短截线滤波器。
下面我们用ADS设计并仿真微带短截线带阻滤波器的原理图，。
微带短截线带阻滤波器的设计指标如下：中心频率：6GHz；相对带宽：9%；带内波纹：<0.2dB。
滤波器阻带衰减>25dB；在频率5.5GHz和6.5GHz处，衰减<3dB；输入输出阻抗：50Ω。
3.2.1创建原理图启动ADS软件创建一名为Filter_Stubl的原理图。
3.2.2 利用ADS的工具tools完成对微带线的计算利用ADS提供的工具tools，可以进行微带线物理尺寸和电参数之间的数值计算，若给定微带线的特性阻抗和电长度，可以计算微带线的宽度。
（1）设置微带线参数。
在【Microstrip Substrate】对话框中进行设置，设置好后在原理图中有：（2）在微带线元件面板上，选择一个微带线MLIN，插入原理图的画图区。
（3）在画图区中选中微带线MLIN,再选择【tools】调出【LineCalc】计算窗口。
（4）在【LineCalc】计算窗口，设置：将频率Freq 设置为6 GHz将微带线的特性阻抗设置为70.7 Ohm将微带线的长度相移设置为90度点击【Synthesize】按钮可计算出微带线的宽度W =1.458mm 和微带线的长度L = 8.457mm 。
（5）在【LineCalc】计算窗口，继续计算将频率Freq 设置为6 GHz将微带线的特性阻抗设置为50 Ohm点击【Synthesize】按钮可计算出微带线的宽度W = 2.647mm （6）在原理图画图区中，计算终端开路的微带线MLOC.（7）在【LineCalc】计算窗口，设置：将频率Freq 设置为6 GHz将微带线的特性阻抗设置为170.7 Ohm将微带线的长度相移设置为90度点击【Synthesize】按钮可计算出微带线的宽度W = 0.093mm 和微带线的长度L =9.133mm 。
（8）在【LineCalc】计算窗口，继续计算将频率Freq 设置为6 GHz将微带线的特性阻抗设置为60.4 Ohm将微带线的长度相移设置为90度点击【Synthesize】按钮可计算出微带线的宽度W = 1.940mm和微带线的长度L =8.455mm 。
（9）通过上述计算得到的数据，是微带短截线带阻滤波器的尺寸。
3.2.3 设计原理图（1）保留前面设置的微带线参数，删除原理图中的一个微带线MLIN。
（2）在原理图的元件面板列表上，选择微带线【Tlines-Microstrip】元件面板上出现与微带线对应的元件图标。
在微带线元件面板上，选择微带线MLIN，4次插入到原理图中，并做如下设置：（3）在微带线元件面板选择微带线的T形结MTEE，3次插入到原理图中，并做如下设置：（4）在微带线元件面板，选择终端开路的微带线MLOC,3次插入原理图中，并做如下设置：（5）在S参数仿真元件面板上，选择负载终端Term，2次插入原理图中，并让两个负载均接地。
（6）应用连接工具，将MTEE , MLOC，Term和MLIN 相连如下图：3.2.4 原理图仿真（1）在S 参数仿真元件面板上，选择S参数仿真控件SP,插入到原理图中，并设置如下：（2）对微带短截线带阻滤波器的原理图仿真。
（3）数据显示，结果如下：（4）对比设计指标发现此设计在多个方面存在不足，如：中心频率没有正好落在6GHz，M1和M2点的衰减又过大······3.3 优化设计过程（1）由于3.2.4（3）图中曲线不满足技术指标，需要调整原理图，下面采用优化方法调整原理图。
在优化仿真之前，先设置变量，然后再添加优化控件和目标控件。
（2）修改S参数仿真控件中微带线段的取值方式，将微带线段导体带的宽度W设置为变量。
再对原理图中TL2和TL3进行设置如下：TL2 的导体宽度设置为W = x1 mmTL3的导体宽度设置为W = x1 mm（3）设置T形结Tee1，Tee2，Tee3如下（单位mm）：Tee1 设置为W1=2.647 W2=x1 W3=x2Tee2 设置为W1=x1 W2=x1 W3=x3Tee3 设置为W1=x1 W2=x2.647 W3=x2（4）设置终端开路的微带线MLOC 如下：微带线TL5的宽度设置为W = x2 mm微带线TL6的宽度设置为W = x3 mm微带线TL7的宽度设置为W = x2 mm（5）在原理图的工具栏，选择变量【var】按钮，插入原理图中，双击VAR，打开【Variables and Equations】对话框，在对话框中分别对x1，x2，x3进行设置其结果如下：（6）在原理图的元件面板列表上，选择优化元件【Optim/Stat./yield/DOE】项，在优化的元件面板上，选择优化控件Optim插入原理图的画图区，并选择目标控件Goal插入原理图的画图区，共4个。