耦合微带线

2013 年春季学期研究生课程考核

（读书报告）

考核科目：微波电路CAD

学生所在院（系）：电子与信息工程学院

学生所在学科：电磁场与微波技术

姓名：王杨王斌

学号：12SD05003 12S005015 学生类别：委培定向

题目：

用耦合微带线设计一个带通滤波器，中心频率2.45GHz ，3dB 带宽为600MHz ，带内衰减<1dB ，带内波纹<0.2dB 。 研究现状：

滤波器的功能是让有用的信号顺利通过，不需要的信号则被抑制。在低频段，可采用分立元件实现所需的滤波器，当频率高于500MHz 时则需将分立元件变换为分布参数元件，设计实现滤波器。随着无线通信的发展，小型化、低成本及高性能的滤波器的应用越来越广泛。平行耦合微带线带通滤波器满足尺寸小、成本低、性能高等特点，并且有一套成熟的近似设计方法，在微波集成电路中有广泛的应用。 实现方案：

PCB 板材料的介电常数选为10.2，厚度为1.27mm 。根据指标的要求，选择波纹为0.2dB 的七阶切比雪夫原型作为低通原型。

低通滤波器原型的元件值为：

180==g g

3722.171==g g

3781.162==g g

2756.253==g g

5001.14=g

运用奇模、偶模特性阻抗计算公式

1

00

1,021

g g BW

Z J π=

1

01,21++=

i i i i g g BW

Z J π

1

1,21++=

N N N N g g BW

Z J π

[]

21,01,001

,0)(1++++-=i i i i i i O J Z J Z Z Z

[]

21,01,001

,0)(1+++++=i i i i i i e

J Z J Z Z Z

求出各阶奇偶模特性阻抗

i

0 37.5434 90.4907 1 39.9257 67.8998 2 41.4980 63.2208 3 41.7571 62.5779 4 41.7571 62.5779 5 41.4980 63.2208 6 39.9257 67.8998 7 37.5434 90.4907 计算平行耦合线的W ，S ，L 。由ADS 中的LineCalc 得到

W S L 1 0.580258 0.271988 12.330700 2 0.934414 0.618669 11.959100 3 1.013370 0.844502 11.872900 4 1.023780 0.886846 11.860800 5 1.023780 0.886846 11.860800 6 1.013370 0.844502 11.872900 7 0.934414 0.618669 11.959100 8 0.580258

0.271988

12.330700

将上述的结构尺寸输入ADS中并设置微带电路板的参数和S参数的频率扫描范围进行原理图仿真。

经过分析仿真结果出现了中心频率偏移，并且通带内的反射系数较大，在2.75GHz上衰减没有达到要求，因此需要进行优化。所以提前引入了变量控件V AR。调试原理图为：

经过优化调试，得到S（2,1）已符合题目要求

最终优化后的原理图为

微带滤波器的实际电路是由实际电路板和微带线构成的,实际电路的性能可能会与原理图仿真的结果会有很大的差别。因此,需要在ADS中对版图进行进一步的仿真之后才能进行电路板的制作。首先我们要生成版图,由优化后的原理图生成的版图如下图所示。

接着我们对电路版图进行矩量法Momentum仿真,仿真结果如下图所示。可以看出版图仿真得到的曲线满足指标要求。版图的仿真是采用矩量法直接对电磁场进行计算,考虑了实际因素,其结果比在原理图中仿真更加真实。