微带低通滤波器的设计与仿真

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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。

3微带低通滤波器ADS2011仿真实验

微带低通滤波器ADS 仿真实验一．实验目的1.了解微带低通滤波器的设计方法及原理2.熟悉ADS2011软件二．具体指标 1.具有最平坦响应 2.截止频率GHz c 5.2=ω3.在GHz 4=ω处的插入损耗必须大于20dB4.阻抗为Ω50,采用6阶巴特沃兹低通原型,最高实际线阻抗为120Ω,最低实际阻抗为20Ω，采用的基片参数为02.0tan ,2.4,58.1===δεr mm d ，铜导体的厚度为mm t 035.0=三．滤波器设计步骤1.根据设计要求确定低通原型元器件值2.采用阻抗和频率定标公式，用低阻抗和高阻抗线段代替串联电感和并联电容。

所需微带线的电长度l β,以及实际微带线宽w 和线长l 可由ADS 软件中的lineCalc 工具计算得到3.根据得到的线宽和线长进行建模并仿真计算计算如下：6.015.241||=-=-c w w ，由下图1.1看出,对于n=6的曲线,当6.0)1|(|=-cw w时，LA 〈20dB ，故最大平坦滤波器级数n=6.图1.1 最大平坦滤波器原型的衰减与归一化频率的关系曲线根据表1.2列出低通原型值：1==.0,.1=5176=ggg。

gg4142=g=2,.15,65176.0,4142.0931893183.04,表1.2 巴特沃兹滤波器低通原型元器件值四．滤波器原理图设计1.建工程打开ADS2011，点击— > next —〉在workspace name中写入工程名称StepFilter_wrk—〉点击finish2.在StepFilter_wrk工程里创建原理图在folder view中选中你建立的工程，右键点击New Schematic,然后ok。

3.画微带线原理图在红框处打入MLIN回车，软件就会自动帮你找到微带线元器件（后面的元器件均如此添加)，画好的原理图如图1.3图1.34.电路参数的设置添加器件MSUB，双击MSUB，添加参数如图1。

微带阶梯阻抗低通滤波器原理图的仿真_物联网：ADS射频电路仿真与实例详解_[共10页]

║260 物联网：ADS 射频电路仿真与实例详解 5式（11.7）和（11.8）中，L 和C 是低通滤波器原型的元器件值，R S 是滤波器阻抗。

2．阶梯阻抗低通滤波器的设计下面设计微带线阶梯阻抗低通滤波器，设计的详细过程可以参阅人民邮电出版社出版的《射频电路理论与设计》。

要求截止频率为3GHz ，通带内波纹为0.5dB ，在6GHz 处具有不小于30dB 的衰减，系统阻抗为50Ω。

选微带线特性阻抗最大值h Z =120Ω，特性阻抗最小值l Z =15Ω。

设计微带线阶梯阻抗低通滤波器的步骤如下。

（1）根据波纹为0.5dB 切比雪夫滤波器衰减随频率的对应关系，滤波器需为5阶，对应的切比雪夫低通滤波器原型元器件值为111.7058g C ==221.2296g L ==332.5408g C ==441.2296g L ==551.7058g C == （2）利用式（11.7）和（11.8）计算可以得到 1 1.70581518029.350l ⨯=⨯≈︒πβ 2 1.22965018029.4120l ⨯=⨯≈︒πβ 3 2.54081518043.750l ⨯=⨯≈︒πβ 4 1.22965018029.4120l ⨯=⨯≈︒πβ 5 1.70581518029.350l ⨯=⨯≈︒πβ （3）低通滤波器电路的示意图如图11.3所示，其中图11.3（a ）为由低通滤波器原型元器件值构成的低通滤波器，图11.3（b ）为微带线阶梯阻抗低通滤波器。

图11.3 低通滤波器电路的示意图11.1.2 微带阶梯阻抗低通滤波器原理图的仿真由上面微带线阶梯阻抗低通滤波器的理论基础，我们得到了微带线阶梯阻抗低通滤波器第11章分布参数低通滤波器的仿真 261║的电路基本结构，本节学习如何利用ADS微带线的计算工具完成微带线的计算，以及如何设计并仿真微带线阶梯阻抗低通滤波器的原理图。

微带线阶梯阻抗低通滤波器的设计指标如下。

微带低通滤波器的仿真设计

微带低通滤波器的仿真设计陕西理工学院毕业设计微带低通滤波器的仿真设计王艳磊(陕西理工学院电信工程系电子信息工程专业 2007级5班陕西汉中723000)指导教师:贾建科[摘要] 在实际的应用中～射频信号的频率范围非常广～通常所用的有用信号只是在很小的频段内～因此需要通过滤波器来实现。

滤波器是用来选择性地通过或抑制某一频段信号的装置。

在高频是滤波器通常由分布参数元件构成～因为其成本低且有较高的可重复性～而绝大部分分布参数滤波器都是用微带线设计的～通过在电路板上构成电路回路来实现滤波特性。

本文简要介绍了采用高低阻抗微带线实现分布参数低通滤波器的方法～并且着重通过一个具体设计实例给出微带滤波器的整个设计过程和AWR 仿真结果。

[关键词] 微带低通滤波器 AWR 仿真Design and Simulation of Microstrip Low-pass FilterWang Yan lei(Grade 07,Class 5,Major electronics and information engineering ，Electronics and informationengineering Dept.，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000，Shaanxi)Tutor: Jia Jian Ke[Abstract]: In practical projects, the range of frequency is very wide. Useful signal is usually used only in a narrow band, so it needs filters. Filter is a device which is used to select frequency required. At high frequency, the filter is normallycomposed of distributed parameter components because of low cost and high repeatability. Most distributed parameter filters are designed by the microstrip line and achieve performance by constituting loop on the circuit board. This article briefly describes the method of achieving low-pass filter of distribution parameters with Stepped-Impedance, L-C Ladder Type Low-pass Filters and mainly gives the entire design process and the AWR simulation results based on a specific example.[Key words]: Microstrip Low-pass Filter AWR simulation陕西理工学院毕业设计目录第一章引言 (1)1.1研究的意义 (1)1.2滤波器的发展史 (1)国内外的研究动态 ........................................... 2 1.31.4 本设计主要完成的任务 (4)第二章微波滤波器及微带电路的基本理论 ......................... 5 2.1 微波网络 ................................................... 5 2.1.1 二端口网络 ............................................... 5 2.2 滤波器的传输函数 ........................................... 6 2.2.1 Butterworth响应 (7)Chebyshev2.2.2 响应 (7)Elliptical2.2.3 Function响应 ......................................8 2.3微波滤波器的参数 (9)2.4微带线的基本理论 ............................................ 9 第三章归一化原型滤波器设计 ................................. 12 3.1归一化低通原型滤波器 ....................................... 12 3.2切比雪夫低通原型 ........................................... 13 第四章微带低通滤波器的设计与仿真............................ 15 4.1 理论计算各元件的真实值 .................................... 15 4.2 理论计算微带低通滤波器的实际尺寸 .......................... 15 4.3 AWR软件的介绍 ............................................. 16 4.4仿真与实验结果 ............................................. 16 小结 ........................................................ 21 致谢 ........................................................ 22 [参考文献] (REFERENCES) . (23)陕西理工学院毕业设计附录(A)英文文献 (24)附录(B)英文文献的中文翻译 (30)陕西理工学院毕业设计第一章引言1.1研究的意义无线通信业务的迅猛发展，在给人们的沟通和生活带来方便的同时，无线通信系统也对无线电频谱资源的需求不断增加，使得目前适宜于无线通信的频谱资源变得越来越紧张。

低通滤波器的设计与仿真

低通滤波器的设计与仿真设计低通滤波器需要考虑以下几个方面：1. 频率响应：低通滤波器的频率响应应该呈现出降低高频分量的特性。

常见的频率响应形状包括巴特沃斯型（Butterworth）、切比雪夫型（Chebyshev）以及椭圆型（Elliptic）等。

2.通带衰减和阻带衰减：通带衰减是指滤波器在低频范围内将信号传递的衰减程度，而阻带衰减则是指滤波器将高频信号抑制的程度。

一个优秀的低通滤波器要能够实现较低的通带衰减和较高的阻带衰减。

3.相位响应：滤波器的相位响应与滤波后的信号延迟有关。

在一些应用中，信号的相位延迟会对系统的性能产生影响，因此需要对低通滤波器的相位响应进行合理设计。

设计滤波器的一种方法是使用模拟滤波器设计技术。

在模拟滤波器设计中，可以使用模拟滤波器的传递函数、阶数以及频率响应形状等参数进行设计。

根据设计的参数，可以利用电路设计工具进行滤波器的仿真和优化。

最终得到满足要求的模拟滤波器电路。

另一种方法是使用数字滤波器设计技术。

数字滤波器是通过数字信号处理的方法实现滤波效果的。

在设计数字滤波器时，需要选择适当的滤波器类型（如FIR滤波器或IIR滤波器）、阶数、滤波器系数等参数。

可以使用各种数学算法和信号处理工具进行仿真和优化，最终得到满足要求的数字滤波器。

在设计和仿真低通滤波器时，常用的工具有MATLAB、Simulink、SPICE等。

这些工具提供了丰富的滤波器设计函数和可视化界面，可以方便地进行设计和仿真。

在进行滤波器设计和仿真过程中，需要注意选择适当的滤波器类型和参数。

此外，还需要根据应用需求进行滤波器的性能优化和调整。

通过设计与仿真，可以得到满足特定应用需求的低通滤波器，提高系统的性能和信号质量。

3 微带低通滤波器ADS2019仿真实验6页word文档

微带低通滤波器ADS 仿真实验一．实验目的1.了解微带低通滤波器的设计方法及原理2.熟悉ADS2019软件二．具体指标1.具有最平坦响应2.截止频率GHz c 5.2=ω3.在GHz 4=ω处的插入损耗必须大于20dB4.阻抗为Ω50，采用6阶巴特沃兹低通原型，最高实际线阻抗为120Ω，最低实际阻抗为20Ω，采用的基片参数为02.0tan ,2.4,58.1===δεr mm d ，铜导体的厚度为mm t 035.0=三．滤波器设计步骤1.根据设计要求确定低通原型元器件值2.采用阻抗和频率定标公式，用低阻抗和高阻抗线段代替串联电感和并联电容。

所需微带线的电长度l β，以及实际微带线宽w 和线长l 可由ADS 软件中的lineCalc 工具计算得到3.根据得到的线宽和线长进行建模并仿真计算计算如下：6.015.241||=-=-c w w ，由下图1.1看出，对于n=6的曲线，当6.0)1|(|=-c w w 时，LA<20dB,故最大平坦滤波器级数n=6。

图1.1 最大平坦滤波器原型的衰减与归一化频率的关系曲线根据表1.2列出低通原型值：表1.2 巴特沃兹滤波器低通原型元器件值四．滤波器原理图设计1.建工程打开ADS2019，点击 - > next - >在workspace name中写入工程名称StepFilter_wrk- >点击finish2.在StepFilter_wrk工程里创建原理图在folder view中选中你建立的工程，右键点击New Schematic,然后ok。

3.画微带线原理图在红框处打入MLIN回车，软件就会自动帮你找到微带线元器件（后面的元器件均如此添加），画好的原理图如图1.3图1.34.电路参数的设置添加器件MSUB，双击MSUB，添加参数如图1.4图1.4打开tool->LineCalc->Start LineCalc,计算各个微带先的长（l）和宽（w），在substrate parameters窗口设置介质的参数，如图1.5，参数值根据前面MSUB控件填写图1.5在Component Parameters里填入微带线工作频率2.5GHz，如图1.6图1.6在electrical填入Z0(微带线特性阻抗),E_Eff(微带线电长度)，然后单机Synthesize栏中的箭头，物理尺寸参数设置栏会显示得到的微带线线长和线宽（注意：在Synthesize前要把Physical中的W和L的单位设置为mm），其中各支节的Z0（即图Zi）和E_Eff(即图βli度)参考值如下图1.7图1.7用LineCalc计算八段微带线的长和宽后我们要将各个数据添加到变量控件VAR中。

微带滤波器的设计与仿真

实验二微带滤波器的设计与仿真一、实验目的1、学习使用ADS 软件进行微波电路的设计，优化，仿真。

2、掌握微带滤波器的制作及调试方法。

二、实验设备 1、台式电脑 1台配置要符合相关软件要求 2、ADS 软件 1套微波软件三、实验内容1、使用ADS 软件设计一个微带带通滤波器，并对其参数进行优化、仿真。

2、根据软件设计的结果绘制电路版图，并加工成电路板。

四、技术指标1、具有最平坦响应2、截止频率GHz c 5.2=ω3、在GHz 4=ω处的插入损耗必须大于20dB4、阻抗为Ω50，采用6阶巴特沃兹低通原型，最高实际线阻抗为Ω120，最低实际线阻抗为Ω20，采用的基片参数为02.0tan 2.458.1===δε，，r mm d ，铜导体的厚度mm t 035.0=五、实验过程及仿真结果1、新建滤波器工程和设计原理图，设计完原理图再用对原理图进行优化。

2、设置完优化目标的原理图如附录图1所示，滤波器的参数曲线如附录图2所示，优化后的参数如附录图3所示，生成的版图如附录图4所示。

版图仿镇结果见附录版图仿真(1)附录版图仿真(2)附录版图仿真(3)。

六、实验体会这次实验是微带滤波器的设计与仿真，对于射频电路设计课本中学习的东西，这算是第二次用可视化，可操作的形式展现出来。

对于以前不懂的，模糊的，又一次可以通过操作练习全部展现。

不过，由于按照实验指导书上的步骤进行，射频的很多知识点的还是很不清晰，需要仔细的研究后才能知道操作是在进行着哪一步。

其实，要是平时对书本上的知识再了解的多一点，应该也不会如此困难如此模糊。

所以接下来，我要好好地把理论的知识点梳理出来。

希望下一次实验可以做的很顺利！附录图1 设置完优化目标的原理图图2 滤波器的参数曲线图3 优化后的参数曲线图4 生成的版图图5 版图仿真(1)图5 版图仿真(1)图6 版图仿真(2)图7 版图仿真(3)。

微波无源电路仿真技术(03低通滤波器)

低通滤波器的实现方法（一）

高、低阻抗传输线法：
X βl βl = Z 0tg ≈ Z 0 2 2 2
βl π
4
= B Y0 Sin ( β l ) ≈ Y0 β l β l π
4
= X Z 0 Sin ( β l ) ≈ Z 0 β l β l π B βl βl = Y0tg ≈ Y0 2 2 2
微波无源电路仿真技术
微波低通滤波器设计
电子科技大学贾宝富博士
微波低通滤波器的设计方法
微波低通滤波器的设计过程大致可分为3个步骤： (1)根据滤波器的预先给定的技术指标，设计出一个LC梯型网络低通原型滤波器； (2)通过低通变换得到LC低通滤波器。 (3)选择合适的微波结构用微波网络元件来实现LC 低通滤波器中串联电感和并联电容。实现微波网络元件的结构有：波导，同轴线，带状线，微带线等。相对应的低通滤波器分别被称作波导低通滤波器，同轴线低通滤波器，带状线低通滤波器和微带线低通滤波器等。
技术指标

截止频率： f1 = 2GHz 通带最大插入损耗：LAr ≤ 0.1dB 4GHz 阻带最大衰减：La ≥ 30dB @ f a = 输入、输出阻抗： 50Ω
确定滤波器级数

如选择切比雪夫滤波器，根据公式，
= LA (ω ′) 10 log10 2 −1 ω ′ ′ = LA (ω ) 10 log10 1 + ε cosh n cosh ′ ω 1 ω ′≤ω1′ −1 ω ′ 2 1 + ε cos n cos ′ ω 1 ω ′≤ω1′

微波低通滤波器的仿真设计毕业论文

微波低通滤波器的仿真设计[摘要]近年来，随着军事、通迅、科研的发展，市场对微波滤波器在机能方面的需要不断地升迁。

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，于是设计一个高性能的滤波器，对设计微波电路系统具有很重要的影响。

本文设计了一个微带线微波低通滤波器.低通滤波器的原型为切比雪夫低通滤波器，输入输出阻抗为50 ，截止频率为4GHz，3阶，带内波纹为3dB. 首先依据理查德变换和科洛达规则对切比雪夫低通滤波器原型进行转换。

然后在射频软件（ADS）中计算出微带线的尺寸并且进行建模仿真。

最后对仿真结果进行调谐优化,仿真结果达到设计要求.[关键字] 微波低通滤波器微带线 ADS陕西理工学院毕业设计Simulation design of microwave low-pass filterxxxx(Grade 10,Class 04,Major electronics and information engineering，School of Physics and Telecommunication Engineering.，Shaanxi University of Technology，Hanzhong Shaanxi，723003)Tutor: xxxxxAbstract: In recent years, with the development of military, communications, research, and market need for microwave filters constantly promoted in the function aspect. In microwave circuit system, the performance of filter circuit has great influence on the performance index of the circuit, so to design a high performance filter has a significant impact on the design of microwave circuit system. This paper describes the design of a microstrip line microwave low-pass filter. The low-pass filter prototype is the Chebyshev low-pass filter, input and output impedance is 50 , and cut-off frequency is 4GHz, 3 bands, the band ripple is 3dB. Firstly according to Richard transformation and Kuroda rules on Chebyshev low-pass filter prototype conversion. Then calculate the size of microstrip line and simulation in the RF software (ADS). Finally, the simulation results are tuned to optimization, and the simulation results meets the design requirements.Keywords:Microwave low-pass filter line ADS目录1 绪论 (1)1.1 课题的研究背景及意义 (1)1.2 发展历程及国内外研究现状 (1)1.3 ADS软件简介 (1)2 微波低通滤波器的设计理论 (3)2.1 滤波器的定义及分类 (3)2.2滤波器的主要指数指标 (3)2.3 切比雪夫低通滤波器设计理论 (5)2.3.1 切比雪夫低通滤波器原理 (5)3 微带传输线 (7)3.1 传输线理论 (7)3.2 微带传输线 (7)3.3 微带线的设计方法 (8)4 微带线低通滤波器的设计 (9)4.1 由集总元件低通滤波器变换为分布参数低通滤波器 (9)4.1.1利用理查德变换将集总元件转换为分布参数元件 (9)4.2 利用科洛达规则将串联短截线转换为并联短截线 (10)4.3 微带低通滤波器原理图 (12)5 微带线滤波器原理图和版图的仿真设计及优化 (14)5.1原理图的设计 (14)5.2 电路参数设置 (14)5.3 仿真参数设置和原理图仿真 (16)5.3.1 仿真参数设置 (16)5.3.2 原理图仿真 (16)5.4微带滤波器版图生产与仿真 (17)5.4.1 版图的生产 (17)5.5 对原理图和版图的优化 (20)5.5.1 原理图的优化 (20)5.5.2版图的仿真 (22)6设计总结 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录A 外文文献 (28)附录B 外文翻译 (33)1 绪论1.1 课题的研究背景及意义对于无线通信体系来讲，滤波器是一个关键的射频元器件。

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。

ADS低通滤波器的设计与仿真

电磁场与微波技术课程设计报告课程题目：低通滤波器的设计与仿真姓名：指导老师：系别：电子信息与电气工程系专业：通信工程班级：学号：完成时间：低通滤波器的设计与仿真摘要：微波滤波器是用来分离不同频率微波信号的一种器件。

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。

关键词：ads；微带线；低通滤波器一、设计思路1、设计要求：截止频率：1.1GHz，通带内波纹小于0.2dB，在 1.21GHz 处具有不小于 25dB 的带外衰减。

2、方案选择利用椭圆函数滤波器设计并仿真，经过优化后，结果调出来的波形能达到指标，但波形会形成带阻波形，只能实现在一定范围内低通。

所以不选。

利用切比雪夫滤波器设计并仿真，经过优化调试后可用。

3、设计法案首先用 LC 设计低通滤波器集总参数模型当频率工作在高频时，要用微带线代替 LC 元件。

高阻抗微带线代替串联电感，低阻抗微带线代替并联电容。

一般取 Zhigh=120Ω， Zlow=20Ω。

在输入和输出加上50Ω微带线。

然后根据设计要求通过 ADS 自带的Linecalc 计算转换过来的微带线长和宽。

在进行设计时，主要以滤波器的 S 参数作为优化目标进行优化仿真。

S21（S12） S（表示传输参数，滤波器的通带，阻带的位置以及衰减，起伏全部表现在 S21（S12）随频率变化的曲线上。

S11（S22）参数是输入、输出端口的反射系数，由它可以换算输入输出的电压驻波比。

如果反射系数过大，就会导致反射损耗过大，影响系统的后级匹配，使系统性能下降。

板材设置：H（基板厚度）=0.8mm，Er（基板相对介电常数）=2.2，Mur （磁导率）=1，Cond（金属电导率）=1E+50，Hu（封装高度）=1E+033mm，T （金属层厚度）=0.01mm，TanD（损耗角正切）=0。

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。

高低阻抗线微带低通滤波器的设计与仿真

Z Z l jZ
1 Z in 1 Zl
0
tan kl Z l j L 0 l
1 Zl j C 0 l
如果负载阻抗 Z l >> Z 0 ，则上式可近似写成：
j Z0 tan kl
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 l ，则近似为一个电感和 Z l 串联；反之，则近似为一个电容和 Z l 并联。从而实现原型中L、C。
g 1 0 . 5176
g 3 0 . 9318
g 2 1 . 4142
g 4 0 . 9318
g 6 0 . 5176
g 5 1 . 4142
滤波器低通原型电路
二、仿真部分
1.用ADS软件画设计好的电路原理图。 2.对原理图进行仿真。 3.分析仿真结果，对没有达到要求的指标提出设计的改进方案，直到仿真结果符合要求。 4.用CAD绘制电路版图。
画高低阻抗线微带低通滤波器电路的仿真原理图
仿真结果
优化仿真
由前面的仿真结果可以看出，离要求达到的指标还相差甚远，带内衰减过大，带外衰减过小。所以对原理图进行优化再仿真。在原图上添加优化控件和优化目标。
经过优化的仿真原理图
优化后的仿真结果
由优化后的仿真结果可以看出，通带内的衰减都低于1dB了，而且反射衰减相当可观，达到了指标要求，但这是在理想的情况下仿真的结果。接下来进行版图生成，版图仿真是在模拟各种因素的情况下进行的，其结果肯定远不如优化仿真，这就要求优化仿真留有在足够的裕量。
1.0000 1.4142 2.0000 1.8478 1.6180 1.4142 1.2470 1.1111 1.0000 0.9080 1.0000 1.0000 1.8478 2.0000 1.9318 1.8019 1.6629 1.5321 1.4142 1.0000 0.7654 1.6180 1.9318 2.0000 1.9615 1.8794 1.7820 1.0000 0.6180 1.4142 1.8019 1.0615 2.0000 1.9754 1.0000 0.5176 1.2470 1.6629 1.8794 1.9754 1.0000 0.4450 1.1111 1.5321 1.7820 1.0000 0.3902 1.0000 1.4142 1.0000 0.3473 0.9080 1.0000 0.3129 1.0000

实验4-阶梯阻抗微带低通滤波器

实验四：6.3阶梯阻抗微带低通滤波器设计
一、设计要求
设计一个切比雪夫式微波低通滤波器，技术指标:截止频率f=2.2 GHz，通带内最大波纹L AR =0.2 dB，S11小于-16 dB;在阻带频率fs=4GHz处，阻带衰减L AS不小于30 dB。

输入、输出端特性阻抗Z0=50Ω。

采用微带线阶梯阻抗结构实现，高阻抗线特性阻抗Z0h=106Ω，低阻抗线特性阻抗Z01=10Ω。

微带基板参数εr =9.0，H=800 um，T=10 um。

要求:确定阶梯阻抗微带低通滤波器的结构尺寸，分析滤波器性能，进行适当调节、优化，使其满足指标要求。

记录滤波器的最终优化结果，总结设计和调节的经验。

二、实验仪器
硬件：PC
软件：AWR软件
三、设计步骤
1、低通原型滤波器设计
2、得到原型滤波器参数
3、阶梯阻抗微带滤波器初值计算
4、阶梯阻抗微带滤波器仿真及优化
四、数据记录及分析
1、低通原型滤波器设计
低通原型滤波器电路图（未优化）如下：
2、优化得到原型滤波器参数
不知道为什么试了很多次，都只能完成两个指标的优化，所以就取了如下优化参数：
3、阶梯阻抗微带滤波器初值计算
参数W/um εre l L1、l L2/um lc1、lc3/um Lc2/um 高阻抗线92.42 5.376 5808.96 \ \
低阻抗线8429.86 7.83 \ 1930.79 3293.3
4、阶梯阻抗微带滤波器仿真及优化
最终优化后的微带电路原理图，布线图和测量图：
最终，这个实验花了很长时间，效果还是没有达到优化的结果，试验了很多次，原因也没有找到决定因素。

惭愧，哎！。

低通滤波器系统仿真及设计实验报告

低通滤波器系统仿真及设计实验报告目录一.正负5V稳压电源设计 (1)1设计任务和要求 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计要求 (1)1.2.1总体要求 (1)1.2.2焊接要求 (1)1.2.3测试要求 (1)2设计方案 (1)2.1方案要求 (1)2.2方案电路图 (2)3电路设计与器件选择 (2)3.1整流电路 (2)3.2稳压电路 (3)3.3滤波电路 (3)4电路焊接 (4)5电源调试 (5)二. RC串并联振荡器设计 (6)1设计任务和要求 (6)1.1设计任务 (6)1.2设计要求 (6)2振荡器原理 (6)2.1振荡器组成 (6)2.1.1放大电路 (6)2.1.2反馈网络 (6)2.1.3选频网络 (6)2.1.4稳幅环节 (6)2.2文氏振荡器 (6)2.3振荡的建立 (8)2.4振荡频率与波形 (9)3参数设计及运算 (9)3.1器件选择 (9)3.2参数设计 (9)3.2.1频率参数设计 (10)3.2.2反馈参数设计 (10)3.3稳幅电路设计 (10)3.4波形仿真图 (10)4电路焊接 (11)5振荡器调试 (11)三. 低通滤波器设计 (12)1设计任务和要求 (12)1.1设计任务 (12)1.2设计要求 (12)2设计方案 (12)2.1方案说明 (12)2.1.1方案一 (12)2.1.2方案二 (13)2.2方案电路图 (13)3电路设计与器件选择 (14)3.1滤波器的原理及设计 (14)3.2参数设计 (15)3.3仿真验证 (15)4电路焊接 (17)5滤波器调试及误差分析 (17)5.1滤波器调试 (17)5.2误差分析 (19)四. 系统整体电路分析 (20)1系统整体电路连接图 (20)2元器件清单 (20)2.1电源器件清单 (20)2.2振荡器器件清单 (20)2.3滤波器器件清单 (20)五. 实践心得与参考文献 (21)1实践心得 (21)2参考文献 (21)1低通滤波器系统仿真及设计实验报告第一部分正负5v稳压电源设计1、设计任务和要求1.1设计任务设计一个输出为正负5V的直流稳压电源。

实验二、微带滤波设计与仿真

12、加入s参数仿真端口和仿真控制器，设置如图参数执行仿真得到如下结果：仿真曲线达到预期设计结果。
实验报告
• 1、利用ADS提供的设计向导快速设计一个低通滤波器，其指标要求如下： • ⑴具有最平坦的相应，通带内纹波系数小于2， • ⑵通带截止频率fp=2~4GHz，（选择期间频率） • ⑶阻带截止频率fs=6~8GHz处的插入损耗必须大于20dB，（选择期间频率） • ⑷输入输出阻抗为50Ω。 • 2、思考题：其他类型滤波器可以通过此方法进行设计吗？
⑻在滤波器转换助手对话框中，选择，然后单击【Add】按钮添加这对转换，单击【Transform】按钮，进行Kuroda转换，用同样的方法选择进行转换，得如图。
⑼选中”LC,Tline to Microstrip”选项，单击短截线添加所有短截线到微带线的转换，如图。
图标，单击【Add】按钮
Rar
18 (GHz)
Simulation frequency where
Er = dielectric constant (from associated Subst) H = substrate thickness (from associated Subst) W 0, S 0, L 0 for layout W1 0, W2 0
集总参数滤波器转换为微带滤波器
Richands变换是将一段开路或短路传输线等效为分布的电感或电容元器件的理论。即将串联电感等效为一段短路截线，将并联电容等效为一段并联开路截线。但实际的微带线电路设计中串联短路短截线是无法实现的。Kuroda 等效给出了并联开路截线和一段传输线与串联短截线和一段传输线两种电路之间的一种转换方法。 1、Kuroda等效设计滤波器步骤用Kuroda等效设计滤波器大体分以下几步骤： ⑴根据Richards规则将集总参数的串联电感和并联电容变换成短路短截线和开路短截线。 ⑵Kuroda等效通过加入相应的微带传输线把串联短截线变换为并联短截线。 ⑶选择微带线参数（厚度、介电常数及介质损耗等）根据计算的特性阻抗确定各部分微带线段尺寸，然后进行电路仿真。

ADS仿真-微带滤波器的设计

ADS仿真：微带滤波器的设计关键字：ADS 仿真滤波器微波滤波器是用来分离不同频率微波信号的一种器件。

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。

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，因此本节将重点研究如何设计并优化微带滤波器。

1 微带滤波器的原理微带滤波器当中最基本的滤波器是微带低通滤波器，而其它类型的滤波器可以通过低通滤波器的原型转化过来。

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。

微带滤波器中最简单的滤波器就是用开路并联短截线或是短路串联短截线来代替集总元器件的电容或是电感来实现滤波的功能。

这类滤波器的带宽较窄，虽然不能满足所有的应用场合，但是由于它设计简单，因此在某些地方还是值得应用的。

2 滤波器的分类最普通的滤波器的分类方法通常可分为低通、高通、带通及带阻四种类型。

图12.1给出了这四种滤波器的特性曲线。

按滤波器的频率响应来划分，常见的有巴特沃斯型、切比雪夫Ⅰ型、切比雪夫Ⅱ型及椭圆型等；按滤波器的构成元件来划分，则可分为有源型及无源型两类；按滤波器的制作方法和材料可分为波导滤波器、同轴线滤波器、带状线滤波器、微带滤波器。

3 微带滤波器的设计指标微带滤波器的设计指标主要包括：1绝对衰减（Absolute attenuation）：阻带中最大衰减（dB）。

2带宽（Bandwidth）：通带的3dB带宽（flow—fhigh）。

3中心频率：fc或f0。

4截止频率。

下降沿3dB点频率。

5每倍频程衰减（dB/Octave）：离开截止频率一个倍频程衰减（dB）。

6微分时延（differential delay）：两特定频率点群时延之差以ns计。

7群时延（Group delay）：任何离散信号经过滤波器的时延（ns）。