基于ADS和HFSS低通滤波器设计与仿真
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。
ADS和HFSS、CST联合仿真
ADS和HFSS、CST联合仿真
ADS和HFSS/CST联合仿真
ADS软件具有强⼤的电路系统级仿真功能，⽽HFSS、CST能够进⾏精确的3D电磁仿真计算，对⽆源器件的仿真优化具有较⾼的精度。
因此结合⼆者的优势，我们可以实现：⼀、在ADS中构建⽆源电路模型，进⾏初步的优化仿真；并最终导⼊HFSS或CST中进⾏精确仿真优化验证。
1.在ADS中构建平⾯结构的⽆源电路拓扑，并layout⾄momentun（ADS中的
2.5维仿真
模块）中，此时schematic中的电路拓扑已经转化为实际的电路版图，最后将momentun 的版图以DFX(flattened)形式export出来。
此时的DFX格式的版图已经可以使⽤AutoCAD打开。
现以⼀个低通扇形偏置电路说明。
图1. ADS中拓扑图图2. layout⾄momentum版图
仿真结果：
图3. 仿真结果
导出时需要注意的是将momentun中版图的端⼝和⽹格取消！
图4. 导出操作
选择DFX(flattened)格式，并选择路径保存⽂件，我们可以将其专门保存⾄⼀⽂件夹，以便于CAD导⼊该⽂件。
导出后⽤CAD 打开如下图：
图5.导出导CAD中的图
2.利⽤HFSS或CST将DFX形式的版图打开，此时版图中的电路结构已经导⼊到HFSS或CST
模型中，只需再建⽴电路基⽚的厚度和其他⼀些端⼝设置，就可以进⾏仿真。
射频ADS微波HFSS相关 射频实验二 射频CAD软件ADS的使用方法
实验二射频EDA软件ADS的使用方法一实验目的1. 简单了解射频EDA软件的原理及构成。
2. 初步掌握使用射频电路仿真软件ADS进行基本射频电路设计与仿真的方法。
二实验原理1. ADS简介ADS（软件全称为Advanced Design System）是美国安捷伦（Agilent）公司开发的电子设计自动化软件。
ADS功能十分强大，包含时域电路仿真(SPICE-like Simulation)、频域电路仿真(Harmonic Balance、Linear Analysis)、三维电磁仿真(EM Simulation)、通信系统仿真(Communication System Simulation)和数字信号处理仿真设计（DSP），支持射频和系统设计工程师开发所有类型的RF设计，从简单到复杂，从离散的射频/微波模块到用于通信和航天/国防的集成MMIC，是当今国内各大学和研究所使用最多的微波/射频电路和通信系统仿真软件软件。
最新版本为ADS2006A。
ADS软件可以供电路设计者进行模拟、射频与微波等电路和通信系统设计，其提供的仿真分析方法可分为时域仿真、频域仿真、系统仿真和电磁仿真四大类。
ADS软件包含的具体仿真分析方法如下：◆高频SPICE分析和卷积分析（Convolution）◆线性分析◆谐波平衡分析( Harmonic Balance)◆电路包络分析（Circuit Envelope）◆射频系统分析◆拖勒密分析（Ptolemy）◆电磁仿真分析(Momentum)随着电路结构的日趋复杂和工作频率的提高，在电路与系统设计的流程中，EDA软件已经成为不可缺少的重要工具。
EDA软件所提供的仿真分析方法的速度、准确与方便性便显得十分重要，此外该软件与其他EDA软件以及测量仪器间的连接，也是现在的庞大设计流程所必须具备的功能之一。
Agilent公司推出的ADS软件以其强大的功能成为现今国内各大学和研究所使用最多的软件之一。
ads滤波器仿真实验报告
一．滤波器的基本原理滤波器的基础是谐振电路，它是一个二端口网络，对通带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。
典型的频率响应包括低通、高通、带通和带阻特性。
镜像参量法和插入损耗法是设计集总元件滤波器常用的方法。
对于微波应用，这种设计通常必须变更到由传输线段组成的分布元件。
Richard变换和Kuroda恒等关系提供了这个手段。
在滤波器中，通常采用工作衰减来描述滤波器的衰减特性，即L L=10lg L LLL LLL；在该式中，Pin 和PL分别为输出端匹配负载时的滤波器输入功率和负载吸收功率。
为了描述衰减特性与频率的相关性，通常使用数学多项式逼近方法来描述滤波器特性，如巴特沃兹、切比雪夫、椭圆函数型、高斯多项式等。
滤波器设计通常需要由衰减特性综合出滤波器低通原型，再将原型低通滤波器转换到要求设计的低通、高通、带通、带阻滤波器，最后用集总参数或分布参数元件实现所设计的滤波器。
滤波器低通原型为电感电容网络。
其中，元件数和元件参数只与通带结束频率、衰减和阻带起始频率、衰减有关。
设计中都采用表格而不用繁杂的计算公式。
表1-1列出了巴特沃兹滤实际设计中，首先需要确定滤波器的阶数，这通常由滤波器阻带某一频率处给定的插入损耗制约。
图1-1所示为最平坦滤波器原型衰减与归一化频率的关系曲线。
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二、S 参量的描述高频S 参量和T 参量用于表征射频/微波频段二端口网络(或N 端口网络)的特性。
基于波的概念，它们为在射频/微波频段分析、测试二端口网络，提供了完整的描述。
由于电磁场方程和大多数微波网络和微波元件的线性，散射波的幅值(即反射波和透射波的幅值)是与入射波的幅值呈线性关系的。
描述该线性关系的矩阵称为“散射矩阵”或S 矩阵。
低频网络参量(如Z 、Y 矩阵等)是以各端口上的净(或总)电压和电流来定义的，而这些概念在射频/微波频段已不切实际，需重新寻找能描述波的叠加的参量来定义网络参量。
基于ADS软件低通滤波器的仿真设计毕设开题报告
青岛理工大学基于ADS软件低通滤波器的仿真设计报告课题名称：基于ADS软件低通滤波器的仿真设计学院（系）：通信学院年级专业：电子专业11级学生姓名：陈金科指导教师：聂廷远一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义微带滤波器是用来分离不同频率微波信号的一种器件。
它的要紧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。
滤波，本质上是从被噪声畸变和污染了的信号中提取原始信号所携带的信息的进程，研究滤波器能够去除输入信号中没必要要的信息，也能够排除噪声对输入信号的干扰，它在微波中级通信、卫星通信、雷达技术、电子对抗和微波测量中，都有普遍应用。
在1937年，由W．P Mason和R．A．Sykes发表的文章中第一研究了微波滤波器，他们是利用了ABCD参数推导出了大量有效滤波器相位和衰减函数。
应用映像参数方式那时要紧在美国各大实验室中，例如在Mn’实验室里，他们重点研究波导滤波器，而在Harvard实验室重点研究宽带低通、带通同轴及窄带可调谐滤波器。
映像参数方式的工作大多在MIT实验室由Fano 和Lawson完成，他们的高作关于微波滤波器有比较清楚的介绍，乃至在40年后还有应用价值。
在随后的微波滤波器理论的研究和进展进程中，许多专家和学者做出了重大的奉献。
Cohn在集总元件低通滤波器原型机的基础上第一个提出了方便有效的直接耦合空腔滤波器理论。
上世纪60年代，G．L．Matthaei在其专著中对微波滤波器的经典设计方式做出了较全面、系统的介绍，但要紧针对最平坦型和契比雪夫型，未涉及椭圆函数型和广义契比雪夫型。
70年代初，A．E．Williams 和Kurzrok提出用于分析交叉耦合的低阶滤波器。
A．E．Atia,A．E．Williams和R．W．Newcomb 对交叉耦合合展开研究，总结出传输零点对称散布时的偶模网络和相应的偶模矩阵的综合方式。
Levy成立了集总和散布原型的元件公式间的联系，给出了推导原型元件的简单而准确的公式；Rhode成立起了线性相位滤波器理论。
ads滤波器仿真实验报告
一．滤波器的基本原理滤波器的基础是谐振电路，它是一个二端口网络，对通带内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。
典型的频率响应包括低通、高通、带通和带阻特性。
镜像参量法和插入损耗法是设计集总元件滤波器常用的方法。
对于微波应用，这种设计通常必须变更到由传输线段组成的分布元件。
Richard变换和Kuroda恒等关系提供了这个手段。
在滤波器中，通常采用工作衰减来描述滤波器的衰减特性，即L A=10lg P inP LdB；在该式中，Pin 和PL分别为输出端匹配负载时的滤波器输入功率和负载吸收功率。
为了描述衰减特性与频率的相关性，通常使用数学多项式逼近方法来描述滤波器特性，如巴特沃兹、切比雪夫、椭圆函数型、高斯多项式等。
滤波器设计通常需要由衰减特性综合出滤波器低通原型，再将原型低通滤波器转换到要求设计的低通、高通、带通、带阻滤波器，最后用集总参数或分布参数元件实现所设计的滤波器。
滤波器低通原型为电感电容网络。
其中，元件数和元件参数只与通带结束频率、衰减和阻带起始频率、衰减有关。
设计中都采用表格而不用繁杂的计算公式。
表1-1列出了巴特沃兹滤实际设计中，首先需要确定滤波器的阶数，这通常由滤波器阻带某一频率处给定的插入损耗制约。
图1-1所示为最平坦滤波器原型衰减与归一化频率的关系曲线。
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二、S参量的描述高频S参量和T参量用于表征射频/微波频段二端口网络(或N端口网络)的特性。
基于波的概念，它们为在射频/微波频段分析、测试二端口网络，提供了完整的描述。
由于电磁场方程和大多数微波网络和微波元件的线性，散射波的幅值(即反射波和透射波的幅值)是与入射波的幅值呈线性关系的。
描述该线性关系的矩阵称为“散射矩阵”或S矩阵。
低频网络参量(如Z、Y矩阵等)是以各端口上的净(或总)电压和电流来定义的，而这些概念在射频/微波频段已不切实际，需重新寻找能描述波的叠加的参量来定义网络参量。
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。
ADS和HFSS、CST联合仿真
ADS和HFSS/CST联合仿真ADS软件具有强大的电路系统级仿真功能，而HFSS、CST能够进行精确的3D电磁仿真计算，对无源器件的仿真优化具有较高的精度。
因此结合二者的优势，我们可以实现：一、在ADS中构建无源电路模型，进行初步的优化仿真；并最终导入HFSS或CST中进行精确仿真优化验证。
1.在ADS中构建平面结构的无源电路拓扑，并layout至momentun（ADS中的2.5维仿真模块）中，此时schematic中的电路拓扑已经转化为实际的电路版图，最后将momentun的版图以DFX(flattened)形式export出来。
此时的DFX格式的版图已经可以使用AutoCAD打开。
现以一个低通扇形偏置电路说明。
图1. ADS中拓扑图图2. layout至momentum版图仿真结果：图3. 仿真结果导出时需要注意的是将momentun中版图的端口和网格取消！图4. 导出操作选择DFX(flattened)格式，并选择路径保存文件，我们可以将其专门保存至一文件夹，以便于CAD导入该文件。
导出后用CAD打开如下图：图5.导出导CAD中的图2.利用HFSS或CST将DFX形式的版图打开，此时版图中的电路结构已经导入到HFSS或CST模型中，只需再建立电路基片的厚度和其他一些端口设置，就可以进行仿真。
图6. 导出至HFSS中二、在HFSS或CST中仿真优化好的数据导出至ADS中，利用这些优化数据，进行系统电路级的仿真。
下面以具体实例说明：（一）HFSS将仿真结果导出至ADS进行电路级仿真在HFSS中，这是一个波导结构的功分器，建立的模型如图7：图7：HFSS中的模型其仿真结果为：图8：S11和S21曲线现在我们需要将仿真的S参数数据导出至ADS中，首先如图9这样选择：图9.导出操作出现对话框后，则这样如图10设置：图10：S参数导出窗口设置需要注意的是S Matrix数据的单位选择是dB/Phase（deg），然后选上All Freqs选项，最后点击Export按钮以.sNp格式将S Matrix数据导出。
基于HFSS与ADS的微波滤波器设计及仿真
基于HFSS与ADS的微波滤波器设计及仿真抽头式交指线微波滤波器具有较多优良特性：结构紧凑、结实，可靠性好;谐振器间的间隔较大，对加工精度要求不高;一般在没有电容加载情况下，谐振杆的长度近似为λ0/4,第二通带的中心在3ω0 上，也有较好的阻带特性;另外，在ω=0 和ω=ω0 的偶数倍上，具有高次衰减极点，因而阻带衰减和截止率都比较大;既可以作为印刷电路形式，又可以用较粗的杆作成自行支撑，而不用介质。
基于上述，交指型滤波器的谐振器既可用矩形杆，也可用圆杆实现。
下面给出利用矩形杆的微波滤波器的设计实例。
经过多位高工的研讨，本微波实训平台设计的滤波器主要是针对前级的天线而来的，即要实现最后的级联。
所以有必要阐述下前级的天线的具体规格：设计的天线是在2.36GHz 附近工作，而我在这里设计的滤波器目的是针对移动通信设计，所要求带宽较窄，令带宽在50MHz 左右，符合天线能提供的范围。
滤波器使用的基板参数还是εγ=9.6,H=1.27mm,此时基板上传输线的阻抗50W.根据实训教学的需要及制作成本等因素，确定如下参数：中心频率f0=2.36GHz;带宽为Δ f = 5 0 M H z ~ 7 0 M H z ( 计算按50MHz);带内插损Lp≤3dB;带内驻波ρ≤2;带外抑制在f0±0.05GHz 处Ls≥20dB;体积要求V≤20 乘以30 乘以100(mm3)输入输出方式SMB.参考上述的指标，采用交指线滤波器设计。
滤波器设计过程中，首先利用等效电路法给出滤波器抽头单元和内部结构的初值，利用HFSS 仿真软件对抽头单元进行精确分析，并进行滤波器结构性的建模，然后结合ADS,利用Passive circuit DG-filters 模型中的interdigita 进行曲线仿真。
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。
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。
基于ADS的微带低通滤波器设计
基于ADS的微带低通滤波器设计
宋崇刚
【期刊名称】《大众科技》
【年(卷),期】2012(014)002
【摘要】It was difficult to ues the traditional and theoretical calculation for the design of microstrip low-pass filter.This text use the ADS to design the microstrip low-pass filter quickly,and simulate in the HFSS.It got good effect in the engineering application.%使用传统的理论计算的方法设计滤波器过程较为繁琐,文章使用ADS软件快速设计微带型低通滤波器,并在HFSS中建模仿真,在实际工程应用中取得了良好的效果。
【总页数】2页(P63-64)
【作者】宋崇刚
【作者单位】电子科技大学,四川成都611731
【正文语种】中文
【中图分类】TN713
【相关文献】
1.基于集总参数电路过渡的微带低通滤波器设计 [J], 汤红;郑宏兴
2.基于集总参数电路过渡的微带低通滤波器设计 [J], 汤红;郑宏兴
3.基于并联枝节谐振单元的超宽阻带微带低通滤波器设计 [J], 潘东阳;杨维明;王旭光;彭菊红
4.基于缺陷地结构的微带低通滤波器设计 [J], 黄鹏;黄永茂;李良荣;金海焱
5.基于ADS的微带线阶梯阻抗低通滤波器设计 [J], 仇亮
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基于HFSS和ADS仿真软件的频率选择表面教学探索
基于HFSS和ADS仿真软件的频率选择表面教学探索基于HFSS和ADS仿真软件的频率选择表面教学探索摘要：本文介绍了基于HFSS和ADS仿真软件的频率选择表面（Frequency Selective Surface，FSS）教学探索。
首先，对FSS的基本原理进行了简要介绍，着重阐述了其在无线通信、雷达系统和微波天线等领域的应用。
然后，针对FSS的设计与工程问题，我们结合HFSS和ADS两款仿真软件，进行了一系列实验和探索，包括FSS的设计与优化、特性分析和性能测试等。
最后，我们总结了本次探索的经验和收获，并对FSS的研究和应用前景进行了展望。
关键词：频率选择表面；HFSS；ADS；无线通信；雷达系统；微波天线1. 引言频率选择表面是一种具有特殊结构和周期性布置的表面材料，能够在特定频率范围内选择性地通过或反射电磁波。
由于其较高的频率选择性和紧凑的结构特点，FSS在无线通信、雷达系统和微波天线等领域具有广泛的应用潜力。
然而，由于FSS设计和工程问题的复杂性，许多学生在学习和掌握FSS的过程中面临困难。
因此，本文基于HFSS和ADS仿真软件，尝试探索一种新的FSS教学方法，旨在提高学生的学习兴趣和实践能力。
2. FSS的应用和原理2.1 无线通信领域FSS在无线通信领域的应用主要集中在天线和终端设备方面。
通过设计合适的FSS结构，可以实现天线的宽带性能和阻塞频段选择，提高天线收发能力。
2.2 雷达系统领域FSS在雷达系统中的应用主要体现在反射面和散射体方面。
通过合理设计FSS反射面的结构和参数，可以改变雷达系统的工作频率和波束方向，提高雷达系统的性能和探测能力。
2.3 微波天线领域FSS在微波天线中的应用主要集中在增益和频率选择性方面。
通过引入FSS结构，可以获得较高的天线增益和选择性频率特性，提高微波天线的性能。
3. HFSS和ADS仿真软件的应用3.1 FSS的设计与优化通过HFSS仿真软件，可以对FSS的电磁场分布、S参数和功率反射系数进行仿真和分析。
ads低通滤波器的设计与仿真PPT课件
图形改为如下所示，设计变量参数、微 带参数和S参数
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设置变量参数如 右图所示
设置如右图 中的控件 MSUB微带 线参数
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设置S参数中 扫描的频率范 围和步长如右 图
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设置完成后即可单 击工具栏上的simulate按 钮或是点击simulate→simulate，当仿真结 束后，系统会自动弹出一个数据显示窗口， 在数据显示窗口中插入一 个S21参数的矩形 图 图形如下
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版图仿真生成波形如下，不符合指 标，重新回到原理图窗口进行优化仿真， 产生这种情况的原因是微带线的宽度取 值不合适，可以改变优化变量的初值， 也可根据曲线与指标的差别情况适当调 整优化目标的参数，重新进行优化。
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经过多次优化后仿真出如下图波形， 还是稍微有点误差，但已基本符合指标要 求。
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《电磁场与微波技术》 课程设计
低通滤波器的设计与仿真
1
设计指标
❖ 截止频率：1.1GHz； ❖ 带内波纹：<0.2dB； ❖ 在阻带频率1.21GHz处，阻带衰减>25dB； ❖ 输入输出阻抗：50Ω。
2
设计方案
利用之前计算的切比雪夫滤波器原型的 阶数n=9连接电路图，并用ADS自带的微带 计算器计算长宽，结果在优化是始终没办法 使带内波纹小于0.2dB，经过查找资料后以 及上论坛交流。又换成使用椭圆函数滤波器， 结果调出来的波形能达到指标，但波形会形 成带阻波形，只能在一定范围内低通。之后 使用ADS的集总功能自动计算切比雪夫滤波 器要达到指标的阶数为11，经过调试后可用。
谢谢！！！16来自10显然波形还达不到指标要求，设置如下自 动优化参数并自动优化
11
优化后若还不够符合指标，则 把优化的数据填入变量中，继续进 行优化直到达到指标。图形如下
射频ADS微波HFSS相关 射频实验三 射频滤波器
实验三射频滤波器实验一实验目的1．掌握射频低通、带通滤波器的工作原理2．学习使用ADS软件进行滤波器的设计、优化和仿真3．学会使用AV3620矢量网络分析仪测试滤波器的幅频特性二实验原理1 低通滤波器集总元件低通原型滤波器是设计微波滤波器的基础。
一般低通原型滤波器的两种可行结构如图3-1所示，它是个LC梯型网络，两端各接纯电阻负载，（a）与（b）两电路互为对偶，即串联电感与并联电容存在对换关系。
图3-1 低通原型滤波器的电路低通原型的频率响应通常有最平坦响应和等波纹响应两种。
最平坦型滤波器的衰减曲线中没有任何波纹，所以称为最大平滑滤波器，也称巴特沃斯滤波器。
其衰减函数为()2210lg 1n A L =+εΩ （3-1） 其中归一化频率'1ω'ωΩ=。
等波纹型滤波器的频率响应在通带内有规律性的起伏，且幅度相等，故称为等波纹型，也称为切比雪夫响应。
其衰减函数为()2210lg 1A n L T ⎡⎤=+εΩ⎣⎦ （3-2）与巴特沃斯低通原型相比较，对于给定的通带衰减和滤波器节数，切比雪夫低通原型的阻带衰减斜率陡峭得多。
2 带通滤波器发卡式滤波器是半波长耦合微带滤波器的一种变形结构，是把半波长耦合谐振器折合成“U ”字形构成的。
发卡式滤波器是由若干个发卡式谐振器并排排列组合而成，这些谐振器之间主要是通过其边缘区域的电磁场相互交叉耦合的。
因此，这部分区域决定了发卡式滤波器之间的耦合特性和耦合强度。
在每个谐振器两臂的开放端，电场强度分布达到最大；而在其两臂的中间部分，磁场强度分布达到最大。
如图3-2所示，根据谐振器间的相对位置，发卡式谐振器可以分为四种基本耦合结构：电耦合、磁耦合、第一及第二类混合耦合。
图中，a 为谐振器臂长，b 为臂间距，w 为线宽，s 为两谐振器间距，d 为两谐振器偏移距离。
图3-2 微带型发卡式谐振器的4类基本耦合结构对于相同的微带线结构，如果两个谐振器的s 和d 减小，其耦合性能必定增强。
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。
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，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）。
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低通滤波器设计指标：
具有最平坦响应 截止频率fc=3.0GHz 在f=4GHz处，插入损耗IL(S21)<-15dB 在通带内（0-3GHz），回波损耗S11≤-15dB 输入输出阻抗为50Ω，采用6阶巴特沃斯低通原型 采用FR4板材，板厚1.58mm，介电常数εr=4.4，损耗角
XY Plot 2
LPF-Original
0.00
m1 Curve Info
m2
dB(S(2,1))
Setup1 : Sw eep -5.00
Name X Y
从图中可以得到，滤波器
-10.00
m1 2.7400 -1.5064
m2 3.0000 -4.0389
-15.00
m3 4.0000 -20.0776
从图中可以得到，滤波器在
3.0GHz就开始截止了，达到设计指 标 ， 在 4GHz 处 ， S21=-12.139dB 符 合设计要求。
综上所述，该滤波器已经完全达到设计指标，此时各节微带线 长度与宽度如下表所示：
节数 1 2 3 4 5 6 7 8
W(mm) 3.41 12.74 0.34 10.60 0.50 9.84 0.30 3.41
θ(°) 90 11.8 33.8 44.3 46.1 32.4 12.3 90
W(mm) 3.01 11.05 0.36 11.05 0.36 11.05 0.36 3.01
L(mm) 16.45 2.02 6.64 7.58 9.05 5.54 2.42 16.45
ADS仿真：
根据设计计算得到的微带线尺寸在ADS构建低通滤波器电路如下：
将搭建好的低通滤波器电路运行仿真得到数据： 从图中可以看到，S11和S22小于-15dB带宽范围为0-1.8GHz，远没有 达到设计指标。
从图中可以得到，滤波器在 2.0GHz 就 开 始 截 止 了 ， 在 4GHz 处 ， S21=-1.215dB ， 没 有 达 到 设 计 指 标 。
综上所述，初始设计的微带线长度与宽度并没有达到设计指标， 需要整个电路进行仿真优化，调节微带线的长度与宽度。
m3
在3.0GHz就开始截止了， 达 到 设 计 指 标 ， 在 4GHz
-20.00
处 ， S21=-20.0776dB 符 合
-25.00
设计要求。
-30.00
dB(S(2,1))
-35.00
-40.00
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
Freq [GHz]
由于ADS为电路层次仿真，而HFSS为实际物理尺寸仿真，故
正切为tanδ=0.02
计算参数：
根据设计指标以及低通滤波器设计原型，利用ADS软件中的LineCalc工 具计算得到各节微带线长度为：
节数 1 2 3 4 5 6 7 8
归一化参数gi 1
0.517 1.414 1.932 1.932 1.414 0.517
1
Z0(Ω) 50 20 120 20 120 20 120 50
ADS仿真优化：
根据设计指标，在LPF通带范围内0-3.0GHz，S11和S22应该满足：S11<15dB以及S22<-15dB；并且在3.0GHz截止，且在4GHz处，S21<-15dB。在 LPF阻带范围内4-6GHz，S21应该满足，S21<-15dB。此时设定优化后电路 图为：
将设定优化目标的低通滤波器电路运行仿真得到数据： 从图中可以看到，S11和S22小于-15dB带宽为0-3.0GHz，已经达到 设计指标。
HFSS仿真所得数据与ADS有些许差距，但在整个LPF仿真数值与
设计指标是符合的。
L(mm) 14.01 1.36 4.73 5.26 7.02 5.38 3.64 14.01
HFSS仿真：
利用ADS仿真优化的各节微带线数据，在HFSS里面构建LPF模 型如下所示：
低通滤频率和端口激励，运行仿真得到的数据如下： 从图中可以看到，S11和S22小于-15dB带宽为0-2.7GHz，在3GHz处， S11=-4.2184dB，S22=-4.0729dB，回波损耗增大，说明在3GHz处信号 基本截止了。