基于ADS的带阻滤波器设计

(1、6)
式中 S = j
为理查德变换。
前面将电感与电容用一段传输线等效时,传输线的长度选择为
,这样的选择有个好处,因为点 f =
SHale Waihona Puke Baiduj
= 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。
ADS 可以为电路设计者提供进行模拟、射频与微波等电路与通信 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、系统仿真与电磁仿真。
基于 ADS 的带阻滤波器设计
界面进行电路设计与分析。ADS 还能提供与其她设计模拟软件(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与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、混合信号与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与自底至顶的验证方法,将系统 设计与验证时间降到最少。它具有 DSP、RF 与 EM 协同仿真能力,从 而能在系统级设计中高效率地分配与优化系统性能。完成系统建模后, 就可用实际 RE 与 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。
2dB。 1、5 滤波器阻带衰减>25dB;在频率 5、5GHz 与 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,滤波器主要就是由集总元件电感与电容构成,但当 频率高于 500Mz 时,滤波器通常由分布参数元件构成,这就是由于两个 原因造成的,其一就是频率高时电感与电容应选的元件值小,由于寄生 参数的影响,如此小的电感与电容已经不能再使用集总参数元件;其二 就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
基于 ADS 的带阻滤波器设计
通过理查德变换,可以将集总元件的电感与电容用一段终端短路 与终端开路的传输线等效。终端短路与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:
= 式中
(1、0)
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 3.1 ADS 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
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。此外与多家芯片厂 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 就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 就是以步骤式
基于 ADS 的带阻滤波器设计
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、
当传输线的长度 =
时
将式(1、1)代入式(1、1),可以得到 式中
称为归一化频率。
(1、1) (1、2)
(1、3)
基于 ADS 的带阻滤波器设计
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
式中
(1、4)
S=j 称为理查德变换。
(1、5)
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
基于 ADS 的带阻滤波器设计
当传输线的长度
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
。
2、2 科洛达规则
科洛达规则就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。