微带线带通滤波器的ADS设计共8页文档

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基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计

基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计

基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计摘要:本文介绍了平行耦合微带线带通滤波器的电路结构,阐述了设计带通滤波器的方法,最后给出了相对带宽为10%的滤波器设计的实例及仿真分析结果,证明了该方法的可行性和便捷性。

关键词: ADS; 微带线;带通滤波器;优化0 引言微带滤波器具有小型化、高性能、低成本等优点,在射频电路系统设计中得到广泛的应用。

其主要技术指标包括传输特性的插入损耗及回波损耗,通带内的相移与群时延,寄生通带等参数。

传统的设计方法是通过经验公式和查表来求得相关参数,方法繁琐且精度不高。

近年来,随着射频CAD软件的不断发展,微带滤波器的设计也进入了一个全新的阶段。

借助CAD软件可以避开复杂的理论计算,进一步精确和调整设计参数,确保设计出的滤波器特性符合技术要求。

本文通过ADS软件对平行耦合微带线带通滤波器进行优化仿真设计,证明了该方法的可行性和便捷性。

1微带带通滤波器的理论设计方法1.1 微带带通滤波器主要指标和基本设计思想微带滤波器的主要技术指标包括以下几个:(1) 通带边界频率与通带内衰减、起伏, 以及阻带边界频率与阻带衰减;(2) 通带的输入电压驻波比;(3) 通带内的相移与群时延;(4) 寄生通带, 它是由于分布参数传输线的周期性频率特性引起的, 即离设计通带一定处又产生了通带。

微波带通滤波器应用广泛, 结构多样, 但以微带线实现带通滤波器的结构种类有限, 为此,本文以平行耦合微带线为例来设计微带带通滤波器。

由于单个带通滤波器单元不能提供良好的滤波响应及陡峭的通带- 阻带过渡, 而通过级连基本的带通滤波器单元则可以得到高性能的滤波效果。

图1所示是一种多节耦合微带线带通滤波器的结构示意图, 这种结构不要求对地连接, 因而结构简单, 易于实现, 这是一种应用广泛的滤波器。

整个电路可以印制在很薄(小于1mm) 的介质基片上; 其纵向尺寸虽和工作波长可以比拟, 但采用高介电常数的介质基片则可使线上的波长比自由空间缩小几倍; 此外, 整个微带电路元件共用一个接地板, 且只需由导体带条构成电路图形, 因而结构大为紧凑, 大大减小了其体积和重量。

实验四微带线带通滤波器设计

实验四微带线带通滤波器设计

实验四微带线带通滤波器设计实验四:基于ADS软件的平⾏耦合微带线带通滤波器的设计与仿真⼀、实验原理滤波器是⽤来分离不同频率信号的⼀种器件,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,微带电路具有体积⼩,重量轻、频带宽等诸多优点,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。

平⾏耦合微带线带通滤波器在微波集成电路中是被⼴为应⽤的带通滤波器。

1、滤波器的介绍滤波波器可以分为四种:低通滤波器和⾼通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

射频滤波器⼜可以分为以下波导滤波器、同轴线滤波器、带状线滤波器、微带滤波器。

滤波的性能指标:频率围:滤波器通过或截断信号的频率界限通带衰减:滤波器残存的反射以及滤波器元件的损耗引起阻带衰减:取通带外与截⽌频率为⼀定⽐值的某频率的衰减值寄⽣通带:有分布参数的频率周期性引起,在通带外⼜产⽣新的通带2、平⾏耦合微带线滤波器的理论当频率达到或接近GHz时,滤波器通常由分布参数元件构成,平⾏耦合微带传输线由两个⽆屏蔽的平⾏微带传输线紧靠在⼀起构成,由于两个传输线之间电磁场的相互作⽤,在两个传输线之间会有功率耦合,这种传输线也因此称为耦合传输线。

平⾏耦合微带线可以构成带通滤波器,这种滤波器是由四分之⼀波长耦合线段构成,她是⼀种常⽤的分布参数带通滤波器。

当两个⽆屏蔽的传输线紧靠⼀起时,由于传输线之间电磁场的相互作⽤,在传输线之间会有功率耦合,这种传输线称之为耦合传输线。

根据传输线理论,每条单独的微带线都等价为⼩段串联电感和⼩段并联电容。

每条微带线的特性阻抗为Z0,相互耦合的部分长度为L,微带线的宽度为W,微带线之间的距离为S,偶模特性阻抗为Z e,奇模特性阻抗为Z0。

单个微带线单元虽然具有滤波特性,但其不能提供陡峭的通带到阻带的过渡。

如果将多个单元级联,级联后的⽹络可以具有良好的滤波特性。

⼆、耦合微带线滤波器的设计的流程1、确定滤波器指标2、计算查表确定滤波器级数N3、确定标准滤波器参数4、计算传输线奇偶模特性阻抗5、计算微带线尺⼨6、仿真7、优化再仿真得到波形图设计参数要求:(1)中⼼频率:2.4GHz;(2)相对带宽:9%;(3)带波纹:<0.5dB;(4)在频率1.9GHz和2.9GHz处,衰减>20dB;(5)输⼊输出阻抗:50Ω。

ADS平行耦合微带线带通滤波器仿真REV1.0

ADS平行耦合微带线带通滤波器仿真REV1.0

ADS平行耦合微带线带通滤波器的设计1.设计指标通带3.0~3.1GHz带内衰减小于2dB,起伏小于1dB截止频率2.8GHz和3.3GHz,衰减大于40dB端口反射系数小于-20dB2.设计原理图新建工程couplefilter_weidai,菜单File->New Project(命名Project)->New Schematic window新建一个名为“couplefilter_weidai”原理图并保存,如下图所示。

(注意:工程保存的目录不能含有中文)在“Tline-Microstrip”元器件面板列表中,选择控件并编辑其属性选择微带传输线控件选择耦合线控件路图。

这样完成了滤波器原理图基本结构,为了达到设计性能,还必须对滤波器中微带电路的电气参数和尺寸进行设置。

3.电路参数设置3.1 设置微带线参数MSUB3.2 滤波器两边的引出线是特性阻抗为50Ω的微带线,其物理尺寸可由ADS自带小软件LINECALC计算得到。

执行菜单命令【Tools】/【LineCalc】/【Start Linecalc】Substrate Parameters按照MSUB参数设置;中心频率Freq设置为:3.05GHz;Electrical设置Z0=50Ohm,E_Eff=90deg;Physical单位设置为:mm;点击Synthesize,综合出微带线宽度W=1.52mm L=13.63mm。

3.3 为了便于修改和优化,将微带线的长度和宽度用变量代替,考虑到平行耦合线滤波器的对称性,所以5个耦合线节中,第1节与第5节、第2节与第4节尺寸完全相同,按照下图参数进行设置(注意单位要选择mm)。

件。

把变量控件放置到原理图中。

双击变量控件,弹出变量设置对话框,在“Name”文本框中输入变量名称,“Variable Value”文本框中输入变量的初值,单击【Add】按钮添加变量,然后单击【Tune/Opt/Sat/DOE Setup…】按钮打开参数优化对话框设置变量的取值范围,选择“Optimation”标签页。

ADS滤波器设计

ADS滤波器设计

ADS滤波器设计实验一设计一个满足如下条件的耦合微带线带通滤波器:中心频率f0:2.45GHz,上下边频与中心频率的差值△ f:±50MHz,当f=f0时,li≤-1.5dB;当f=f0±300MHz时,li≥-30dB,微带线介质层厚度h:1mm;介质层介电常数:2.65,输入输出阻抗Zin,Zout均为:50Ω。

要求 1、提供设计原理(即耦合微带线滤波器的设计原理)2、具体的设计过程(用ADS软件分别仿真原理级电路和Layout 板级电路)3、提供两种电路的仿真结果并比较(S11 和 S21)4、设计结果的分析与误差解释5、提供一个包含上述 1-4 要求的 word 文档,并提供 ADS 的耦合微带滤波器设计源文件滤波器是用来分离不同频率信号的一种器件。

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。

平行耦合微带线带通滤波器在微波集成电路中是被广为应用的带通滤波器。

一、设计原理:耦合微带线:当两个无屏蔽的传输线紧靠一起时,由于传输线之间电磁场的相互作用,在传输线之间会有功率耦合,这种传输线称之为耦合传输线。

根据传输线理论,每条单独的微带线都等价为小段串联电感和小段并联电容。

每条微带线的特性阻抗为Z0,相互耦合的部分长度为L,微带线的宽度为W,微带线之间的距离为S,偶模特性阻抗为Z e,奇模特性阻抗为Z0。

级连耦合微带线:由于单个耦合微带线滤波器不能提供良好的滤波器响应及陡峭的通带-阻带过渡。

然而可以通过级连这些基本单元最终得到高性能的滤波器,如图1图1集总参数滤波器设计:先计算带通滤波器归一化频率Ω=f0fℎ−fl ·(ff0+f0f),这样就把带通滤波器设计问题转化为低通滤波器设计问题(都是在归一化频率下进行设计),根据需要选择滤波器种类和阶数,查表可得归一化参数g0,g1,g2……gN,gN+1.将集总参数滤波器转化为耦合微带线滤波器:1、先根据上下边频fl和fh,以及中心频率f0=(fl+fh)/2,确定滤波器带宽:BW=(fh-fl)/f02、根据带宽指标计算下列参数:3、利用上述参数计算耦合微带线奇模偶模特性阻抗Z0o丨i,i+1=Z0[1-Z0Ji,i+1+ (Z0 Ji,i+1)²]Z0e丨i,i+1 = Z0[1+Z0Ji,i+1+ (Z0 Ji,i+1)²]4、计算完奇模偶模特征阻抗后利用ADS的微带线计算器即可计算出微带线几何尺寸W,S,L。

ADS报告_总结_微带带通滤波器的设计8

ADS报告_总结_微带带通滤波器的设计8

ADS报告_总结_微带带通滤波器的设计8
微波电路与系统仿真实验报告
姓名:学号:院系:
一、实验名称:微带带通滤波器的设计
二、实验技术指标:
1.建立仿真原理图
2.仿真结果
三、报告日期:2012年10月27日
四、报告页数:共 3 页
五、报告内容:
1.电路原理图
设计指标:通带频率范围:1.9~2GHz;通带内衰减:<2dB,起伏<1dB;阻带衰减:1.7G 以下以及2.2GHz以上衰减:>40dB;端口反射系数:<-8dB。

(原始设计指标:通带频率范围:3.0-3.1GHz;通带内衰减:<2dB,起伏<1dB;阻带衰减:2.8G以下以及3.3GHz以上衰减:>40dB;端口反射系数:<-20dB。


电路原理图为:
2.电路图
计算出微带线尺寸后,绘制的电路图为:
3.仿真结果(可用图形或数据显示)
4.布局图
由ADS生成的版图为:
5.优化方法和优化目标
优化方法优化目标为:
6.优化之后的电路图和仿真结果
优化之后的电路图为:
优化之后的仿真结果为:
六、仿真结果分析
由仿真结果可知在优化前,通带内衰减大于2dB,起伏也大于1dB;阻带衰减:1.7G 以下以及2.2GHz以上衰减也不是很理想,没有达到设计的要求。

经过优化后,在通带频率范围:1.9~2GHz,通带内衰减小于2dB,起伏小于1dB;阻带衰减:1.7G以下以及2.2GHz以上衰减大于40dB,端口反射系数小于-8dB,基本上满足了设计的要求。

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基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计

基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计

基于ADS的平⾏耦合微带线带通滤波器的设计基于ADS的平⾏耦合微带线带通滤波器的设计摘要:本⽂介绍了平⾏耦合微带线带通滤波器的电路结构,阐述了设计带通滤波器的⽅法,最后给出了相对带宽为10%的滤波器设计的实例及仿真分析结果,证明了该⽅法的可⾏性和便捷性。

关键词: ADS; 微带线;带通滤波器;优化0 引⾔微带滤波器具有⼩型化、⾼性能、低成本等优点,在射频电路系统设计中得到⼴泛的应⽤。

其主要技术指标包括传输特性的插⼊损耗及回波损耗,通带内的相移与群时延,寄⽣通带等参数。

传统的设计⽅法是通过经验公式和查表来求得相关参数,⽅法繁琐且精度不⾼。

近年来,随着射频CAD软件的不断发展,微带滤波器的设计也进⼊了⼀个全新的阶段。

借助CAD软件可以避开复杂的理论计算,进⼀步精确和调整设计参数,确保设计出的滤波器特性符合技术要求。

本⽂通过ADS软件对平⾏耦合微带线带通滤波器进⾏优化仿真设计,证明了该⽅法的可⾏性和便捷性。

1微带带通滤波器的理论设计⽅法1.1 微带带通滤波器主要指标和基本设计思想微带滤波器的主要技术指标包括以下⼏个:(1) 通带边界频率与通带内衰减、起伏, 以及阻带边界频率与阻带衰减;(2) 通带的输⼊电压驻波⽐;(3) 通带内的相移与群时延;(4) 寄⽣通带, 它是由于分布参数传输线的周期性频率特性引起的, 即离设计通带⼀定处⼜产⽣了通带。

微波带通滤波器应⽤⼴泛, 结构多样, 但以微带线实现带通滤波器的结构种类有限, 为此,本⽂以平⾏耦合微带线为例来设计微带带通滤波器。

由于单个带通滤波器单元不能提供良好的滤波响应及陡峭的通带- 阻带过渡, ⽽通过级连基本的带通滤波器单元则可以得到⾼性能的滤波效果。

图1所⽰是⼀种多节耦合微带线带通滤波器的结构⽰意图, 这种结构不要求对地连接, 因⽽结构简单, 易于实现, 这是⼀种应⽤⼴泛的滤波器。

整个电路可以印制在很薄(⼩于1mm) 的介质基⽚上;其纵向尺⼨虽和⼯作波长可以⽐拟, 但采⽤⾼介电常数的介质基⽚则可使线上的波长⽐⾃由空间缩⼩⼏倍; 此外, 整个微带电路元件共⽤⼀个接地板, 且只需由导体带条构成电路图形, 因⽽结构⼤为紧凑, ⼤⼤减⼩了其体积和重量。

基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计

基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计

基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计摘要:本文介绍了平行耦合微带线带通滤波器的电路结构,阐述了设计带通滤波器的方法,最后给出了相对带宽为10%的滤波器设计的实例及仿真分析结果,证明了该方法的可行性和便捷性。

关键词: ADS; 微带线;带通滤波器;优化0 引言微带滤波器具有小型化、高性能、低成本等优点,在射频电路系统设计中得到广泛的应用。

其主要技术指标包括传输特性的插入损耗及回波损耗,通带内的相移与群时延,寄生通带等参数。

传统的设计方法是通过经验公式和查表来求得相关参数,方法繁琐且精度不高。

近年来,随着射频CAD软件的不断发展,微带滤波器的设计也进入了一个全新的阶段。

借助CAD软件可以避开复杂的理论计算,进一步精确和调整设计参数,确保设计出的滤波器特性符合技术要求。

本文通过ADS软件对平行耦合微带线带通滤波器进行优化仿真设计,证明了该方法的可行性和便捷性。

1微带带通滤波器的理论设计方法1.1 微带带通滤波器主要指标和基本设计思想微带滤波器的主要技术指标包括以下几个:(1) 通带边界频率与通带内衰减、起伏, 以及阻带边界频率与阻带衰减;(2) 通带的输入电压驻波比;(3) 通带内的相移与群时延;(4) 寄生通带, 它是由于分布参数传输线的周期性频率特性引起的, 即离设计通带一定处又产生了通带。

微波带通滤波器应用广泛, 结构多样, 但以微带线实现带通滤波器的结构种类有限, 为此,本文以平行耦合微带线为例来设计微带带通滤波器。

由于单个带通滤波器单元不能提供良好的滤波响应及陡峭的通带- 阻带过渡, 而通过级连基本的带通滤波器单元则可以得到高性能的滤波效果。

图1所示是一种多节耦合微带线带通滤波器的结构示意图, 这种结构不要求对地连接, 因而结构简单, 易于实现, 这是一种应用广泛的滤波器。

整个电路可以印制在很薄(小于1mm) 的介质基片上; 其纵向尺寸虽和工作波长可以比拟, 但采用高介电常数的介质基片则可使线上的波长比自由空间缩小几倍; 此外, 整个微带电路元件共用一个接地板, 且只需由导体带条构成电路图形, 因而结构大为紧凑, 大大减小了其体积和重量。

(完整word版)ads设计的滤波器要点

(完整word版)ads设计的滤波器要点

1 课题背景随着信息化浪潮的推进,现代社会产生了巨大的信息要求,通信技术正在向高速、多频段、大容量方向发展。

目前移动通信中所使用的主要频率为0.8-1.0GHz,全球GSM频段分为4段,即850/900/1800/1900MHz。

在宽带移动化方面,IEEE802工作组先后制定了WLAN和WiMAX等技术规范,希望能沿着固定、游牧/便携、移动这样的演进路线逐步实现宽带移动化,常用的WLAN通信频段标准为IEEE802.1b/g(2.4-2.5GHz)和IEEE802.11a(5.2-5.8GHz)。

为了在移动环境下实现宽带数据传输,IEEE802.16WiMAX成了宽带移动的主要里程碑,促进了移动宽带的演进和发展,2.3-2.4GHz和3.4-3.6GHz频段均被划分为WiMAX的全球性统一无线电频段。

这正是S波段的应用,因此如何研究出高性能,小型化的滤波器是目前电路设计的的关键之一。

当频率达到或接近GHz时,滤波器通常由分布参数元件构成,分布参数不仅可以构成低通滤波器,而且可以构成带通和带阻滤波器。

平行耦合微带传输线由两个无屏蔽的平行微带传输线紧靠在一起构成,由于两个传输线之间电磁场的相互作用,在两个传输线之间会有功率耦合,这种传输线也因此称为耦合传输线。

平行耦合微带线可以构成带通滤波器,这种滤波器是由四分之一波长耦合线段构成,它是一种常用的分布参数带通滤波器。

当两个无屏蔽的传输线紧靠一起时,由于传输线之间电磁场的相互作用,在传输线之间会有功率耦合,这种传输线称之为耦合传输线。

根据传输线理论,每条单独的微带线都等价为小段串联电感和小段并联电容。

每条微带线的特性阻抗为Z0,相互耦合的部分长度为L,微带线的宽度为W,微带线之间的距离为S,偶模特性阻抗为Z e,奇模特性阻抗为Z0。

单个微带线单元虽然具有滤波特性,但其不能提供陡峭的通带到阻带的过渡。

如果将多个单元级联,级联后的网络可以具有良好的滤波特性。

ADS设计滤波器讲课文档

ADS设计滤波器讲课文档

微带滤波器的设计
平行耦合线带通滤波器的设计
下图是一个微带带通滤波器及其等效电路,它由平行的耦合 线节相连组成,并且是左右对称的,每一个耦合线节长度约
为 这四 种分 结之 构一 的波 滤长 波器(对为中例心,频介率绍而一言下),设构计成的谐等过振效程电。电路路。我们以
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微带滤波器的设计(续)
由于原理图仿真和实际情况会有一定的偏差,在设 定优化参数时,可以适当增加通带宽度。对于其它 的参数,也可以根据优化的结果进行一定的调整。
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优化目标的设置(续)
第31页,共56页。
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
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设置微带电路的基本参数
上页图中五个Mcfil表示滤波器的五个耦合线节,两个 MLIN表示滤波器两端的引出线
双击图上的控件MSUB设置微带线参数
H:基板厚度(0.8 mm)
Er:基板相对介电常数(4.3)
Mur:磁导率(1) Cond:金属电导率(5.88E+7) Hu:封装高度(1.0e+33 mm) T:金属层厚度(0.03 mm) TanD:损耗角正切(1e-4) Roungh:表面粗糙度(0 mm)
Expr是优化目标名称,其中dB(S(2,1))表示以dB为单位的S21参 数的值。
SimlnstanceName是仿真控件名称,这里选择SP1 Min和Max是优化目标的最小与最大值。
Weight是指优化目标的权重。 RangeVar[1]是优化目标所依赖的变量,这里为频率freq。
RangeMin[1]和RangeMax[1]是上述变量的变化范围。

ADS带通滤波器设计

ADS带通滤波器设计

8设计一个带通滤波器。

技术要求为:中心频率1227.6MHz ;3dB 带宽:200MHz ;插入损耗:<1dB ;带内波动:<1dB;20dB 矩形系数:<3;外接传输线阻抗:50Ohm ;驻波系数:<1.5;要求在通带内相位保持线性小于正负3度。

解:(1)计算低通滤波器原型的相应参数。

选取切比雪夫低通原型,具体参数为: 中心频率=0ω 1227.6MHz ,带宽200MHz ,截止频率z 6.13271MH =ω,通带最大衰减B L Ar d 3=,由矩形系数可得阻带边频z 6.1527MH s =ω,阻带最小衰减B L As d 23=。

相对带宽163.06.1227200f f -f 012===W 48.3110011-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-='s s s f f f f W ω 704.2120022=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-='s s s f f f f W ω 由于'<'12s s ωω,故用'2s ω选定n 。

111010=-=A rL ε020.2]/)110(['1101=-≥--sL ch chn A Sωε,故n=3. 查表可得梯形电路归一化元件值:7117.0,348.3,0000.123140=====g g g g g (2)我们采用级联耦合微带线来设计带通滤波器,首先确定J 变换器导纳1659.02 2765.022102301210034001======g g WY J Y J g g WY J Y J ππ,计算传输线的奇模,偶模特性阻抗 ])(1[21,01,001,0++++-=i i i i i i o J Z J Z Z Z ])(1[21,01,001,0+++++=i i i i i i eJ Z J Z Z Z(3)采用ADS 仿真滤波器需要4节耦合微带线级联,由上表可知1,4号微带线参数相同,2,3号微带线参数相同。

基于ADS软件的微带线带通滤波器的设计

基于ADS软件的微带线带通滤波器的设计
A2 A2
目I 旺I j ]
√ 嚣 √ 篙 , 。 √ 乏 毫
图2( a ) 含有导纳倒置变换器的变形低通原型
旺畦

_ 狂口
老 1 一 一 。 , . 一 季
图2( b) 从图 2 ( a ) 导 出 的带 通 滤 波 器

实用公式为电纳斜 率 :
图2( c ) 用 电纳斜率参量表示的微波带通滤波器
6 = ( D O Cr k= Ca k
 ̄ . / g o g l


‰ 最
Al

根据上述公式可以 计算出耦合微 带线各节奇偶模 的特性阻抗 ,根据 奇偶模的特性阻抗 ,运用 A D S软件 可 以确 定微带线 带通 滤波器 每节微 带线 的尺寸关系 。 下面讲述 的是本文运用 导纳倒 置变换 原理并 结合 AD S软件 来设 计 个平行耦合微带线带通滤波器的具体过程。该平行耦 合微带线带通 滤 波 器 的设 计 指 标 如 下 : 平行耦合微带线带通滤 波器要 求 3阶 ,带 内波纹 为 0 .5 d B,系统 特性阻抗 为 5 O Q。 带通 滤波器 的 中心频率 为 2 .1 G H Z,带 宽为 1 0 % ,通带 频率 范 围
基于 A D S软 件 的微 带 线 带 通 滤 波 器 的设 计
陈 军
摘 要 :该 文章讨论的是基于 A D S软件的平行耦 合微带线带通滤波器的设计过程 。利 用集总参数低通原型滤波器经过一 系列转化可 以 得 到微 带线带通滤波 器的特性 ,运用传输线原理和 导纳变换公 式获得 带通滤波 器的相 关参数 ,并借助功能强大的 A D S 软件对微 带线带通滤 波器的原理 图和版 图进行设计制作。该软件 只需要 输入 相应的原始数据 ,便可方便得到频率响应等相关特性。我们 也可以借助 A D S软件对

基于ADS的微带线带通滤波器设计

基于ADS的微带线带通滤波器设计

项目名称:基于ADS优化的微带带通滤波器设计一、实验目的(1) 了解低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器等滤波器原理(2) 利用ADS2008软件设计,以切比雪夫滤波器为原型,设计一种微带线带通滤波器。

二、实验设备(1) PC机一台;(2) ADS2008软件;三、实验内容和要求(1) 设计一个微带线带通滤波器,以切比雪夫低通滤波器为原型;(2) 中心频率:2G+学号*50MHz;(2G+10*50MHz=2.5GHz)(3) 相对带宽:8%;(2.5GHz*8%=200MHz)四、实验原理1.滤波器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。

2.微带线微带线(microstrip1ine)是现在混合微波集成电路和单片微波集成电路使用最频繁的一种平面传输线。

它可用光科程序制作,且容易与其他无源微波电路和有源微波器件集成,从而实现微波部件和系统的集成化。

微带线是在金属化厚度为h的介质基片的一面制作宽度为W,厚度为t的导体带,另一面作接地金属平板而构成的。

3.耦合微带线当两个无屏蔽的传输线紧靠一起时,由于传输线之间电磁场的相互作用,在传输线之间会有功率耦合,这种传输线称为耦合传输线。

耦合微带传输线由靠得很近的3个导体构成。

这种结构介质厚度为d,介质相对介电常数为η,,在介质的下面为公共导体接地板,在介质的上面为2个宽度为W、相距为S的中心导体带。

五、实验步骤与结果1.设定滤波器指标中心频率:2.5GHz通带带宽:200MHz(2.4~2.6GHz)输入输出的阻抗:50Ω插入损耗:小于2dB阻带衰减:在距离中心频率300MHz处的衰减大于50dB相对带宽:8%(表示信号带宽为0.2GHz)带内输入输出端口反射系数:小于-15dB2.滤波器选用与微带线的计算0.5dB切比雪夫滤波器,5阶。

ADS仿真-微带滤波器的设计

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)。

ADS微带滤波器设计方法 2

ADS微带滤波器设计方法 2

在窗口的Substrate Parameters栏中填入与MSUB中相同的微带线参数。
在Cpmpnet Parameters填入中心频率(本例中为3.05GHz)。
Physical栏中的W和L分别表示微带线的宽和长。
Electrical栏中的Z0和E_Eff分别表示微带线的特性阻抗和相位延迟。
ads微带滤波器设计方法2?在原理图设计窗口中选择微带电路的工具栏?窗口左侧的工具栏变为右图所示?在工具栏中点击选择耦合线mcfil并在右侧的绘图区放置?选择微带线mlin以及控件msub分别放置在绘图区中?选择画线工具将电路连接好连接方式见下页图ads微带滤波器设计方法2ads微带滤波器设计方法2?上页图中五个mcfil表示滤波器的五个耦合线节两个mlin表示滤波器两端的引出线?双击图上的控件msub设置微带线参数?h
ADS微带滤波器设计方法 2
ADS微带滤波器设计方法 2
上页图中五个Mcfil表示滤波器的五个耦合线节,两 个MLIN表示滤波器两端的引出线
双击图上的控件MSUB设置微带线参数
H:基板厚度(0.8 mm) Er:基板相对介电常数(4.3) Mur:磁导率(1) Cond:金属电导率(5.88E+7) Hu:封装高度(1.0e+33 mm) T:金属层厚度(0.03 mm) TanD:损耗角正切(1e-4) Roungh:表面粗糙度(0 mm)
等效电路
ADS微带滤波器设计方法 2
设计指标:通带3.0-3.1GHz,带内衰减小于2dB,起 伏小于1dB,2.8GHz以下及3.3GHz以上衰减大于40dB, 端口反射系数小于-20dB。
在进行设计时,主要是以滤波器的S参数作为优化目标 进行优化仿真。S21(S12)是传输参数,滤波器通带、阻 带的位置以及衰减、起伏全都表现在S21(S12)随频率变 化曲线的形状上。S11(S22)参数是输入、输出端口的反 射系数,由它可以换算出输入、输出端的电压驻波比。 如果反射系数过大,就会导致反射损耗增大,并且影

基于ADS的微带滤波器设计

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

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仿真设计的微带带通滤波器

基于ADS仿真设计的微带带通滤波器

基于ADS仿真设计的微带带通滤波器引言在射频通信系统中,无论是发射机还是接收机,都需要选择特定频率的信号进行处理,滤除其他频率的干扰信号,这就需要使用滤波电路来分离有用信号和干扰信号。

因此,高性能的滤波器对设计一个好的射频通信系统具有重要意义。

微带电路由于体积小、重量轻、频带宽、易于与射频电路匹配等优点,近年来在滤波电路中得到了广泛的应用。

本文借助ADs2005a(AdvancedDesignsystem)仿真软件,设计出了一种边缘耦合的平行耦合线带通滤波器。

基本原理边缘耦合的平行耦合线由两条相互平行且靠近的微带线构成。

根据传输线理论,每条单独的微带线都等价为小段串联电感和小段并联电容,平行耦合线还需要考虑组合电容和电感。

每条微带线的特征阻抗为z0相互耦台的部分长度为L,微带线的宽度为w,微带之间的距离为s,偶模特征阻抗为乙,奇模特征阻抗为z0。

使用单个单元电路不能获得良好的频率特性,可以采用如图1所示的对称级联的方法获得良好的频率特性。

级联微带带通滤波电路的主要设计步骤如下:1 确定滤波器的参数:根据要一般来说,理论值的仿真结果和实际结果都有很大出入,需要进行优化。

可以使用Tune工具进行优化,或者采用Optim 工具。

观察最终的优化结果,直到达到设计要求。

设计过程设计要求中心频率为5GHz,带宽为8%,通带内的纹波为3dB,要求在5.3GHz处具有不小于30dB的衰减。

微带电路板参数如下:厚度1.27mm,介质相对介电常数为Er=9.8,相对磁导率为Mur=1,金属电导率Cond=(S/m),金属层厚度T=0.03mm,损耗正切角TanD=0,表面粗糙度Rough=0mm。

计算参数1.1.5.3GHz的归一化频率为Ω=1.476。

根据要求选择滤波器原型为3dB等纹波切比雪夫低通滤波电路,在Ω=1.476处,具有大于30dB的衰减,查表可知至少需要选择5阶滤波电路,本文即选择5阶滤波电路。

对应的归一化参数为:g0=1.0,g1=g5=3.4817,g2=g4=0.7618,g3=4.538,g6=10 2.通过计算可得奇模和偶模阻抗,如表1所示(单位Ω)。

ADS仿真平行耦合微带线带通滤波器

ADS仿真平行耦合微带线带通滤波器

ADS仿真平行耦合微带线带通滤波器滤波器是用来分离不同频率信号的一种器件。

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。

平行耦合微带线带通滤波器在微波集成电路中是被广为应用的带通滤波器。

1 基本原理当两个无屏蔽的传输线紧靠一起时,由于传输线之间电磁场的相互作用,在传输线之间会有功率耦合,这种传输线称之为耦合传输线。

根据传输线理论,每条单独的微带线都等价为小段串联电感和小段并联电容。

每条微带线的特性阻抗为Z 0,相互耦合的部分长度为L,微带线的宽度为W,微带线之间的距离为S,偶模特性阻抗为Z e,奇模特性阻抗为Z0。

单个微带线单元虽然具有滤波特性,但其不能提供陡峭的通带到阻带的过渡。

如果将多个单元级联,级联后的网络可以具有良好的滤波特性。

图1 5级耦合微带线带通滤波器2 设计步骤2. 1 设计低通原型根据带通滤波器的一系列参数通过频率变换和查表选择低通原型滤波器的归一化原型参量。

用&omega;1 和&omega;2 表示带通滤波器的下边界和上边界,&omega;0表示中心频率。

将带通滤波器变换为低通原型。

归一化带宽:查表得到归一化设计参数g1, g2. . . gN gN + 1。

2. 2 计算各节偶模和奇模的特性阻抗设计用g1, g2. . . gN gN + 1和BW 确定带通滤波器电路中的设计参数耦合传输线的奇模和偶模的特性阻抗:2. 3 计算微带线的几何尺寸根据微带线的偶模和奇模阻抗,按照给定的微带线路板的参数,使用ADS 中的微带线计算器L ineC alc计算得到微带线的几何尺寸W, S, L。

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应用ADS设计微带线带通滤波器1、微带带通微带线的基本知识微波带通滤波器是应用广泛、结构类型繁多的微波滤波器,但适合微带结构的带通滤波器结构就不是那么多了,这是由于微带线本身的局限性,因为微带结构是个平面电路,中心导带必须制作在一个平面基片上,这样所有的具有串联短截线的滤波器都不能用微带结构来实现;其次在微带结构中短路端不易实现和精确控制,因而所有具有短路短截线和谐振器的滤波器也不太适合于微带结构。

微带线带通滤波器的电路结构的主要形式有5种:1、电容间隙耦合滤波器带宽较窄,在微波低端上显得太长,不够紧凑,在2GHz以上有辐射损耗。

2、平行耦合微带线带通滤波器窄带滤波器,有5%到25%的相对带宽,能够精确设计,常为人们所乐用。

但其在微波低端显得过长,结构不够紧凑;在频带较宽时耦合间隙较小,实现比较困难。

3、发夹线带通滤波器把耦合微带线谐振器折迭成发夹形式而成。

这种滤波器由于容易激起表面波,性能不够理想,故常把它与耦合谐振器混合来用,以防止表面波的直接耦合。

这种滤波器的精确设计较难。

4、1/4波长短路短截线滤波器5、半波长开路短截线滤波器下面主要介绍平行耦合微带线带通滤波器的设计,这里只对其整个设计过程和方法进行简单的介绍。

2、平行耦合线微带带通滤波器平行耦合线微带带通滤波器是由几节半波长谐振器组合而成的,它不要求对地连接,结构简单,易于实现,是一种应用广泛的滤波器。

整个电路可以印制在很薄的介质基片上(可以簿到1mm以下),故其横截面尺寸比波导、同轴线结构的小得多;其纵向尺寸虽和工作波长可以比拟,但采用高介电常数的介质基片,使线上的波长比自由空间小了几倍,同样可以减小;此外,整个微带电路元件共用接地板,只需由导体带条构成电路图形,结构大为紧凑,从而大大减小了体积和重量。

关于平行耦合线微带带通滤波器的设计方法,已有不少资料予以介绍。

但是,在设计过程中发现,到目前为止所查阅到的各种文献,还没有一种能够做到准确设计。

在经典的工程设计中,为避免繁杂的运算,一般只采用简化公式并查阅图表,这就造成较大的误差。

而使用电子计算机进行辅助设计时,则可以力求数学模型精确,而不追求过分的简化。

基于实际设计的需要,我对于平行耦合线微带带通滤波器的准确设计进行研究,编制了计算机辅助设计的小程序(附上),并利用CAD软件设计了微带带通滤波器,仿真模拟效果令人满意。

应用此程序,不仅使设计速度大为提高,而且大大提高了设计的准确性。

设计原理图1为平行耦合线微带带通滤波器的电路结构示意图。

它有n个谐振器(对应于滤波器的阶数n),每个谐振器长为半波长(对应中心频率),由n+1个平行耦合线节组成,长为四分之一波长(对应中心频率)。

图2为一节平行耦合线及他的等效电路,其中Z 0e -Z 0o =2Z 0;Z 0e *Z 0o =Z 02。

图2 平行耦合线节及其等效电路平行耦合线微带带通滤波器的设计可分为以下几个步骤进行:第一步:由给定的通带和阻带衰减特性,用低通到带通的频率变换式(1),选出合适的归一化低通原型,计算出滤波器的阶数,得到归一化低通原型的元件值(这一部分的计算可以查表得之);第二步:用网络等效方法,计算各级奇、偶模阻抗;第三步:由各级奇、偶模阻抗,综合出微带线结构尺寸(这一个部分用PUFF 实现)。

$4.2.2计算公式本文所述的设计方法,用到的公式很多,有些公式如最大平坦特性与切比雪夫特性滤波器归一化低通原型的阶数及元件值的计算公式及很多图表,很多书中都有说明,这里就不再介绍,查阅公式和图表请参阅参考书目,那里有很详尽的公式及图表介绍。

在此首先给出由低通到带通的频率变化式;接着给出由低通原型元件值到奇、偶模特性阻抗的计算式。

1、由低通到带通的频率变换 上式中,为低通原型的频率变量,是低通原型的截止频率,是带通滤波器的带边频率,是带通滤波器的频率变量,是带通滤波器的中心频率,是带通滤波器的相对带宽,它按下式计算:1、 耦合线节的奇、偶模阻抗设滤波器的节数为n ,归一化低通原型的元件值为g 0,g 1,g 2……g n+1,则有以下设计公式: '110001g g 2W Y J ωπ= ( 3 )1j j '101j ,j g g 12W Y J ++•ωπ= (j=1,2,…,n-1) ( 4 ) '11n n 01n ,n g g 2W Y J ωπ=++ ( 5 ) 其中,Y 0为传输线特性导纳,J 代表导纳倒置转换器,其余参数W 、同(1) 这样,我们可以得第J 个耦合线节的奇模阻抗和精模阻抗分别为:2、 由各级奇、偶模阻抗综合出微带线结构尺寸这部分公式繁多,计算麻烦,本文应用PUFF 软件自动计算出平行耦合线的各参数值。

$4.2.3 滤波器的理论设计设计指标:中心频率f 0:2.45GHz ;带宽BW :100~200MHz (这里理论计算采用100MHz );输入、输出的特征阻抗均为50Ω;在f =2.15GHz 上衰减46dB ;选用纹波系数为0.01dB 的切比雪夫原型。

(1)、设计低通原型由公式(1)计算的'1ωω'=6, 则查图表得知阶数n =3,再次查找纹波系数为0.01dB 的切比雪夫原型的元件数值表的:g0=1,g1=0.6292,g2=0.9703,g3=0.6292,g4=1,'1ω=1。

(2)、计算导纳变换器的归一导纳由公式( 3 )、( 4 )、( 5 )计算得:001Y J =0.316,012Y J =0.08,023Y J =0.08,034Y J =0.316。

(3)、计算各平行耦合线节的奇模和偶模的阻抗由公式( 6 )、( 7 )计算得:( Z 0e )01=( Z 0e )34=50*(1+0.316+0.316*0.316)=70.7928Ω;( Z 0o )01=( Z 0o )34=50*(1-0.316+0.316*0.316)=39.1928Ω;( Z 0e )12=( Z 0e )23=54.32Ω;( Z 0o )12=( Z 0o )23=46.32Ω;(4)、计算平行耦合线节的W 、S 和L这部分计算由PUFF 完成:在PUFF 界面按F3,激活F3窗口,设置里面的数值为:“a clines 71Ω 39Ω 90°”表示a 是理想双传输线,长度为四分之一波长,偶模阻抗为71Ω,奇模阻抗为39Ω;“b clines 54Ω 46Ω 90°”表示b 是理想双传输线,长度为四分之一波长,偶模阻抗为54Ω,奇模阻抗为46Ω;(其奇偶模得阻值由前面计算所得,其计算带宽为100MHz 。

)把光标移到a ,安下“=”键,即得该传输线得参数值:L=12.523mm,W=0.846mm,S=0.292mm;同样得b 传输线得参数值为:L=12.217mm,W=1.099mm,S=1.482mm.理论设计完成,即可在ADS 中进行优化设计与仿真。

3、具体设计过程3.1创建一个新项目◇ 启动ADS◇ 选择Main windows◇点击建立一个新的project,出现下面对话框◇选择保存的路径和键入文件名,点击“ok”即创建了一个新项目。

◇点击,新建一个电路原理图窗口,开始设计滤波器。

3.2滤波器电路设计及仿真◇在中选择Tlines-Microstrip 类,然后在这个类里面分别选择、和并安放在适当的位置,4个和2个按照图1放好。

◇点击,加2个port,并按图所示位置放好。

◇单击连好线。

图1滤波器初始电路图◇双击图1中的,并修改下面对话框的内容,主要设定基片的各种属性。

其中H是基片的厚度,Er是介电常数,T为基片上面金属层的厚度,TanD 是基片的损耗。

◇依次双击图1中的和,并修改下面对话框的内容,主要设定微带线节的属性(数据前面已经计算得出,图1中的Mlin是2节50Ω的传输线,查表得宽度为1.07mm)。

◇在中选择Simulation-S_Param类,然后在这个类里面分别选择和并安放在适当的位置,点击,加2个地端,最后单击按照图2连好线。

图2 滤波器S参数的仿真电路◇双击图2中的,编辑下面的对话框,设定S参数仿真的频率范围。

◇按进行仿真。

◇在Data Display窗口,就是新弹出的窗口中,按键,选择下面对话框的内容S11、S12。

◇点击ok后即得滤波器的特性曲线如图3所示。

其带宽为190MHz,只是频率有所偏移,不能达到损耗要求,可以通过TURN改进。

图3◇在窗口中选择marker-new,然后在曲线中标识一个合适的点,以便优化所用。

如上图◇回到电路图的窗口,点击,进行协调修正优化,然后在下面的窗口中选择修正的参数并进行修正。

◇随着所修正参数值的变化,曲线也随着变化,达到满足要求后的值时按一下update按钮,即得到修正后的结果,各个参数值为a传输线L=12.1mm,W=0.85mm,S=0.3mm;b传输线L=12mm,W=1.08mm,S=1.55mm.最后的S参数仿真结果为:其带宽为190MHz,中心频率处的损耗为-0.25dB,满足设计要求。

5.2版图Momentum仿真◇撤掉S参数仿真的模型,恢复电路如图1所示,点击layout-Generate/Update layout,电路自动生成layout版图,如图所示:◇设置Substrate,点击,然后再点击,即完成设置模拟。

◇设置port,点击,编辑下面这个窗口,完成端口设置。

◇Mesh仿真,点击,输入下框中的频率数值,点击ok开始模拟。

◇最后进行simulate,点击,编辑下面对话框,如图:设置完后点击simulate,计算机则开始计算模拟,需花费一定时间。

模拟结束后自动打开data display窗口,显示各种曲线,如图◇然后点击,则出现下图:图4◇点击显示S参数的曲线,如图:S12 S参数曲线◇同上即得相位、输入输出阻抗等曲线,如图:S12相位曲线S21圆图输入阻抗曲线4、总结从最后的仿真结果可以看出仿真结果与理论设计得100MHz带宽有一定的误差。

分析其误差得来源主要有:1、计算滤波器阶数以及切比雪夫原型的元件值所查得图表得误差;2、计算归一导纳和奇偶阻抗的数据舍入的误差;3、理论计算没有考虑基片的损耗,而ADS软件是一个工程软件,设计模拟过程中考虑了基片的损耗、外界的干扰等各种因素,使得每一节的耦合线得Q值降低,一共有4节,从而带宽明显比理论值大,这个是最主要的原因。

但是设计指标的带宽要求是100M~200M,所以应用ADS软件的设计结果还是满足设计要求。

无源器件的设计相对简单,设计的关键就是各个参数值的计算,这个需要计算机辅助设计,PUFF这样的软件给了很好的设计帮助,最后还要靠ADS 软件的协调优化功能以达到最佳的设计。

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