ADS低通滤波器设计
(完整word版)切比雪夫低通滤波器
(完整word版)切比雪夫低通滤波器课程设计题目：院(系）：专业：学生姓名：学号：指导教师：2014 年01 月03 日切比雪夫低通滤波器摘要:利用ADS2008软件设计切比雪夫型低通滤波器，通过最终的图像，分析该滤波器的功能特性，并与其他滤波器对比分析，阐明此种滤波器的优点所在。
关键字：ADS2008软件切比雪夫低通滤波器功能特性目录摘要 (1)1滤波器概述 (3)1。
1滤波器分类 (3)1。
2根据滤波器的选频作用分类 (4)1.3根据“最佳逼近特性”标准分类 (4)1。
4理想滤波器 (5)2切比雪夫低通滤波器设计 (7)2.1新建滤波器工程 (7)2.2建立一个低通滤波器设计 (7)3 设计心得 (12)4 参考文献 (13)1、滤波器概述滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。
在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。
广义地讲,任何一种信息传输的通道（媒质）都可视为是一种滤波器。
因为，任何装置的响应特性都是激励频率的函数，都可用频域函数描述其传输特性.因此，构成测试系统的任何一个环节，诸如机械系统、电气网络、仪器仪表甚至连接导线等等，都将在一定频率范围内，按其频域特性，对所通过的信号进行变换与处理.1.1 滤波器分类:滤波器特性可以用其频率响应来描述，按其特性的不同，可以分为低通滤波器,高通滤波器,带通滤波器和带阻滤波器等.低通滤波器有很多种，其中,最通用的就是巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器。
巴特沃斯滤波器是滤波器的一种设计分类，其采用的是巴特沃斯传递函数，有高通、低通、带通、带阻等多种滤波器类型.巴特沃斯滤波器在通频带内外都有平稳的幅频特性，但有较长的过渡带，在过渡带上很容易造成失真。
切比雪夫滤波器同巴特沃斯滤波器相添加图片比，切比雪夫滤波器的过渡带很窄，但内部的幅频特性却很不稳定。
巴特沃斯响应能够最大化滤波器的通带平坦度.该响应非常平坦，非常接近DC信号，然后慢慢衰减至截止频率.巴特沃斯滤波器特别适用于低频应用，其对于维护增益的平坦性来说非常重要。
ads设计的滤波器.
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》课件
重新仿真
进行二次仿真以验证调整后的电 路性能ຫໍສະໝຸດ ADS设计滤波器的注意事项
元器件的选择要合理
根据设计需求选择适合的元器件
仿真设置要正确
准确设置仿真参数，以获取准确的仿真结 果
连接要准确
确保元器件之间的连接正确无误
调整参数要谨慎
在调整元器件参数时要小心谨慎，避免影 响整体电路性能
ADS设计滤波器的示例
2 高通滤波器 4 带阻滤波器
ADS设计滤波器的流程
1
新建Schematic
创建电路原理图
选择合适的元器件
2
根据设计需求选择合适的电子元
器件
3
连接元器件
将元器件正确连接成电路
添加控制器和仿真设置
4
配置控制器以及设置仿真参数
5
进行仿真
运行仿真并观察电路性能
调整元器件参数
6
根据仿真结果调整元器件参数
7
低通滤波器的设计
设计一个低通滤波器来滤除 高频噪声
带通滤波器的设计
设计一个带通滤波器来提取 特定频率范围内的信号
带阻滤波器的设计
设计一个带阻滤波器来抑制 特定频率范围内的信号
总结
1 ADS是RF、微波电路设计的重要工具 2 滤波器在通信、雷达等领域有广泛应用 3 ADS设计滤波器要注意元器件的选择和仿真设置的正确处理
《ADS设计滤波器》PPT 课件
# ADS设计滤波器
什么是ADS？
ADS是高级设计系统（Advanced Design System）的简称，用于RF、微波电路的 设计和仿真。
滤波器的作用
1 抑制不需要的信号，保留有用信号 2 在通信、雷达等领域有广泛应用
基于ADS设计2GHz阶跃阻抗低通滤波器讲解
课程设计说明书题目：基于ADS设计2GHz阶跃阻抗低通滤波器学院（系）：年级专业：学号：学生姓名：指导教师：教师职称：基于ADS设计2GHz阶跃阻抗低通滤波器摘要：用微带或带状线实现低通滤波器的一种相对容易的方法是用很高和很低特征阻抗的传输线交替排列的结构。
这种滤波器通常称为阶跃阻抗或高Z-低Z滤波器，由于它结构紧凑且较容易设计，因此是首选设计方法。
在设计2GHz阶跃阻抗低通滤波器时，核心之一是采用阻抗和频率定标公式，用低阻抗和高阻抗线代替串联电感和并联电容。
关键词：阶跃阻抗低通滤波器；微带线；定标公式；Based on the ADS design 2 GHZ step impedancelow pass filterAbstract: Using microstrip or stripline low pass filter is a relatively easy way with high and low characteristic impedance of the transmission structure arranged alternately. This filter is usually called step impedance is low or high Z - Z filter, due to its compact structure, and is easier to design, so design method is preferred. In design 2 GHZ step impedance low pass filter, one of the core is the impedance and frequency calibration formula, with low impedance and high impedance line instead of series inductance and the shunt capacitance.Key words: Step impedance low pass filter; Microstrip line. Scaling formula;学习目的1. 学习射频电路的理论知识；2. 掌握ADS并可以设计射频电路；3. 通过ADS设计阶跃阻抗低通滤波器；学习器件ADS(Advanced Design system)软件ADS软件介绍ADS全称Advanced Design system，是Agilent公司2008年推出新版本的EDA软件。
基于ADS和HFSS低通滤波器设计与仿真
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。
ads低通滤波器的设计与仿真
利用ADS自带的集总方式得出切雪夫 低通滤波器的阶数如下图：
可得阶数为n=11
之后直接利用集总生成切比雪夫滤波器， 然后用如下图的功能把切比雪夫滤波器中的 电感、电容转换为微带线。
转换过程中把电介质设为2.2，基板厚度设为 0.8mm(这里使用的是已经验证可用)。把转 换完的11阶微带电路复制到另一个新建设计 面页，连成如下图所示，并连成如下电路，
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。
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。
参数、变量什么的都设完后自动优化加手动 都达不到理想波形，通过讨论后加上T型接 头才能调出理想波形。
图形改为如下所示，设计变量参数、微 带参数和S参数
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
设置S参数中 扫描的频率范 围和步长如右 图
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
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
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
ADS报告
1.集总参数低通滤波器仿真设计要求：1通带频率范围为0GHz-0.1GHz2通带内衰减小于0.6dB3在0.2GHz时的衰减大于40dB4用制作在介电常数4.4；厚底0.5mm板材上的微带线将集总参数元件;并优化集总参数元件值..集总参数低通滤波器微带线总电路图微带线参数和优化后元件参数优化目标设置频谱仿真图2. 集总参数带通滤波器仿真设计要求：1带通滤波器的中心频率为150MHz2通带频率范围为140MHz-160MHz3滤波器响应为最大平滑4通带内最大衰减为3dB5在100MHz和200MHz时衰减大于30dB6用制作在介电常数4.4；厚底0.5mm板材上的微带线将集总参数元件;并优化集总参数元件值..集总参数带通滤波器微带线总电路图微带线参数和优化后各元件参数优化设置目标频谱仿真图3.微带支节线低通滤波器仿真设计要求：1通带频率范围为0GHz-4GHz2通带内衰减小于3dB3在6GHz时的衰减大于25dB4系统特性阻抗为50Ω5微带线基板的厚度为0.5mm;基板的相对介电常数选为4.4 生成版图后;用momentum对版图进行仿真支节线低通滤波器微带线总电路图支节线低通滤波器微带线电路局部图1 支节线低通滤波器微带线电路局部图2 微带线参数设置支节线低通滤波器频谱图支节线低通滤波器版图支节线低通滤波器版图仿真图4. 微带平行耦合线带通滤波器仿真设计要求：1带通滤波器的中心频率为2GHz2通带频率范围为1.9GHz-2.1GHz3通带内衰减小于1.5dB4在1.7GHz和2.3GHz时衰减大于20dB5系统特性阻抗为50Ω6微带线基板的厚度为0.5mm;基板的相对介电常数选为4.4 生成版图后;用momentum对版图进行仿真微带平行耦合线带通滤波器总电路图微带线参数和优化后各元件参数优化目标参数设置微带平行耦合线带通滤波器版图微带平行耦合线带通滤波器频谱仿真图微带平行耦合线带通滤波器版图仿真图5. 3dB单节功率分配器的仿真设计3dB单节功率分配器中心频率为1.8GHz带宽为0.4GHz微带线基板的厚度为0.5mm微带线基板的相对介电常数为4.4各个端口传输线的特性阻抗采用50Ω生成版图后;用momentum对版图进行仿真3dB单节功率分配器总电路图3dB单节功率分配器频谱仿真图3dB单节功率分配器版图3dB单节功率分配器版图仿真图。
基于ADS的微带高低阻抗线低通滤波器的优化设计
【 摘 要 】高选择性的滤波器被广泛地关 注和使 用，并成 为通信 系统中至关重要 的器件 。文章介绍 用 Ａ ＤＳ软件 实现一种半
集总元件 高低 阻抗线低通滤 波器，它是 用高阻抗 线来模 拟 串联 电感 ，用低 阻抗线来模拟并联 电容 ，把若干 高阻抗线和低 阻抗现 交替级联起来 ，这就构成 了滤波 器。高低 阻抗 线滤波器具有结构 简单、容 易加工等优点。
的不 同 （ 通常是按最大平坦度特性或者契 比雪夫特性 设计 ） ， 将其衰减多项式和 Ｌ 、Ｃ梯 形 的 衰 减 特 性 多 项 式 逐 项 进 行 比较
系 数 ， 即可 得 出 个 元 件 归 一 化 数 值 。 具 体 设 计 是 可 查 阅 滤 波
器设计手册 。
ｉ给 出初始数据为 电源 内阻 Ｚ 、截止频率 １ ． ｎ 、截止频率 时 的 衰 减 或 者 通 带 内 的纹 波 ， 以 及 通 带 外 衰 减 上 升 坡度 。 根 据给定 的带外 衰减及带外上 升坡度 的要求 ，决定滤 波器 的最 少节数 。 ２ 根据节数 ｎ 通过查表得到低通原型滤波器归一化元件 ． ， 参量数值表中找出各节元件参量值。
ｉ ｎ
（
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 则近似相 当于一个 电感和 Ｚ 串联 ；反之 ，则近似相 当于一个 电容和 Ｚ 并联 。从而实现原 ．
型计步 骤 三
图 １微 带低 通 滤 波 器原 型 其 中 Ｒ是 电源 内 阻 ，Ｒ ＋ 是 负 载 电阻 。通 常 情 况 下 ，微 ｎｌ 波 滤 波 器 的 电源 和 传 输 线 是 匹 配 的 ，即 Ｒ Ｚ 。根 据 设计 方法 ＝ ０
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微带低通滤波器-图文
ADS微带低通滤波器-图文微带低通滤波器ADS仿真实验3100403028刘骥通信101一．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ADS2022软件二．具体指标1.具有最平坦响应2.截止频率c2.5GHz3.在4GHz处的插入损耗必须大于20dB4.阻抗为50，采用6阶巴特沃兹低通原型，最高实际线阻抗为120，最低实际阻抗为20，采用的基片参数为d1.58mm,r4.2,tan0.02，铜导体的厚度为t0.035mm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，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：|w4|110.6wwc2.5，由下图1.1看出，对于n=6的曲线，当(||1)0.6wc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：g10.5176,g21.4142,g30.9318,g40.9318,g51.4142,g60.5176。
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,画微带线原理图画好的原理图如图2.电路参数的设置添加器件MSUB，双击MSUB，添加参数如图打开tool->LineCalc->StartLineCalc,计算各个微带先的长（l）和宽（w），在ubtrateparameter窗口设置介质的参数，参数值根据前面MSUB控件填写。
在electrical填入Z0(微带线特性阻抗),E_Eff(微带线电长度)，然后单机Syntheize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Syntheize前要把Phyical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值，如图1.8图1.8接着添加S-PARAMETERS,START=0GHz，Stop=5GHz,Step=0.01GHz。
基于ADS的微带线阶梯阻抗低通滤波器设计
图 1 实际低通滤波器原型
采用电容输入式梯形网络，图 1 中各元件的cZc C3＝g3/2πfcZc L2＝L4＝g2Zc/2π fc
（2） （3） （4）
在计算滤波器的结构尺寸过程中，一般对选用的高低阻
抗传输线有如下要求：
Z oh
³
gLZC p /4
Z oL
£
pZC 4 gc
（5） （6）
Zoh 是当选取高阻抗线作为传输线时，计算得出的高阻抗
线的特性阻抗，ZoL 是计算得出的低阻抗线的特性阻抗。实际
等效于一串联电感，低阻抗线近似等效于一并联电容，把相应的高阻抗线和低阻抗线相互级联起来，这就构成了微带低通滤
波器，其具有结构简单，容易加工等优点。文章进行了理论计算，并用 ADS 进行了优化仿真，仿真结果显示其具有良好的
频带响应特性。
【关键词】滤波器设计；阶梯阻抗滤波器；ADS 软件；频带响应
【中图分类号】TN713
Key words: filter design; step-impedance microstrip line; ADS software; frequency response
1 介绍
滤波器在通信/雷达系统中发挥着重要的作用[1]，随着信 息技术的发展，人类对通信系统的要求也越来越高，随之而 来的是信号频域的更加拥挤，各种频段的通信系统也相应出 现，这就出现了频段间的串扰问题，滤波器应运而生，并且 其性能很大程度上决定于传输信号的质量，直接影响到整个 系统性能好坏。微带滤波器具有设计灵活，质量轻，可以在 PCB 板上进行设计，便于集成化等诸多优点。尤其是在微波 频段，高选择性的滤波器被广泛应用，已经成为通信系统中 至关重要的电子器件。本文采用微带线高低阻抗线来设计一 种截止频率为 2GHz 的低通滤波器[2]，仿真结果显示其基本满 足设计要求。
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。
ads课程设计报告
电磁场与微波技术课程设计报告课题：微带低通滤波器的设计专业：通信工程班级： 0802：曾水香林少玲洁然指导老师：胡驰设计时间：2011年3月13日—2010年6月13日工程学院电子信息与电气工程系通信教研室前言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，因此本次设计是对微带滤波器的学习，以及熟悉ADS软件的使用，与此同时加深对微波的理解。
滤波器是一种选择装置，他对输入信号进行加工和处理，从中选出某些特定的信号进行输出，主要任务是对输入信号进行选频加权传输。
目录1 微带滤波器的原理 (3)2 滤波器的分类 (3)3 微带滤波器的设计指标 (4)4 微带低通滤波器的设计 (4)4.1建立工程 (6)4.2原理图和电路参数设计 (6)4.3 微带线的设计步骤 (11)4.4 设计图的仿真 (14)4.5 优化电路参数 (15)5 设计小结 (21)6 设计心得 (21)7 参考资料 (21)1 微带低通滤波器的原理低通滤波器根据定义应该是：在通带滤波器的变换器损耗LA 为零, 而在止带LA 应该无穷大。
低通滤波器是指车载功放中能够让低频信号通过而不让中、高频信号通过的电路，其作用主要有两个，一是滤去信号中的中频和高频成分，使滤波器输出的低频有用信号成分尽可能强；二是抑制信号带外噪声，使滤波器输出噪声的成分尽可能小，减小噪声对信号的影响。
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。
基于ADS的射频低通滤波器设计与仿真
射频系统仿真实验报告射频滤波器设计姓名：学号：一、设计要求设计一个三阶原型Butterworth 低通滤波器。
要求：H f =10GHz ，电长度4πθ=。
二、设计方案在三阶原型Butterworth 低通滤波器的基础上，采用kuroda 变换。
变为可实现的结构。
1) 三阶原型Butterworth 低通滤波器：注：并联元件的单位是电纳，串联元件的单位是电抗2) 传输线实现集总参数的电感电容：θtg jZ jX Z L L 0== （8λ的短路线） θjtg 记为S θtg jY jB Y c c 0== （8λ的开路传输线）3) 插入单位元件后再进行Kuroda 规则变换。
目的是变成可实现的物理结构。
采用如下变换：取121Z Z Z N +=时两者等效。
所以Z=1的单位元件并联Y=1的8λ开路传输线变为：Z=1/2的8λ短路传输线和Z=1/2的单位元件相串联。
上图交换为如下：4) 再插入一个单位元件，如下图：⇔利用Kuroda 规则：取121Z Z Z N +=即可。
所以Z=1的单位元件串联Z=1/2的8λ短路传输线变为：并联的Y=3的8λ开路传输线和Z=1.5的单位元件。
所以Z=1/2的单位元件串联Z=2的8λ短路传输线变为：并联的Y=8/5的8λ开路传输线和Z=2.5的单位元件。
整个电路如下图：5) 阻抗交换：采用8λ开路传输线单位值Ω⨯50。
∴ 变换后特征阻抗为：⇔0.333333 16.66671.5 75.0000 0.625 31.25002.5 125.0000 1 50.00006) 物理尺寸计算得到另外4段微带线尺寸如下：归一化值 Z 的特征阻抗宽度W 长度P 单位：mil 频率：10GHz 电长度：45°1/3 Ω67.16 126.6 103.098 1.5 Ω75 15.0051 110.234 5/8 Ω25.31 58.2277 105.493 2.5 Ω125 4.3755113.6 1Ω5029.9473107.84三、仿真分析①Project 导航条内。
课程设计——基于ADS的微带滤波器设计
课程设计报告题目：基于ADS的微带滤波器设计姓名：学号：班级：电子101专业：电子信息工程指导老师：提交时间： 2014-01-051.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）。
f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X（dB）处对应的左、右边频点。
通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。
分数带宽=BW3dB/f0×100%，（4）纹波：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。
(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。
电子电路设计(ADS)实验报告
电子电路设计实验（一）实验报告一、实验名称：低通滤波器的设计二、低通滤波器的作用及组成：低通滤波器就是让某一频率以下的信号分量通过，而对该频率以上的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置。
低通滤波器容许低频信号通过, 但减弱(或减少)频率高于截止频率的信号的通过。
三、仿真原理图：四、仿真过程：1、建立工程，编辑工程文件。
选择电容、电感、电阻、接地和Simulation-S_Param 元器件，放置在合适的位置，用导线连接各元件（详见仿真电路图）。
2、设置S参数控件参数。
双击S参数控件，打开参数设置窗口，将“Step-size”设置为0.5GHz，在【display】选项卡勾选需要显示的参量，单击OK,保存退出。
3、显示仿真数据。
执行菜单命令【Simulate】/【Simulate】，开始仿真，显示相关的状态信息。
选择矩形图图标以方块图显示数据，选择S（2,1）参数，显示低通滤波器的响应曲线。
执行菜单命令【Marker】/【New】，将三角标志放置到仿真曲线上。
4、保存数据窗口。
5、调整滤波器电路。
调整原理图显示方式，使其与当前窗口的大小相适应，单击调谐图标，选中L1和C2，在数据窗口调节L1和C2的值，在调节过程中，单击“Update Schematic”按钮更新原理图中相应元件的参数值。
在调整到仿真曲线达到技术指标后，保存参数退出。
五、仿真结果：六、实验总结：通过本次实验，我初步掌握了ADS2009仿真软件的使用方法，并按要求使用该软件设计了一个低通滤波器，而且仿真成功，得到了理想的实验数据。
在实验操作过程中，我逐渐熟悉了ADS20009仿真软件的各项功能，并且能够熟练操作，这为将来使用该仿真软件打下了基础。
电子电路设计实验（二）实验报告一、实验名称：直流仿真二、直流仿真介绍：直流仿真用于测试所设计电路的直流工作点特性，可以检测电路的拓扑结构、功耗等。
对于交流仿真和S参数仿真，直流仿真用于确定非线性元件的线性模型。
用ADS设计阶跃阻抗低通滤波器
在《射频电路设计与仿真实例》的4.4 阶跃阻抗低通滤波器的ADS仿真中，
首先根据巴特沃斯滤波器低通原型元器件值（如下表），设计出6阶低通原型滤波器，如下图（各元件参数已知）：
这里有一个问题：表4-2中给出的导纳值是实数，低通原型电路中却用电容和电感，这两者是怎么统一的？（实数不是应该表示电阻吗？我想可能是我对巴特沃斯滤波器不熟悉。
能否帮我解释一下这个表中的数值与这个电路之间的关系？）
然后画出滤波器原理图基本结构如下（8个微带线串联）：
然后利用LineCalc计算以上微带线的物理参数，计算结果如下：
问题：
1、低能原型里面只有6个元器件，这里为什么要用8段微带来等效？两边50ohm 的微带是不是用来与前后电路匹配用的？电长度为什么要用90度？
2、由电尺寸计算物理参数时，要知道每一段微带线的特性阻抗和电长度。
根据公式g
z Z Z 50*0==得到的结果与表中的结果不同，是公式应用错误吗？正确的转换方法是什么？
3、每段微带线的电长度怎么计算出来？。
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。
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过程，研究滤波器可以去除输入信号中不必要的信息，也可以消除噪声对输入信号的干扰，它在微波中级通讯、卫星通讯、雷达技术、电子对抗以及微波测量仪器中，都有广泛应用。
在1937年，由W．P Mason和R．A．Sykes发表的文章中首先研究了微波滤波器，他们是利用了ABCD参数推导出了大量有用滤波器相位和衰减函数。
应用映像参数方法当时主要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。
映像参数方法的工作大多在MIT实验室由Fano和Lawson完成，他们的著作对于微波滤波器有比较清晰的介绍，甚至在40年后还有应用价值。
在随后的微波滤波器理论的研究和发展过程中，许多专家和学者做出了重大的贡献。
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实用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法做出了较全面、系统的介绍，但主要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分布时的偶模网络和相应的偶模矩阵的综合方法。
Levy建立了集总和分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建立起了线性相位滤波器理论。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
滤波器原理图设计-----电路参数设置
• 打开Tools->LineCalc->Start LineCalc计算各个微带线的长和宽 • 先按照MSUB的参数填写SubstrateParameter，频率设为2.5GHz • 然后按照表格填写Z0和E_Eff，注意要把W和L单位设为mm
节数 1 2 3 4 5 1 0.517 1.414 1.932 1.932 Z0 50 20 120 20 120 E_Eff 90 11.8 33.8 44.3 46.1 W 3.11445 11.3526 0.391252 11.3526 0.391252 L 16.7722 2.09273 6.7586 7.74399 9.21809
w0 = 2.77887 w1 = 12.6961 w2 = 424.403e-03 w3 = 10.1017 w4 = 475.833e-03 w5 = 10.12 w6 = 358.642e-03
滤波器原理图设计-----优化比较
微带滤波器版图生成-----生成版图
微带滤波器版图生成-----添加port
• 最后添加两个PORT 分别加在原理图最左边和最右边两个port口
微带滤波器版图生成-----EM仿真
• 点击 ，设置为
微带滤波器版图生成-----EM仿真
• 点击simulate，静待几分钟仿真出来的传输特性
• 出现这个是license的问题，去/thread-471722-11.html下载补丁
• 先让两个term和接地失效，单机图标 ，然后单击Term和接地
• 然后点击Layout->Generate/UpdataLayout，点击OK
微带滤波器版图生成-----设置基板
• 添加substrate基板 ，设置参数
微带滤波器版图生成-----设置介质
微带滤波器版图生成-----材料的基本参数
滤波器原理图设计-----添加S参数
• 在左边Palette中选 择SimulationS_Param，拖出SP 控件 • 设置好 START=0GHz， Stop=5GHz,Step= 0.01GHz
滤波器原理图设计-----初步仿真
• 点击仿真按钮
• 选择RectangularPlot，拖出来后选择添加S(2,1)，单位db，点击OK
滤波器原理图设计-----新建工程
• 打开ADS2015软件，点击File->new->Workspace
• 设置名称为LPF_wrk，然后点Finish即可 • 点击窗口上的 图标，新建一个原理图，点击OK
滤波器原理图设计-----画微带线原理图
MLIN选项在左边Palette的TLines-Microstrip中
滤波器原理图设计-----电路优化
• 在左边Palette选择Optim/Stat/DOE，拖出Optim控件， 将Number of iterations改为500
• 添加goal目标控件，双击设置相应的参数，本实验设置了 三个goal，即三个优化的目标，分别为S21两个（S21用来 设定滤波器的通带和阻带频率范围及衰减情况），S11一 个（S11用来设定通带内的反射系数）
滤波器原理图设计-----最终电路图
滤波器原理图设计-----优化仿真
• 点击----优化仿真
• 然后点击update design
• 最终参数：
l0 = 16.2982 l1 = 2.88061 l2 = 7.26806 l3 = 6.51949 l4 = 8.23968 l5 = 5.39926 l6 = 3.49397
ADS低通滤波器设计
组员：范赛龙 袁震宇 郑波 赵泰愚 周昌兴
实验目的
• 了解微带低通滤波器的设计方法及原理
• 熟悉ADS软件
具体指标
•
设计步骤
• 根据设计要求确定低通原型元器件值
• 所需微带线的电长度，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 • 根据得到的线宽和线长进行建模并仿真计算
6 7
8
1.414 0.517
1
20 120
50
32.4 12.3
90
11.3526 0.391252
3.11445
5.66278 2.45949
16.7722
滤波器原理图设计-----添加变量
• 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。
• 选择Insert->VAR在原理图中添加 VAR然后双击，在“Name”文本 框中输入变量的名称，“Variable Value”文本框中输入变量的初值， 单机【ADD】添加变量 • 然后单击【Tune/Opt/Stat/Doe..】 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。其中， “Enable/Disabled”表示该变量 是否能被优化，“Minimum Value”表示可优化的最小值， “Maximum Value”表示可优化 的最大值
微带滤波器版图生成-----EM仿真
结论
• 观察得之滤波器在通带 内（0~2.5GHz）插入 损耗小于3.439dB，在 4~5GHz之间大于 28.096dB，满足设计 要求
滤波器原理图设计-----电路参数设置
• 添加MSUB控件，双击添加参数
• H:基板厚度(1.58mm) • Er:基板相对介电常数(4.2)
• Mur:相对磁导率(1)
• Coud:金属电导率(5.88e7) • Hu:封装高度(1.0e33mm) • T:金属层厚度(0.035mm) • TanD:损耗角正切(0.02) • Rough:表面粗糙度(0mm)