基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计

基于ADS的微带线带通滤波器设计摘要：该文章讨论的是基于ADS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ADS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ADS软件对其进行优化仿真，以得到更加优质的带通滤波器。

关键词：带通滤波器；微带线；传输线；ADS1.引言随着近年来无线通信技术的迅猛发展，微波滤波器已经成为作为辨别分离有用和无用资源的重要部件，并大量使用于通信系统领域，其性能的优越直接影响整个通信系统的质量。

现代通信对微波滤波器的整体要求越来越高，以求得到更加微小化、轻量化、集成化的高性能低成本的滤波器。

本文设计运用微带滤波器印刷电路的方法，可以满足尺寸小、成本低且性能稳定的要求，被广泛运用于无线通信系统中。

目前在无线通信系统领域中，微波滤波器的种类日益增多，性能和设计方法各有差异。

但总体来看，微波滤波器的设计大都采用从集总参数的低通原型滤波器出发经过一系列变换得到的。

本章讨论的是平行耦合微带线带通滤波器的设计，它同样是基于集总参数低通原型滤波器出发，经过等效变换可以得到与带通滤波器相应的低通原型模型，再经过阻抗倒置变换或导纳变换便可以得到相应的带通滤波器的设计模型及相关参数。

本文首先介绍微带线带通滤波器的设计原理，然后根据基本原理推导出滤波器的相关参数，再运用ADS软件进行制作、优化和仿真，最后将完整的设计图纸和相关参数拿到工厂加工制成成品。

为了验证该微带线带通滤波器的设计和仿真的正确性，本文采用网络分析仪对该滤波器进行了相关测试，测试结果和仿真效果相吻合。

2.微带线带通滤波器的设计原理及设计过程根据滤波器综合理论，低通原型滤波器是设计其他滤波器的基础。

本文设计的带通滤波器同样是在低通原型滤波器的基础上经过变换得到的。

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。

基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计及优化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。

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。

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-15dB4. 滤波器选用与微带线的计算2.dB 切比雪夫滤波器， 5 阶。

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)。

基于ADS的平行耦合滤波器的设计文中根据平行耦合微带线的原理，详细阐述了滤波器的设计步骤，利用此方法设计了通带为3.0-3.1GHz，带内波纹为3dB的平行耦合型滤波器，结合ADS 射频软件对所设计的滤波器进行了仿真及优化。

结果证明设计的滤波器满足设计指标的要求，效果良好。

标签：平行耦合；滤波器；ADS引言滤波器是一个二端口网络，其功能是用来消除干扰杂讯，得到一个特定频率或消除一个特定频率，滤波器是电路系统中一个必不可少的部分，当频率不高时，滤波器可以由集总元器件的电感和电容构成，但当频率高于500MHZ时，电路寄生参数的影响不可忽略，滤波器通常由分布参数元器件构成。

在射频系统中，由于频率过高，所以滤波器通常由分布参数元器件构成，所以人们对微波滤波器的研究越来越多，文章中所介绍的平行耦合型滤波器就是微波滤波器的一种，它具有体积小，质量轻，易于实现等优点。

1 平行耦合型滤波器原理平行耦合微带线就是有两根宽度为W，间距为S，长度为L的两根相互平行的微带线共同印制在一块介质层厚度为h，相对介电常数为？着r的接地板上。

图1为平行耦合微带线的横截面结构图。

平行耦合型微带线由于放置在公共接地板上，必然会产生耦合效应，致使它的传输模式不是TEM模，分析起来比较复杂，但是平行耦合微带线中传输模特性又与TEM模相差较小，所以我们可以看成TEM模式来处理，这样就可以使用奇偶模激励的分析方法对耦合微带线进行分析。

如此我们就可以通过下面的步骤设计平行耦合微带线滤波器。

2 平行耦合型滤波器设计步骤（1）根据工程需要的衰减和波纹参数，选定设计方法之后，确定低通原型的阶数，接着通过查对应的参数表得到低通滤波器原型的归一化参数，g0，g1，g2，gn，gn+1。

（2）确定上、下边频，然后根据上边频？棕1和下边频？棕2和及中心频率？棕0确定归一化带宽。

中心频率？棕0=（？棕1+？棕2）/2，归一化带宽BW=？棕1-？棕2/？棕0。

第33卷第4期2010年8月电子器件C h i n e s e J o u r n a l o f E l e c t r o nD e v i c e sV o l .33　N o .4A u g .2010收稿日期:2010-04-13 修改日期:2010-04-27D e s i g na n dO p t i m i z a t i o no f P a r a l l e l C o u p l e d Mi c r o s t r i pL i n e s B a n d -P a s s F i l t e r B a s e d o n A D SZ H A N GF u h o n g ＊,Z H A N GZ h e n q i a n g ,M A J i a j i a(S c h o o l o f C o m m u n i c a t i o nE n g i n e e r i n g ,H a n g z h o uD i a n z i U n i v e r s i t y ,H a n g z h o u 310018,C h i n a )A b s t r a c t :T h i s p a p e r i n t r o d u c e s a m e t h o d o l o g y f o r d e s i g n a n d o p t i m i n a t i o n o f t h e m i c r o s t r i p b a n d -p a s s f i l t e r w i t h t h e a i d o f A D S (A d v a n c e d D e s i g n S y s t e m ),a n d p r e s e n t s d e s i g n s t e p s .Ac e n t e r f r e q u e n c y o f 2.6G H z ,b a n d w i d t h o f 200M H z m i c r o s t r i p b a n d -p a s s f i l t e r i s i m p l e m e n e d ,i t s o p t i m i z a t i o n e x a m p l e a n d s i m u l a t i o n r e s u l t s a r e g i v e n b yt h e m e t h o d o l o g i c d e s i g nm e t h o da n dA D S ,a n d M o m e n t u m s i m u l a t i o nr e s u l t s o f t h e c i r c u i t l a y o u t a r e o b t a i n e d .S i m u l a t i o n r e s u l t s m e e t t h e d e s i g n r e q u i r e m e n t s a n d s h o wt h a t t h i s a p p r o a c h i s f e a s i b l e .K e y w o r d s :p a r a l l e l c o u p l e d m i c r o s t r i p l i n e ;b a n d f i l t e r ;A D S ;d e s i g n ;o p t i m i z a t i o n E E A C C :1270 d o i :10.3969/j .i s s n .1005-9490.2010.04.009基于A D S 的平行耦合微带线带通滤波器的设计及优化张福洪＊,张振强,马佳佳(杭州电子科技大学通信工程学院,杭州310018)摘　要:介绍一种借助A D S (A d v a n c e d D e s i g n S y s t e m )软件进行设计和优化平行耦合微带线带通滤波器的方法,给出了清晰的设计步骤,最后结合设计方法利用A D S 给出一个中心频率为2.6G H z ,带宽为200M H z 的微带带通滤波器的设计及优化实例和仿真结果,并进一步给出电路版图M o m e n t u m 仿真结果。

本科生毕业论文(设计)题目：基于ADS的微带耦合滤波器的设计学生姓名：学号：专业班级：指导教师：完成时间：2014年月日目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 背景 (1)1.2 研究意义 (2)1.3 设计要求 (2)1.4 方案比较与选择 (3)1.4.1 方案一：基于ADS设计平行耦合微带线带通滤波器 (3)1.4.2 方案二：基于Designer的多带外零点微带带通滤波器仿真设计 (3)1.4.3 方案三：基于FPGA的FIR数字滤波器的设计与仿真 (4)第二章关于低通滤波器的设计 (5)2.1 低通原型滤波器 (5)2.1.1 滤波器的基本原理 (5)2.1.2 低通滤波器的设计指标 (7)2.1.3 低通原型滤波器的设计 (7)2.2 低通滤波器原理图设计 (7)2.2.1 仿真参数设置和原理图仿真 (9)2.2.2 原理图仿真 (10)第三章平行微带耦合滤波器的设计 (11)3.1 传输线理论 (11)3.1.1 微带线的结构及传输模式 (11)3.1.2 耦合微带线及其传输模式 (11)3.1.3 传输线的基本特性参数 (12)3.2 微带滤波器的技术指标 (14)3.3 平行微带耦合滤波器的设计 (14)3.3.1 平行耦合微带线带通滤波器的原理 (14)3.3.2 设计指标 (16)3.3.3 生成滤波器的原理图 (17)3.3.4 微带线计算工具 (18)3.3.5 设置微带器件的参数 (18)3.3.6 添加变量 (19)3.3.7 S参数仿真电路设置 (20)第四章电路优化 (21)4.1 优化目标控件 (21)4.2 参数优化 (22)4.3 观察仿真曲线 (23)4.3.1 原理图 (23)4.3.2 原理图的仿真 (24)4.3.3 平行耦合型滤波器的最终设计参数 (25)结论 (27)参考文献 (28)致谢 (30)摘要滤波器是最基本的信号处理器，滤波器的主要特性包括低通、高通、带通、带阻衰减。

基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计及优化
张福洪;张振强;马佳佳
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】2010(033)004
【摘要】介绍一种借助ADS(Advanced Design System)软件进行设计和优化平行耦合微带线带通滤波器的方法,给出了清晰的设计步骤,最后结合设计方法利用ADS给出一个中心频率为2.6 GHz,带宽为200 MHz的微带带通滤波器的设计及优化实例和仿真结果,并进一步给出电路版图Momentum仿真结果.仿真结果表明:这种方法是可行的,满足设计的要求.
【总页数】5页(P433-437)
【作者】张福洪;张振强;马佳佳
【作者单位】杭州电子科技大学通信工程学院,杭州,310018;杭州电子科技大学通信工程学院,杭州,310018;杭州电子科技大学通信工程学院,杭州,310018
【正文语种】中文
【中图分类】TN713
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1.平行耦合式微带线带通滤波器的ADS辅助设计研究 [J], 邓建平;胡泽宾;赵惠昌
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3.基于ADS简易设计及优化的平行耦合微带线带通滤波器 [J], 尹彩霞;刘小亚
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5.平行耦合微带线带通滤波器的设计及优化 [J], 高蟠;李少甫;何永斌
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基于ADS的平行耦合滤波器的设计
王亚亚;姬冠妮
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2015(000)012
【摘要】文中根据平行耦合微带线的原理，详细阐述了滤波器的设计步骤，利用此方法设计了通带为3.0-3.1GHz，带内波纹为3dB的平行耦合型滤波器，结合ADS射频软件对所设计的滤波器进行了仿真及优化。

结果证明设计的滤波器满足设计指标的要求，效果良好。

【总页数】1页(P76-76)
【作者】王亚亚;姬冠妮
【作者单位】西安交通工程学院，陕西西安 710300;西安交通工程学院，陕西西安 710300
【正文语种】中文
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5.基于ADS的平行耦合微带带通滤波器的优化设计
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平行耦合微带线带通滤波器分析与设计刘新红【摘要】为了克服平行耦合微带线带通滤波器设计中存在的尺寸大、需要查表、优化困难等问题，提出了一种平行耦合微带线带通滤波器基于ADS软件的设计方法。

经过深入的理论分析发现，平行耦合线带通滤波器系统阻抗微带线非谐振单元，长度可尽量取短以减小电路尺寸；利用ADS软件自带滤波器设计工具可得到低通滤波器原型，省去了查表的麻烦；在版图优化上采用调谐方法比优化方法更有效。

仿真结果表明，所设计带通滤波器系统阻抗微带线为2．5 mm，中心频率5 GHz，相对带宽10％。

该方法在减小滤波器尺寸的同时没有降低滤波器性能，设计实现快速高效。

%In view of large size,table checking required and difficult optimization in the design of parallel coupled microstrip line bandpass filter,a design method of parallel coupled microstrip line bandpass filter based on ADS is proposed.Based on thorough theoret⁃ical analysis,it is found that the parallel coupled microstrip line bandpass filter system impedance microstrip line is not resonant,so the length can be as short as possible to reduce the circuit size.A prototype of a lowpass filter is obtained by using ADS software,eliminating the trouble of the look⁃up table;In the layout optimization,the tuning method is more effective than the optimization method.The simula⁃tion results show that the system impedance microstrip line is 2.5 mm long,the center frequency is 5GHz,and the relative bandwidth is 10%.This method can reduce the size of filter and not reduce the performance of the filter.The design and implementation of this method is fast and efficient.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2016(046)002【总页数】6页(P52-57)【关键词】平行耦合微带线;带通滤波器;谐振器;插入损耗;回波损耗;ADS仿真【作者】刘新红【作者单位】北京信息职业技术学院，北京100015【正文语种】中文【中图分类】TN713.5AbstractIn view of large size,table checking required and difficult optimization in th e design of parallel coupled microstrip line bandpass filter,a design metho d of parallel coupled microstrip line bandpass filter based on ADS is propo sed.Based on thorough theoretical analysis,it is found that the parallel cou pled microstrip line bandpass filter system impedance microstrip line is not resonant,so the length can be as short as possible to reduce the circuit siz e.A prototype of a lowpass filter is obtained by using ADS software,elimina ting the trouble of the look-up table;In the layout optimization,the tuning method is more effective tha n the optimization method.The simulation results show that the system im pedance microstrip line is 2.5 mm long,the center frequency is 5 GHz,and t he relative bandwidth is 10%.This method can reduce the size of filter andnot reduce the performance of the filter.The design and implementation of this method is fast and efficient.Key wordsparallel coupled microstrip line;bandpass filter;resonator;insertion loss;retu rn loss;ADS simulation0 引言平行耦合微带线滤波器广泛应用于微波、无线通信射频前端和终端已有数十年。

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。