微波滤波器的设计

Company Logo
实验理论计算
利用ADS自带的微带线计算工具LineCalc计算得到微带线 的几何尺寸W、S、L。
Company Logo
实验步骤
1、启动ADS，新建一个Project，长度单位用默认的 mm。
Company Logo
实验步骤
2、在打开的原理图中按照计算出来的参数连接电路 3、采用Optim进行优化，优化各耦合微带线的参数。
• 根据软件设计的结果绘制电路版图，进行版图的仿
真。
Company Logo
ADS软件
• 射频和微波EDA软件工具：Agilent •
公司ADS；Ansoft 公司 HFSS、Designer；Microwave Office； Ansoft Serenade； CST等等。 ADS–(Advanced Design System),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。 设计，DSP 设计和向量仿真。
• 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。
• 微带电路板参数如下：厚度0.8mm，介质相对介电常数
为Er=4.3，相对磁导率为Mur=1，金属电导率 Cond=5.88E +7，封装高度Hu =(1.0e+33) mm， 金属层厚度T=0.03 mm，损耗正切角TanD=1e-4， 表面粗糙度Rough=0mm。
Company Logo
微带滤波器设计的基本原理
微带滤波器的技术指标包括
• 通带边界频率与通带内衰减和起伏 • 阻带边界频率与阻带衰减 • 通带的输入电压驻波比 • 通带内相移与群时延 • 寄生通带
Company Logo
微带滤波器设计的基本原理
• 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 •
无源器件的设计及实现-软件仿真
----微波滤波器的设计
Company Logo
实验目的
• 了解微波滤波电路的原理及设计方法。
• 学习使用ADS软件进行微波电路的设计，优化，
仿真。
• 掌握微带滤波器的设计。
Company Logo
实验内容
• 使用ADS软件设计一个微带带通滤波器，并对其参
数进行优化、仿真。
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耦合电容和电感。 每条微带线的特征阻抗为Z0 ，相互耦合的部分长度为L，微带 线的宽度为W，微带之间的距离为S，偶模特征阻抗为Ze ，奇 模特征阻抗为Zo 。使用单个单元电路不能获得良好的频率特性， 可以采用如图所示的对称级联的方法获得良好的频率特性。
Company Logo
ADS使用小结
• 以上介绍了使用ADS进行微带电路设计的一些基本方
法，在实际使用软件时还会遇到各种具体的问题，多 看Help是最好的解决方法。
Leabharlann Baidu
• 在优化仿真过程中，要明确物理概念，避免无意义的 • ADS软件的功能十分强大，应用很广，这里我们只介
绍了其中很少的一部分，如果对其他功能感兴趣的话， 可以看看它的Example Prpject，这样会对它的应 用有更全面的了解。
工作。
Company Logo
思考题
• 如果测试中发现滤波器通带的中心频率偏高50MHz，则应
当增加还是减小耦合线节的长度，才能使通带移到正确的
频率？
• 信号通过滤波器时产生的衰减可能来自哪几个方面？
Company Logo
Company Logo
微带滤波器设计的基本原理
级联微带带通滤波电路的主要设计步骤如下：






确定滤波器的参数：根据要求的截止频率ω H和ω L，确定归一 化带宽BW。选择归一化低通滤波电路的原型，得到归一化频率 Ω ，设计参数g1,g2...gN,gN+1。 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 特征阻抗： 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LineCalc计算得到微带线的几何尺寸 W、S、L。 连接好电路，将计算出的W、S、L输入，扫描参数为S11、S12， 进行仿真。 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，可以采用Optim工具进行优化。 观察最终的优化结果，直到达到设计要求。
• 主要应用于：射频和微波电路的设计，通信系统的设计，RFIC
Company Logo
ADS软件
ADS仿真分析方法包括：
• • • • • •
高频SPICE分析和卷积分析 线性分析 谐波平衡分析
电路包络分析
射频系统分析 电磁仿真分析
Company Logo
ADS软件
Company Logo
设计指标