基于ADS的微带高低阻抗线低通滤波器的优化设计.pdf

2010年第10期 大众科技 No．10。2010 ZHONGKEJI (总第134期)DA (CumulativelyNo．134) __II !_·_l·-_I__l-II·l·__II|_ 基于ADS的微带高低阻抗线低通滤波器的优化设计 左杜军 齐中斌蒋高桥 (电子科技大学，四川成都611731) 【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ADS软件实现一种芈 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，用低阻抗线采模拟并联电容，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。 【关键词】高阻抗线；低阻抗线；低通滤渡器；ADS 【中图分类号】TN713+．4 【文献标识码】A (一)引言 进入21世纪，人类进入了信息时代，对信息的价值越来 越重视，对通信的要求越来越高，各种通信系统相继发展起 来。与此同时，信号频域变得越来越拥挤，各种频段的通信 图2微带低通滤波器 系统相继出现，为了避免这个频段间的串扰，高质量滤波器 是通信系统中必不可少的部件，当频率达到微波波段后，集 查表得到的数值可作为滤波器设计的依据采，用图2所 总元件实现滤波就变得不现实。为了实现对无线通信系统频 示的高低阻抗线相间排列的结构可以构成低通滤波器。设有 率的选择性，抑制不需要频率成分，并将需要的成分无损耗 传输的任务，微波滤波器起到了至关重要的作用。为了让主 一长度为l(1x)、特性阻抗为z0的传输线，其终端接负载 频无损耗传输，干扰尽可能的抑制，微波滤波器的性能，很 乙，根据传输线基本原理，其输入阻抗乙可用下式表示： 大程度上决定信号的质量，直接影响到系统的性能。基于微 带滤波器结构简单、易加工等优点，微带滤波器的研究与设 计显得尤为重要。本文采用微带滤波器中比较成熟的高低阻 cos强+I‘‘乞．。． z-=iZL／／ZZ。-巧cosk／石+jsink／ 抗线结构，仿真并优化了一个截止频率(2．5GHz)处于s波段 的低通滤波器。 (二)微带滤波器原理 如果负载阻抗z：Zo，则上式可近似写成： 微波滤波器设计通常以综合设计为基础的原型电路设计 法，再使用软件进行仿真优化。所谓原型电路就是以L、C作 Z加2Z￡+jZotgkl≈ZL+ja止ol (2) 为元件的集总参数低频电路，其中L、c的数值是根据对滤波 器的指标要求，以不同的综合设计方法求得。在设计滤波器 如果负载阻抗Z，Zn，则上式变成： 时，不必每次进行计算，只根据一定的变换关系，把原型电 丁I z手+手训z÷4-jd-oCol 路元件参数转换为实际滤波器的元件值。常用的集总参数原 瓦2云+吉训2瓦 (3) 型电路有两种：1．L、C串并联低通滤波器原型电路。2．椭圆 由上面两式可以看出：当负载阻抗远小于传输线特性阻 滤波器低通原型电路。L、C串并联地同原型电路如下图所示： 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