微波电路EDA实验报告..docx

《微波电路EDA实验》实验报告 学院：电子工程学院班级： 学号：姓名： 实验一：微带低通滤波器一、实验要求 设计一个切比雪夫式微波低通滤波器，技术指标为：截止频率fc=2.2GHz,在通带内最大波纹LAr=0.2dB,S11小于-16dB；在阻带频率fs=4GHz处，阻带衰减LAs不小于30dB。输入、输出端特性阻抗Z0=50Ω。方法：用微带线实现，基片厚度H=800um,T=10um,相对介电常数εr=9.0;高阻抗线特性阻抗Z0h=106Ω,低阻抗线Z0l=10Ω。确定滤波器的结构尺寸，测量滤波器的参数S11、S21，进行适当调节，使之达到最佳。记录滤波器的最终结构尺寸，总结设计、调节经验。二、实验仪器硬件：PC机软件：Microwave Office软件 三、设计步骤确定原型滤波器通过运行iFilter Filter Wizard(智能滤波器向导)模块，设置各项以自动生成名为iFilter的原理图，及测量图、默认优化目标。将原理图上方等式中的变量名C-v1改为Ca,变量名C-v2改为Cb，相应地，将电路图中位于两侧的电容数值改为“C=Ca”,居中的电容数值改为“C=Cb”。同样步骤，将图中的L-v1变量改为L0。分析，即得原型滤波器的仿真结果。优化:设置优化目标f2.2GHz时,S11 -16dB, S21 -0.2dB; f4GHz时,S21 -30dB。设置优化参数，选取所有变量。执行优化。优化完成后的电路如图1.1所示，结果如1.2所示，已优化的参数值如表1所示。 计算滤波器的实际尺寸高阻抗线 先计算高阻抗线的宽度。已知条件：εr=9.0，f0=1.1GHz,H=800um,T=10um,阻抗Z0h=106Ω，通过工具TXLine计算得W、εre; 再计算高阻抗线的长度（手算）：低阻抗线 先计算低阻抗线的宽度。已知条件：εr=9.0，f0=1.1GHz,H=800um,T=10um,阻抗Z0l=106Ω，通过工具TXLine计算得W、εre; 再计算高阻抗线的长度（手算）：结果如表2所示。完成电路，测量各特性指标1）在已有工程中添加一个新原理图，用于绘制微带结构的低通滤波器。依次绘制电路图、添加图表、添加测量项S11、S21 （单位dB）。全部完成后分析电路，观察所得曲线。若性能尚不符合实验指标，则需要对微带结构滤波器进行优化。未优化的电路图如图1.3所示，测量图如图1.4所示。优化；优化参数选取各高、低阻抗线的长度。优化目标设置与原型滤波器完全相同。执行优化，直到电路性能符合指标要求。优化完成后的电路图、测量图分别如图1.5，图1.6所示。激活实际结构滤波器原理图，从主菜单选View\View Layout ,观察滤波器的二维布线图。若尚未连接，即看到连接处有红叉，可选中所有元件，再从工具栏选 snap togather，即可自动连接。再从工具栏选View 3D Layout，观察三维布线图。微带线结构滤波器布线视图（二维）如图1.7所示。记录优化结果：微带结构电路的优化数值（长度）如表3所示，测量图所图1.6所示。 四、实验数据记录及分析 表1 原型滤波器参数元件IDC1 (pF)C2 (pF)C3 (pF)L1 (nH)L2(nH)元件变量CaCbCaL0L0优化值1.7123.0151.7124.6824.682 表2 微带线结构参数W(um)εrelL1 、lL2（um） lC1 、lC3（um） lc3（um）高阻抗线92.473152\\低阻抗线8430.137.8312\1835.323232.18 表3 微带线结构优化数值（长度）元件IDTL1（um）TL2（um）TL3（um）TL4（um）TL5（um）优化值19495658325556582005 图1.1 原型滤波器电路图（已优化） 图1.2原型滤波器测量图（已优化） 图1.3 微带线结构滤波器原理图（未优化） 图1.4 微带线结构滤波器测量图（未优化） 图1.5 微带线结构滤波器原理图（优化后） 图1.6 微带线结构滤波器测量图（优化后） 图1.7 微带线结构滤波器布线视图（二维）结果分析： 从图1.4未优化的微带线结构滤波器测量图可以看出，f=4GHz时，S21=-27.46dB,阻带衰减达不到实验要求的 -28dB。从图1.6优化后的微带线结构滤波器测量图可以看出，f=4GHz时，S21=-28.45dB,阻带衰减达到了实验要求的 -28dB。而优化前后的结果均不理想，达不到通带内最大纹波0.2dB。原因是微带线基本结构已经固定，优化时只是改变高低阻抗线的长度，而其宽度保持不变，优化能力有限，可通过将高低阻抗线的宽度也设置为优化参数来达到更好的优化效果。实验二：贴片天线的特性分析及优化实验要求建立