ads低通滤波器的设计与仿真.pdf

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 1 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。 二、仿真过程及电路原理图、版图、S 参数等 经过 ADS 软件的仿真和折中，以下就以相对比较好的方案为例介绍详细过程以及电路和 版图仿真的情况。 2 低通滤波器集总参数模型如图 1 所示： 图 1 原理图设计并加 T 型接口如图 2 所示： 图2 优化控件如图 3 所示： 图 3 未经优化原理图仿真的 S （2，1）参数如图 4 所示： 图4 3 图中 m1 位置即为 1.1GHz，与要求衰减 3dB 还有差距。因此需要对原电路进行优化，优 化完后的 S （2，1）参数如图5 所示： 图5 由图5 可看出经过优化后的 S （2，1）参数达到设计要求。 电路图仿真成功后进行PBC 版图的生成和仿真，利用 ADS 软件生产版图如图 6：