ADS低通濾波器的設(shè)計與仿真

電磁與微技術(shù)課程設(shè)計報告課程題目：

低通濾波器的設(shè)計與真姓

名：指導(dǎo)老師：系專班學(xué)

別：業(yè)：級：號：

電子信息與電氣工程通信工程完成時間：：：低通濾波的設(shè)計與仿摘微波濾波器是用來分離不同頻率微波信號的一種器件。它的主要作用是抑制不需要的信號使不能通過濾波器,只讓需要的信號通過。在微波電路系統(tǒng)中，濾波的性能對電路的性能指標(biāo)有很大的影響此何設(shè)計出一個具有高性能的濾波器設(shè)計微波電路系統(tǒng)具有很重要的意義。微帶路具有體積小，重量輕、頻帶寬等諸多優(yōu)點，近年來在微波電路系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，其中用微帶做濾波器是其主要應(yīng)用之一。關(guān)詞ads；微帶線；低濾波器1一設(shè)思設(shè)計要求截止頻率帶內(nèi)波紋小于0.2dB1.21GHz處具有不小于25dB的帶外衰減。方案選擇利用橢圓函數(shù)濾波器設(shè)計并仿真過優(yōu)化后結(jié)調(diào)出來的波形能達(dá)到指標(biāo)但波形會形成帶阻波形，只能實現(xiàn)在一定范圍內(nèi)低通。所以不選。利用切比雪夫濾波器設(shè)計并仿真，經(jīng)過優(yōu)化調(diào)試后可用。3、設(shè)計法案首先用LC設(shè)計通濾波器集總參數(shù)模型當(dāng)頻率工作在高頻時，要用微帶線代替元件。高阻抗微帶線代替串聯(lián)電感，低阻抗微帶線代替并聯(lián)電容。一般取Zhigh=120Ω，Zlow=20Ω入輸出加上50Ω微線根設(shè)計要求通過ADS自帶Linecalc計算轉(zhuǎn)換過來的微帶線長和寬。在進(jìn)行設(shè)計時，主以濾波器的S參作為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化仿真。S21（）（表示輸參數(shù)，濾波器的通帶，阻帶的位置以及衰減，起伏全部表現(xiàn)在S21（S12）隨頻變化的曲線上（S22）參數(shù)是輸入、輸出端口的反射系數(shù)，由它可以換算入輸出的電壓駐波比。如果反射系數(shù)過大，就會導(dǎo)致反射損耗過大，影響系統(tǒng)后級匹配，使系統(tǒng)性能下降。板材設(shè)置（板厚度=0.8mm（基板相對介電常數(shù)=2.2Mur（導(dǎo)率）=1，Cond（屬電導(dǎo)率，（封裝高度=1E+033mm，（金屬層厚度=0.01mmTanD（損耗角正切）=0。二仿過及路理、圖S參等經(jīng)過ADS軟的仿真和折中就相對比較好的方案為例介紹詳細(xì)過程以及電路和版圖仿真的情況。2低通濾波器集總參數(shù)模型如圖1示：圖原理圖設(shè)計并加T型接口如圖2所：圖優(yōu)化控件如圖3所：圖未經(jīng)優(yōu)化原理圖仿真的S（，）參數(shù)如圖4所示圖43圖中m1位即為1.1GHz，要求衰減還有差距。因此需要對原電路進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化完后的S（，）數(shù)如圖5所：圖由圖5可出經(jīng)過優(yōu)化后的S（，）參數(shù)達(dá)到設(shè)計要求。電路圖仿真成功后進(jìn)行PBC版的生成和仿真，利用ADS軟生產(chǎn)版圖如圖6：圖6當(dāng)生成版圖后版圖的兩端邊沿打上兩個Port置Port的板層和版圖的板一致。接下就是把原理圖的參數(shù)導(dǎo)入5版中，點擊版圖窗口菜單中的Momentum->Substrate->UpdateFromSchematic原理圖中獲得參數(shù)。之后點擊->Simulation->S-parameter彈仿真設(shè)置窗口，該窗口右側(cè)的Type選擇Adaptive，起止頻率設(shè)為與原理圖中相同，采樣點數(shù)限制取10(因為仿真很慢，所以點數(shù)要取得太多。然后點擊Update按鈕，將設(shè)置填入左側(cè)列表中，點擊Simulate按開始進(jìn)行仿。4仿真完S2，）數(shù)形如圖7：圖由圖7可出版圖仿真的截止頻與設(shè)計要求還有點偏差回到原理圖窗口進(jìn)行優(yōu)化仿真產(chǎn)生這種情況的原因是帶線的寬度取值不合適以改變優(yōu)化變量的初值也可根據(jù)曲線與指標(biāo)的差別情況適當(dāng)調(diào)整優(yōu)化目標(biāo)的參數(shù)新進(jìn)行優(yōu)化過多次重新優(yōu)化后得到如圖8的S2，1）參數(shù)波形：圖由圖8可出相比圖7更近設(shè)計要求證版圖仿真與設(shè)計要求也一直時微帶的長和寬的參數(shù)如圖9所示圖5三設(shè)總本次課程設(shè)計是用ADS設(shè)微帶低通濾波器，根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計所要作的濾波器的原理圖過組討論后決定用比雪夫濾波器原型來設(shè)計據(jù)所給的參數(shù)計算出所要設(shè)計的濾波器需要的階數(shù)為9之后根據(jù)上網(wǎng)查找的經(jīng)驗方法用ADS自的微帶計算器算計算出所要用的微帶的長和寬，設(shè)計完后進(jìn)行優(yōu)化時卻無法優(yōu)化出符合設(shè)計要求的（2，1）參數(shù)波形之小組上網(wǎng)查找在微波仿真論壇得到說可用橢圓函數(shù)濾波器制作進(jìn)行了使用橢圓函數(shù)濾波器的制作，結(jié)果得到的波形是能滿足帶內(nèi)波紋至頻率、阻帶頻率，但所得圖形是阻帶圖形能足一定范圍內(nèi)實現(xiàn)低通過查找資料可以利用集總的方法讓自得出階數(shù)與理圖是變用集總的方式得出了切比雪夫11階濾波器之后用第一次的計算方法，再經(jīng)過優(yōu)化終于得到正確的波形且完全符合設(shè)計要求。通過本次課程設(shè)計，使我不僅學(xué)到了通信專業(yè)相關(guān)的知識，更重要的是掌握ADS的本使用方法通過實驗使更觀地去理解和鞏固課堂所學(xué)的理論知識動了我們的學(xué)習(xí)興趣通過ADS仿真實驗提了我的動手能力和解決問題的能力過