微带线滤波器实验报告

微波实验报告_微带短截线低通滤波器的设计、仿真与测试综合课程设计实验报告课程名称：微波方向综合课程设计实验名称：微带短截线低通滤波器的设计、仿真与测试院（系）：信息科学与工程学院专业班级：姓名：学号：指导教师：2011年12月22日1/13一、实验目的和要求1、目的：通过这次课程设计，进一步理解微波工程的相关内容，熟练运用Microwave Office和Protel等软件，通过这学期学习、练习的积累，选择一个微波器件，依据MWO的仿真结果，使用protel99se将其绘制成电路版图（PCB）。

最后在老师的帮助下制成实物并与仿真结果对比分析，在实践中加强自己对微波工程的体会与理解。

2、要求：从以下题目中选择一个微波器件,依据MWO的仿真结果,使用protel99se将其绘制成电路版图(PCB)。

（器件的工作频率和学号相关）1)3dB微带功率分配器;2)微带短截线滤波器3)3dB微带定向耦合器PCB板采用介电常数为4.5，厚度为1mm的FR4基片；电路尺寸必须按照自己相应的MWO设计结果绘制；电路外轮廓为矩形,尺寸必须为:50mm*40mm或40mm*20mm；每个电路端口必须在电路板的侧面，并使用至少5mm长度的50ohm微带线连接。

二、实验内容和原理1、内容：在介电常数为4.5，厚度为1mm的FR4基片上（T取0.036mm，Loss tangent取0.02），设计一个3阶、最大平坦型微带短截线低通滤波器，其截止频率为f（2.2GHz），阻抗是50欧姆。

2、原理：2/13（1）Richards变换：集总元件构成的滤波器通常工作频率较低，在微波频段，我们常常采用微带结构实现较好的滤波性能。

在设计得到滤波器原型之后，为了实现电路设计从集总参数到分布参数的变换，Richards提出了一种变换方法，这种变换可以将集总元件变换成传输线段。

如图1所示，电感L可等效为长为λ/8，特性阻抗为L的短路线；电容C可等效为长为λ/8，特性阻抗为1/C的开路线。

滤波器的设计实验报告滤波器的设计实验报告引言：滤波器是一种电子设备，用于改变信号的频率特性。

在电子通信、音频处理、图像处理等领域中，滤波器扮演着至关重要的角色。

本实验旨在设计并验证滤波器的性能，以增进对滤波器原理和应用的理解。

实验目的：1. 掌握滤波器的基本原理和分类；2. 学习滤波器的设计方法和参数选择；3. 实现一个滤波器电路，并验证其性能。

实验装置和材料：1. 函数发生器：用于产生输入信号；2. 示波器：用于观察输入和输出信号；3. 电阻、电容、电感：用于构建滤波器电路；4. 电源：为电路提供稳定的电压。

实验步骤：1. 确定滤波器类型：根据实验要求和信号特性，选择合适的滤波器类型。

常见的滤波器类型有低通、高通、带通和带阻滤波器。

2. 计算滤波器参数：根据滤波器类型和信号频率要求，计算所需的电阻、电容和电感数值。

这些参数将决定滤波器的截止频率和增益特性。

3. 搭建电路：根据设计的滤波器电路图，使用电阻、电容和电感等元件搭建电路。

确保电路连接正确，无误。

4. 连接信号源和示波器：将函数发生器连接到滤波器输入端，将示波器连接到滤波器输出端。

调整函数发生器的频率和幅度，观察示波器上的波形变化。

5. 测试滤波器性能：通过改变输入信号的频率，观察输出信号的变化。

记录截止频率、增益、相位差等性能参数，并与理论计算结果进行对比。

6. 优化滤波器性能：根据实验结果，对滤波器进行调整和优化。

可以尝试改变电阻、电容和电感数值，或者采用其他滤波器类型，以改善滤波器的性能。

实验结果与讨论：根据实验数据和观察结果，我们可以得出以下结论：1. 滤波器的截止频率与电阻、电容和电感的数值有关。

通过调整这些参数，可以改变滤波器的频率响应。

2. 不同类型的滤波器对信号的处理方式不同。

低通滤波器通过滤除高频成分，使得低频信号通过；高通滤波器则相反。

3. 滤波器的增益特性和相位差对信号处理有重要影响。

在设计滤波器时，需要权衡增益和相位差之间的关系。

实验四微带线带通滤波器设计实验四：基于ADS软件的平⾏耦合微带线带通滤波器的设计与仿真⼀、实验原理滤波器是⽤来分离不同频率信号的⼀种器件，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，微带电路具有体积⼩，重量轻、频带宽等诸多优点，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。

平⾏耦合微带线带通滤波器在微波集成电路中是被⼴为应⽤的带通滤波器。

1、滤波器的介绍滤波波器可以分为四种：低通滤波器和⾼通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

射频滤波器⼜可以分为以下波导滤波器、同轴线滤波器、带状线滤波器、微带滤波器。

滤波的性能指标：频率围：滤波器通过或截断信号的频率界限通带衰减：滤波器残存的反射以及滤波器元件的损耗引起阻带衰减：取通带外与截⽌频率为⼀定⽐值的某频率的衰减值寄⽣通带：有分布参数的频率周期性引起，在通带外⼜产⽣新的通带2、平⾏耦合微带线滤波器的理论当频率达到或接近GHz时，滤波器通常由分布参数元件构成，平⾏耦合微带传输线由两个⽆屏蔽的平⾏微带传输线紧靠在⼀起构成，由于两个传输线之间电磁场的相互作⽤，在两个传输线之间会有功率耦合，这种传输线也因此称为耦合传输线。

平⾏耦合微带线可以构成带通滤波器，这种滤波器是由四分之⼀波长耦合线段构成，她是⼀种常⽤的分布参数带通滤波器。

当两个⽆屏蔽的传输线紧靠⼀起时，由于传输线之间电磁场的相互作⽤，在传输线之间会有功率耦合，这种传输线称之为耦合传输线。

根据传输线理论，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。

每条微带线的特性阻抗为Z0，相互耦合的部分长度为L，微带线的宽度为W，微带线之间的距离为S，偶模特性阻抗为Z e，奇模特性阻抗为Z0。

单个微带线单元虽然具有滤波特性，但其不能提供陡峭的通带到阻带的过渡。

如果将多个单元级联，级联后的⽹络可以具有良好的滤波特性。

⼆、耦合微带线滤波器的设计的流程1、确定滤波器指标2、计算查表确定滤波器级数N3、确定标准滤波器参数4、计算传输线奇偶模特性阻抗5、计算微带线尺⼨6、仿真7、优化再仿真得到波形图设计参数要求：（1）中⼼频率：2.4GHz；（2）相对带宽：9%；（3）带波纹：<0.5dB；（4）在频率1.9GHz和2.9GHz处，衰减>20dB；（5）输⼊输出阻抗：50Ω。

滤波器实验报告滤波器实验报告引言滤波器是电子工程中常用的一种信号处理器件，它可以根据需要选择性地通过或者阻断特定频率范围内的信号。

在本次实验中，我们将探索滤波器的原理、不同类型的滤波器及其应用，并通过实验验证滤波器的性能。

一、滤波器的原理滤波器的原理基于信号的频域特性。

通过选择性地通过或阻断不同频率的信号，滤波器可以对信号进行处理，以满足不同的需求。

滤波器可以分为两类：低通滤波器和高通滤波器。

1. 低通滤波器低通滤波器可以通过滤除高频信号而只保留低频信号。

它在音频处理、图像处理等领域中有着广泛的应用。

在实验中，我们使用了一个RC低通滤波器电路，通过改变电容和电阻的数值可以调整滤波器的截止频率。

实验结果显示，当截止频率较低时，滤波器可以有效地滤除高频噪声，保留低频信号。

2. 高通滤波器高通滤波器可以通过滤除低频信号而只保留高频信号。

它在语音识别、图像增强等领域中具有重要的应用。

在实验中，我们使用了一个RLC高通滤波器电路，通过改变电感和电阻的数值可以调整滤波器的截止频率。

实验结果显示，当截止频率较高时，滤波器可以有效地滤除低频噪声，保留高频信号。

二、滤波器的应用滤波器在电子工程中有着广泛的应用。

以下是一些常见的应用场景：1. 语音处理在通信领域，滤波器用于语音信号的处理和增强。

通过去除噪声和杂音，滤波器可以提高语音信号的质量和清晰度，使其更易于识别和理解。

2. 图像处理在图像处理中，滤波器用于去除图像中的噪声和伪像。

通过选择性地滤除不同频率的信号，滤波器可以提高图像的清晰度和细节，使其更加真实和可辨认。

3. 音频放大器在音频放大器中，滤波器用于去除输入信号中的杂音和谐波。

通过滤除不需要的频率成分，滤波器可以提高音频信号的纯净度和音质，使其更加逼真和动听。

三、实验验证为了验证滤波器的性能，我们进行了一系列实验。

首先，我们使用示波器观察了滤波器电路的输入和输出波形。

实验结果显示，滤波器可以有效地滤除不需要的频率成分，保留所需的信号。

ADS报告_总结_微带带通滤波器的设计8
微波电路与系统仿真实验报告
姓名：学号：院系：
一、实验名称：微带带通滤波器的设计
二、实验技术指标：
1.建立仿真原理图
2.仿真结果
三、报告日期：2012年10月27日
四、报告页数：共 3 页
五、报告内容：
1.电路原理图
设计指标：通带频率范围：1.9~2GHz；通带内衰减：<2dB，起伏<1dB；阻带衰减：1.7G 以下以及2.2GHz以上衰减：>40dB；端口反射系数：<-8dB。

（原始设计指标：通带频率范围：3.0-3.1GHz；通带内衰减：<2dB，起伏<1dB；阻带衰减：2.8G以下以及3.3GHz以上衰减：>40dB；端口反射系数：<-20dB。

）
电路原理图为：
2.电路图
计算出微带线尺寸后，绘制的电路图为：
3.仿真结果（可用图形或数据显示）
4.布局图
由ADS生成的版图为：
5.优化方法和优化目标
优化方法优化目标为：
6.优化之后的电路图和仿真结果
优化之后的电路图为：
优化之后的仿真结果为：
六、仿真结果分析
由仿真结果可知在优化前，通带内衰减大于2dB，起伏也大于1dB；阻带衰减：1.7G 以下以及2.2GHz以上衰减也不是很理想，没有达到设计的要求。

经过优化后，在通带频率范围：1.9~2GHz，通带内衰减小于2dB，起伏小于1dB；阻带衰减：1.7G以下以及2.2GHz以上衰减大于40dB，端口反射系数小于-8dB，基本上满足了设计的要求。

签名：
日期：。

EDA实验报告学院：电子工程学院专业：电子与通信工程班级： 158班学生姓名：**学生学号：**********实验3 微带低通滤波器一、 设计要求设计一个切比雪夫式微带低通滤波器，技术指标为：截止频率 2.2c f GHZ =，在通带内最大波纹0.2Ar L dB =，11S 小于-16dB ；在阻带频率4s f GHZ =处，阻带衰减As L 不小于30dB 。

输入，输出端特性阻抗050Z =Ω。

用微带线结构实现，基片厚度H=800um ，T=10um ，相对介电常数9.0r ε=；高阻抗线特性阻抗0106h Z =Ω，高阻抗线010l Z =Ω。

设计一种低通滤波器电路，先用集总参数元件实现，进行仿真，然后进行调节，得到目标测量值。

然后再通过换算，用微带线电路来实现，同样还需要经过调节，得到目标测量值。

指标要求为： 2.2f GHZ <时，1116S dB <-，210.2S dB >-；4f GHZ >时，2130S dB <-。

测量参数：在频率1~5GHZ 的条件下11S 和21S 的值。

二、 实验仪器硬件：PC 机软件：Microwave Office 软件三、 设计步骤1. 原型滤波器设计设计一个原型滤波器，设置的的频率为1~5GHZ ，电路图如下；对原型滤波器进行仿真，可以得到其如下图的测量结果：原型滤波器的仿真结果然后设置优化目标： 2.2f GHZ <时，1116S dB <-，210.2S dB >-；4f GHZ >时，2130S dB <-。

设置优化参数，选取所有变量，执行优化。

优化完成后，优化后的参数如下表：2. 滤波器物理尺寸计算（微带线结构） （1）高阻抗线先计算高阻抗线的宽度。

利用AWR 软件自带的TXLine 。

已知条件：9.0r ε=，0 1.1f GHZ =，H=800um ，T=10um ，阻抗0106h Z =Ω，计算得W ，re ε；再计算高阻抗线的长度：9141200010106L L ph h L L l l Z υ-⨯===（2）低阻抗线先计算低阻抗线的宽度。

实验四射频微波滤波器的设计仿真与测试一、实验目的1.掌握低通原型滤波器的结构；2.掌握最平坦和等波纹型低通滤波器原型频率响应特性；3.了解频率变换法设计滤波器的原理及设计步骤；4.了解利用微带线设计低通、带通滤波器的原理方法；5.掌握用ADS进行微波滤波器优化仿真的方法与步骤。

二、滤波器原理2.1滤波器的技术指标滤波器的技术指标有：中心频率，通带最大衰减，阻带最小衰减，通带带宽，插入损耗、群时延，带内纹波，回波损耗、驻波比。

2.2插入衰减法设计滤波器插损法是一种系统的综合方法，可高度地控制整个通带和阻带内的幅度和相位特性，可以计算出满足应用需求的最好响应。

如要求插损小，可用二项式响应；而切比雪夫响应能满足锐截止的需要；若可牺牲衰减率的话，则能用线性相位滤波器设计法获得好的相位响应。

插损法使滤波器性能提高的最为直接的方法便是增加滤波器的阶数，滤波器的阶数等于元件的个数。

2.3集总元件低通滤波器原型最平坦响应滤波器设计切比雪夫滤波器设计 :2.4滤波器的设计步骤（1）由衰减特性综合出低通原型；（2）再进行频率变换，变换成所设计的滤波器类型；（3）计算滤波器电路元件值(集总元件)；（4）微波结构实现电路元件，并用微波微波仿真软件进行优化仿真。

三、集总参数滤波器3.1 设计一LC切比雪夫型低通滤波器，截止频率为75MHz，通带内衰减为3dB，波纹为1dB，频率大于100 MHz，衰减大于20 dB，Z0=50Ω。

原理图：仿真波形：四、微波滤波器的实现微波频率下的集总元件滤波器会出现两个问题：第一，集总元件如电感或电容仅有有限值可供选择，且在微波频率下会存在不可避免的寄生频率效应；第二，滤波器中各元件间的距离不可忽略。

4.1 设计最平坦响应低通滤波器，通带内波纹系数小于2，截至频率4GHz，8GHz 处插入损耗必须大于15dB，阻抗50 。

原理图：由于电路工作频率高，不宜采用集总元件，需转换为分布参数元件。

滤波器实验报告滤波器实验报告引言：滤波器是一种常见的电子元件，用于对信号进行处理和改变。

在电子电路中，滤波器的作用是去除或改变信号中的某些频率成分，以达到信号处理的目的。

本次实验旨在通过实际操作，深入了解滤波器的原理和应用。

一、实验目的本次实验的主要目的是通过搭建和测试不同类型的滤波器电路，了解滤波器的工作原理，掌握滤波器的设计和调试方法。

二、实验原理滤波器根据其频率特性可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型。

低通滤波器可通过传递低于截止频率的信号，而阻止高于截止频率的信号传递。

高通滤波器则相反，只传递高于截止频率的信号。

带通滤波器可以选择传递某一频率范围内的信号，而带阻滤波器则选择阻止某一频率范围内的信号。

三、实验步骤1. 准备实验所需的电子元件和设备，包括电阻、电容、电感等。

2. 根据实验要求，搭建低通滤波器电路。

将电容和电阻按照电路图连接，接入信号源和示波器。

3. 调节信号源的频率，观察示波器上输出信号的变化。

记录截止频率和滤波效果。

4. 重复步骤2和3，搭建高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器电路，进行相应的测试和记录。

5. 比较不同类型滤波器的频率特性和滤波效果，总结实验结果。

四、实验结果与分析在实验中，我们搭建了低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型的电路，并进行了测试和记录。

通过观察示波器上输出信号的变化，我们可以清晰地看到不同类型滤波器在不同频率下的滤波效果。

在低通滤波器中，当信号频率低于截止频率时，输出信号基本保持不变；而当信号频率高于截止频率时，输出信号逐渐减弱。

这说明低通滤波器能够通过低频信号，而阻止高频信号的传递。

高通滤波器则相反，当信号频率低于截止频率时，输出信号逐渐减弱；而当信号频率高于截止频率时，输出信号基本保持不变。

这说明高通滤波器能够通过高频信号，而阻止低频信号的传递。

带通滤波器可以选择传递某一频率范围内的信号。

在实验中，我们调节了带通滤波器的中心频率和带宽，观察到只有在中心频率附近的信号才能通过滤波器，其他频率的信号被阻止。