基于ADS的微带线带通滤波器设计
摘要：该文章讨论的是基于ADS软件的平行耦合微带线带通滤波器的设计过程。利用集总参数低通原型滤波器经过一系列转化可以得到微带线带通滤波器的特性，运用传输线原理和导纳变换公式获得带通滤波器的相关参数，并借助功能强大的ADS软件对微带线带通滤波器的原理图和版图进行设计制作。该软件只需要输入相应的原始数据，便可方便得到频率响应等相关特性。我们也可以借助ADS软件对其进行优化仿真，以得到更加优质的带通滤波器。
关键词：带通滤波器；微带线；传输线；ADS
1.引言
随着近年来无线通信技术的迅猛发展，微波滤波器已经成为作为辨别分离有用和无用资源的重要部件，并大量使用于通信系统领域，其性能的优越直接影响整个通信系统的质量。现代通信对微波滤波器的整体要求越来越高，以求得到更加微小化、轻量化、集成化的高性能低成本的滤波器。本文设计运用微带滤波器印刷电路的方法，可以满足尺寸小、成本低且性能稳定的要求，被广泛运用于无线通信系统中。目前在无线通信系统领域中，微波滤波器的种类日益增多，性能和设计方法各有差异。但总体来看，微波滤波器的设计大都采用从集总参数的低通原型滤波器出发经过一系列变换得到的。本章讨论的是平行耦合微带线带通滤波器的设计，它同样是基于集总参数低通原型滤波器出发，经过等效变换可以得到与带通滤波器相应的低通原型模型，再经过阻抗倒置变换或导纳变换便可以得到相应的带通滤波器的设计模型及相关参数。本文首先介绍微带线带通滤波器的设计原理，然后根据基本原理推导出滤波器的相关参数，再运用ADS软件进行制作、优化和仿真，最后将完整的设计图纸和相关参数拿到工厂加工制成成品。为了验证该微带线带通滤波器的设计和仿真的正确性，本文采用网络分析仪对该滤波器进行了相关测试，测试结果和仿真效果相吻合。
2.微带线带通滤波器的设计原理及设计过程
根据滤波器综合理论，低通原型滤波器是设计其他滤波器的基础。本文设计的带通滤波器同样是在低通原型滤波器的基础上经过变换得到的。图1展示的是集总参数低通原型滤波器到集总参数带通滤波器的变换过程。该图说明根据带通滤波器的频率特性而言，（在通带内）串联臂应采用串联谐振为低阻抗，并联臂应采用并联谐振为高阻抗。而微带线带通滤波器的设计也是在上述变换原理的基础上扩展得到的。一般来说，与微波带通滤波器相应的低通原型有两种模型。一种是电感输入式电路，经变换后为含阻抗K的变换器，另一种是电容式输入电路，经变换后为含导纳J的变换器。
课程设计说明书
课程设计名称： 低频电子课程设计
课程设计题目： 二阶有源低通滤波器的设计
学 院 名 称： 信息工程学院
专业： 电子信息工程学院
班级： 090111
学号： 09041132 姓名：
评分：
教师：
201 1
年 3
月 4
日
2
摘 要
滤波器是一种使用信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置，在信息处理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛。滤波一般可分为有源滤波和无源滤波，有源滤波可以使幅频特性比较陡峭，而无源滤波设计简单易行，但幅频特性不如有源滤波器，而且体积较大。从滤波器阶数可分为一阶和高阶，阶数越高，幅频特性越陡峭。高阶滤波器通常可由一阶和二阶滤波器级联而成。采用集成运放构成的RC有源滤波器具有输入阻抗高，输出阻抗低，可提供一定增益，截止频率可调等特点。压控电压源型二阶低通滤波电路和无限增益二阶低通滤波器是有源滤波电路的重要一种，适合作为多级放大器的级联。
分别用分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路，并利用Multisim10仿真软件对电路的频率特性、特征参量等进行了仿真分析，仿真结果与理论设计一致参量等进行了仿真分析，仿真结果要与理论设计一致，为设计成功提供依据。
关键词 二阶有源低通滤波器；压控；无限增益；仿真分析；
3
《模拟电路》
课程设计任务书
20 10 －20 11 学年 第 2 学期 第 1 周－ 2 周
题目 二阶带通滤波器的设计
内容及要求
1、 分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路；
阶跃阻抗微波低通滤波器设计与仿真
设计总说明
微波滤波器在无线通信系统中至关重要，起到频带和信道选择的作用，并且能滤除谐波，抑制杂散。在射频电路设计时，经常会用滤波器从各种信号中提取出想要的频谱信号。Angilent ADS 软件可以支持从模块到系统设计，能够完成微波电路设计、通信系统设计、射频集成电路设计，因此是当前射频和微波电路设计的首选工程软件。
本文主要用三种方法达到了任务书的要求，其具体参数指标为截止频率c=2.5GHz;在=4GHz处的插入损耗大于20dB;输入输出阻抗为50，依据理论是巴特沃兹、切比雪夫、Richards变换与Kuroda规则，并得出了三种方法设计的滤波器。利用滤波器向导设计在基于Richards变换与Kuroda规则最低需采用五阶，就可以达到最平坦响应，但其过渡带过于平坦；采用最平坦响应阶跃阻抗低通滤波器原理图设计需要六阶就可以达到设计参数要求，同时该方法设计的滤波器过渡带比采用向导设计的要陡峭；采用切比雪夫设计的滤波器所需节数需五阶，但其通带内会出现波纹。
本文的设计结果和结论为微波滤波器的设计提供了重要的理论参考。
关键词：ADS，巴特沃兹，切比雪夫，Richards ，Kuroda，低通滤波器。
Stepped impedance of microwave low-pass filter design and simulation
Design Description
Microwave filters in a wireless communication system is essential, and play a role in band and channel selection, and harmonic, suppression of spurious.When the RF circuit design, often used filter wants spectrum signal is extracted from the signal. Angilent ADS software can support from the module to the system design, able to complete microwave circuit design，communication design, RFIC design, so is the current choice for RF and microwave circuit design engineering software.
目 录
一 题目规定与方案论证 ........................................................ 错误!未定义书签。
1.1（设计题题目）二阶有源低通滤波器 ............................................. 错误!未定义书签。
1.1.1题目规定 .................................................................................. 错误!未定义书签。
1.1.2 方案论证 ................................................................................. 错误!未定义书签。
1.2（实训题题目）波形发生器与计数器 ............................................. 错误!未定义书签。
1.2.1题目规定 .................................................................................. 错误!未定义书签。
1.2.2方案论证 .................................................................................. 错误!未定义书签。
二 电子线路设计与实现 ........................................................ 错误!未定义书签。
2.1二阶有源低通滤波器 ........................................................................ 错误!未定义书签。
