基于ADS的平行耦合微帶線帶通濾波器的設(shè)計及優(yōu)化

摘 要: 介紹一種借助ADS( Advanced Des ign SySTem )軟件進行設(shè)計和優(yōu)化平行耦合微帶線帶通濾波器的方法， 給出了清晰的設(shè)計步驟， 最后結(jié)合設(shè)計方法利用ADS給出一個中心頻率為2. 6 GHz， 帶寬為200MH z的微帶帶通濾波器的設(shè)計及優(yōu)化實例和仿真結(jié)果， 并進一步給出電路版圖Momentum 仿真結(jié)果。仿真結(jié)果表明: 這種方法是可行的， 滿足設(shè)計的要求。

　　濾波器是用來分離不同頻率信號的一種器件。它的主要作用是抑制不需要的信號， 使其不能通過濾波器， 只讓需要的信號通過。在微波電路系統(tǒng)中， 濾波器的性能對電路的性能指標有很大的影響，因此如何設(shè)計出一個具有高性能的濾波器， 對設(shè)計微波電路系統(tǒng)具有很重要的意義。微帶電路具有體積小， 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。平行耦合微帶線帶通濾波器在微波集成電路中是被廣為應(yīng)用的帶通濾波器。

　　1 基本原理

　　當兩個無屏蔽的傳輸線緊靠一起時， 由于傳輸線之間電磁場的相互作用， 在傳輸線之間會有功率耦合， 這種傳輸線稱之為耦合傳輸線。根據(jù)傳輸線理論， 每條單獨的微帶線都等價為小段串聯(lián)電感和小段并聯(lián)電容。每條微帶線的特性阻抗為Z 0， 相互耦合的部分長度為L， 微帶線的寬度為W， 微帶線之間的距離為S， 偶模特性阻抗為Z e， 奇模特性阻抗為Z0。單個微帶線單元雖然具有濾波特性， 但其不能提供陡峭的通帶到阻帶的過渡。

　　如果將多個單元級聯(lián)， 級聯(lián)后的網(wǎng)絡(luò)可以具有良好的濾波特性。

圖1 5級耦合微帶線帶通濾波器

　　2 設(shè)計步驟

　　2. 1 設(shè)計低通原型

　　根據(jù)帶通濾波器的一系列參數(shù)通過頻率變換和查表選擇低通原型濾波器的歸一化原型參量。

　　用ω1 和ω2 表示帶通濾波器的下邊界和上邊界，ω0表示中心頻率。將帶通濾波器變換為低通原型。

　　歸一化帶寬：

　　查表得到歸一化設(shè)計參數(shù)g1， g2. . . gN gN + 1。