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图 图2 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 另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 此如何设计岀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 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，结果调岀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=120 Q , Zlow=20 Q。在输入和输 岀加上 50 Q微带线。然后根据设计要求通过 ADS自带的Lin ecalc 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、输岀端口 的反射系数，由它可以 换算输入输岀的电压驻波比。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，Co nd （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。 、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。 低通滤波器集总参数模型如图 1所示: ij kJ: 5 9Z 工 BC M ■ Li^rr 23E S rart L-^TSSTShH L^-nT^aETS mH ijj-vr^ae se i-iRn ZK1S41 rari ’■XUE — zc ? L a _ L 口 L n r?33 誹 D -c ■龍*3加SLM=_MSlJt)T_SutHt=_MSL±irI.1 UNTL7SuW=MSuhVMLJOC.?■TL1O .BUbst=_MSubrMLOC3????=w3rTm ^w3mm mnMUNTL3 :E_A.CS- SufesfcMSub^ I ? W=W2 IW1 ■龍*3加 SLM=_MSlJt)T_ SutHt=_MSL±ir I.1 UN TL7 SuW=MSuhV MLJOC.?■ TL1O . BUbst=_MSubr MLOC 3???? =w3rTm ^w3mm mn MUN TL3 :E_A.CS- SufesfcMSub^ I ? W=W2 IW1 sot好粘昨I3伽 W1 g W3 Ternil Mjmel TL1 I Z=5a OhmSifc^MSLtM^ ; w=wi n?i L=n mm SLija=M8J^i2fnni W1：:wl mm W2:w2 nrn W3 ?w4 nm ten W1 :w2 mm W2 :mm %2 ^4 mm □ ILS ! -晔*3mn 1 .. SJS=rVS^mm wi W2 哂:wfi ^2 mm :w3 nvn ,齐初目mn □ W-w4 mm W=w5 nrn ■ L=14 mm L?I5 mm mm mm L-lS mnr L=I6 mm mm L=I4 mm ■ ■ leFTn m ■ Ifermi Nump-2 Z=93CShiii TL11 EJADS Subsl-^MSub W=wi rrm IL9 E2*DS Sub^MSdtW^ W=w2irrm =-MS^2rn(￥j w3rnm . 「mm rrm 图 图6 优化控件如图3所示: GOALGcmI GOAL GcmI Opli mGoal 1 - - ExgT=r,CJB(S(2h1l)F SI mln密日龄串归IN