基于ADS的平行耦合微帶線帶通濾波器的設計及優(yōu)化

摘 要: 介紹一種借助ADS( Advanced Des ign SySTem )軟件進行設計和優(yōu)化平行耦合微帶線帶通濾波器的方法， 給出了清晰的設計步驟， 最后結合設計方法利用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計及優(yōu)化實例和仿真結果， 并進一步給出電路版圖Momentum 仿真結果。仿真結果表明: 這種方法是可行的， 滿足設計的要求。

　　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，因此如何設計出一個具有高性能的濾波器， 對設計微波電路系統(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)應用廣泛， 其中用微帶做濾波器是其主要應用之一。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 設計步驟

　　2. 1 設計低通原型

　　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：

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