基于ads带阻滤波器设计

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1、福建工程学院电磁波与微波技术课程设计----带阻滤波器的设计与仿真课题：带阻滤波器的设计与仿真指导老师：姓名：学号：19福建工程学院目录1.设计要求·······················32.微带短截线带阻滤波器的理论基础············32.1理查德变换····················42.2科洛达规则····················63.设计步骤·······················73.1ADS简介·····················73.2初步设计过程··················

2、·83.3优化设计过程···················143.4对比结果·····················174.心得体会·······················175.参考文献·······················1819福建工程学院1．课程设计要求：1.1设计题目：带阻滤波器的设计与仿真。1.2设计方式：分组课外利用ads软件进行设计。1.3设计时间：第一周至第十七周。1.4带阻滤波器中心频率：6GHz；相对带宽：9%；带内波纹：<0.2dB。1.5滤波器阻带衰减>25dB；在频率5.5GHz和6.5GHz处

3、，衰减<3dB；输入输出阻抗：50Ω。2．微带短截线带阻滤波器的理论基础19福建工程学院当频率不高时，滤波器主要是由集总元件电感和电容构成，但当频率高于500Mz时，滤波器通常由分布参数元件构成，这是由于两个原因造成的，其一是频率高时电感和电容应选的元件值小，由于寄生参数的影响，如此小的电感和电容已经不能再使用集总参数元件；其二是此时工作波长与滤波器元件的物理尺寸相近，滤波器元件之间的距离不可忽视，需要考虑分布参数效应。我们这次设计采用短截线方法，将集总元件滤波器变换为分布参数滤波器，其中理查德变换用于将集总元件变换为传输段，科洛达规则可以

4、将各滤波器元件分隔。2.1理查德变换通过理查德变换，可以将集总元件的电感和电容用一段终端短路和终端开路的传输线等效。终端短路和终端开路传输线的输入阻抗具有纯电抗性，利用传输线的这一特性，可以实现集总元件到分布参数元件的变换。在传输线理论中，终端短路传输线的输入阻抗为：=（1.0）式中当传输线的长度=时（1.1）将式（1.1）代入式（1.1），可以得到19福建工程学院（1.2）式中（1.3）称为归一化频率。终端短路的一段传输线可以等效为集总元件电感，等效关系为（1.4）式中S=j（1.5）称为理查德变换。同样，终端开路的一段传输线可以等效为集

5、总元件的电容。终端开路传输线的输入导纳为（1.6）式中S=j为理查德变换。19福建工程学院前面将电感和电容用一段传输线等效时，传输线的长度选择为，这样的选择有个好处，因为点f=S=j=j1（1.7）这适合将集总元件低通滤波器原型转换为由传输线构成的低通滤波器，这时低通滤波器原型的电感值与终端短路传输线的归一化特性阻抗值相等，低通滤波器原型的电容值与终端开路传输线的归一化特性导纳值相等。当传输线的长度时，这种选择适合将集总元件低通滤波器原型转换为由传输线构成的带阻滤波器。所以我们在做设计时用的传输线的长度为。2.2科洛达规则科洛达规则是利用附

6、加的传输线段，得到在实际上更容易实现的滤波器。利用科洛达规则既可以将串联短截线变换为并联短截线，又可以将短截线在物理上分开。附加的传输线段称为单位元件。3设计步骤3.1ADS简介19福建工程学院ADS（AdvancedDesignSystem）电子设计自动化软件为美国AgilentTechnologies公司的产品，该软件的功能包含时域电路模拟（SPICE－likeSimulation）、频域电路模拟（HarmonicBalanceLinearAnalysis）、电磁模拟（EMSimulation）、通信系统模拟（Communication

7、SystemSimulation）、数字信号处理设计（DSP）等。此外和多家芯片厂商合作建立ADSDesignKit及ModelFile供设计人员使用。使用者可以利用DesignKit及软件模拟功能进行通信系统的设计、规划与评估，以及MMIC／RFIC、类比与数位电路设计。除上述的设计模拟功能外，ADS也提供辅助设计功能，如DesignGuide是以范例及指令方式示范电路或系统的设计规划流程，而SimulationWizard是以步骤式界面进行电路设计与分析。ADS还能提供与其他设计模拟软件（如SPICE、Mentor19福建工程学院Gra

8、phics的ModelSim、Cadence的NC-Verilog、Mathworks的MATLAB等）做Co－Simulation，加上丰富的元件／应用模型库及量测／验证仪器间