微带带通滤波器.doc

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1、射频技术-----课程设计报告题目平行耦合线带通滤波器基于ADS的设计专业学号通信工程学号学生姓名指导教师2016年4月16日一、带通滤波器（1）简介带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量，但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带阻滤波器的概念相对。一个模拟带通滤波器的例子是电阻-电感-电容电路(RLCcircuit)。这些滤波器也可以用低通滤波器同高通滤波器组合来产生。（2）工作原理一个理想的带通滤波器应该有一个完全平坦的通带，在通带内没有放大或者衰减，并且在通带之外所有频率都被完全衰

2、减掉，另外，通带外的转换在极小的频率范围完成。实际上，并不存在理想的带通滤波器。滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉，尤其是在所要的通带外还有一个被衰减但是没有被隔离的范围。这通常称为滤波器的滚降现象，并且使用每十倍频的衰减幅度的dB数来表示。通常，滤波器的设计尽量保证滚降范围越窄越好，这样滤波器的性能就与设计更加接近。然而，随着滚降范围越来越小，通带就变得不再平坦，开始出现“波纹”。这种现象在通带的边缘处尤其明显，这种效应称为吉布斯现象。除了电子学和信号处理领域之外，带通滤波器应用的一个

3、例子是在大气科学领域，很常见的例子是使用带通滤波器过滤最近3到10天时间范围内的天气数据，这样在数据域中就只保留了作为扰动的气旋。在频带较低的剪切频率f1和较高的剪切频率f2之间是共振频率，这里滤波器的增益最大，滤波器的带宽就是f2和f1之间的差值。（3）典型应用许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器，以选出各个不同频段的信号，在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。这种有源带通滤波器的中心频率，在中心频率f0处的电压增益A0=B3/2B1，品质因数，3dB带宽B=1/(п*

4、R3*C)也可根据设计确定的Q、f0、A0值，去求出带通滤波器的各元件参数值。R1=Q/(2пfoAoC)，R2=Q/((2Q2-Ao)*2пfoC)，R3=2Q/(2пfoC)。上式中，当f0=1KHz时，C取0.01Uf。此电路亦可用于一般的选频放大。此电路亦可使用单电源，只需将运放正输入端偏置在1/2V+并将电阻R2下端接到运放正输入端既可。二、平行耦合线（1）简介平行耦合带通滤波器带通滤波器是一种分布参数滤波器滤波器，它是由微带线或耦合微带线组成，其具有重量轻、结构紧凑、价格低、可靠性高、性能稳

5、定等优点，因此在微波集成电路集成电路中，它是一种被广为应用的带通滤波器。滤波器的基础是谐振电路，它是一个二端口网络，对通带内的频率信号呈现匹配传输，对阻带频率信号失配而进行发射衰减，从而实现信号频谱过滤功能。微波带通滤波器在无线通信系统通信系统中起着至关重要的作用，尤其是在接收机前端。滤波器性能的优劣直接影响到整个接收机性能的好坏，它不仅起到频带和信道选择的作用，而且还能滤除谐波，抑制杂散。（2）工作原理边缘耦合的平行耦合线由两条相互平行且靠近的微带线构成。根据传输线理论及带通滤波器理论，带通滤波元件是

6、由串臂上的谐振器和并臂上的谐振器来完成，但是在微带上实现相间的串联和并联谐振元件尤为困难，为此可采用倒置转换器将串并联电路转化为谐振元件全部串联或全部并联在线上。因此，单个耦合微带滤波器单元能够等效成一个导纳倒置转换器和接在两边传输线段的组合。（3)参数的调试需要调试的参数主要有以下几个：输入输出端口的反射参数S11，S22；通带内衰减和阻带内衰减S21，S12；群延时[9~10]。通过对以上参数的测量就可以得到微带滤波器的各项参数。测量完成后，观察网络分析仪的测量结果是否达到指标要求，并把结果与实际测

7、量结果相比较。如果测试结果与设计要求相差过多，则需要对电路进行调整，直至重新进行设计、制板。三、具体设计（1）ADS软件介绍ADS电子设计自动化（ADS软件全称为AdvancedDesignSystem，是美国安捷伦公司所生产拥有的电子设计自动化软件；ADS功能十分强大，包含时域电路仿真(SPICE-likeSimulation)、频域电路仿真(HarmonicBalance、LinearAnalysis)、三维电磁仿真(EMSimulation)、通信系统仿真(CommunicationSystemS

8、imulation)和数字信号处理仿真设计（DSP）；支持射频和系统设计工程师开发所有类型的RF设计，从简单到复杂，从离散的射频/微波模块到用于通信和航天/国防的集成MMIC，是当今国内各大学和研究所使用最多的微波/射频电路和通信系统仿真软件软件。ADS软件版本有ADS2005A、ADS2004A、ADS2003C、ADS2003A、ADS2002C和ADS2002A等。（2）设计步骤设计指标：通带3.0－3.1GHz，带内衰减小于2dB，