微波滤波器的设计制作与调试剖析ppt课件.ppt

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1、微波实验汇报之微波滤波器的设计制作与调试11、了解微波滤波电路的原理及设计方法。2、学习使用ADS软件进行微波电路的设计，优化，仿真。3、掌握微带滤波器的制作及调试方法。一、实验目的21、使用ADS软件设计一个微带带通滤波器，并对其参数进行优化、仿真。2、了解各参数的物理意义，掌握物理概念。二、实验内容31、试验中微带带通滤波器及其等效电路，它由平行的耦合线节相连组成，并且是左右对称的，每一个耦合线节长度约为四分之一波长(对中心频率而言)，构成谐振电路。三、实验设计原理4本实验中滤波器有五个耦合线节，在滤波器两端的两条引出线是特性阻抗为50欧姆的微带线。由微带线计算工具得到：微带线

2、的线宽1.52mm和长度13.63mm(四分之一波长)。5在进行设计时，主要是以滤波器的S参数作为优化目标进行优化仿真。S参数，即散射矩阵。是建立在入射波与反射波的关系基础上网络参数。该实验中S11，S12,S21，S22即为双口网络的散射矩阵。6各参数物理意义7详细的：S21(S12)是传输参数，滤波器通带、阻带的位置以及衰减、起伏全都表现在S21(S12)随频率变化曲线的形状上。S11(S22)参数是输入、输出端口的反射系数，由它可以换算出输入、输出端的电压驻波比。如果反射系数过大，就会导致反射损耗增大，并且影响系统的前后级匹配，使系统性能下降。8说明：由于原理图仿真和实际情况

3、会有一定的偏差，在设定优化参数时，可以适当增加通带宽度。对于其它的参数，也可以根据优化的结果进行一定的调整。91、通带边界频率与通带内衰减、起伏2、阻带边界频率与阻带衰减说明：此两项描述衰减特性的，是滤波器的主要技术指标，决定了滤波器的性能和种类(高通、低通、带通、带阻等)。四、微带滤波器的技术指标103、通带的输入电压驻波比说明：描述了滤波器的反射损耗的大小。4、通带内相移与群时延说明：群时延是指网络的相移随频率的变化率，定义为dY/df，群时延为常数时，信号通过网络才不会产生相位失真。四、微带滤波器的技术指标115、寄生通带说明：寄生通带是由于分布参数传输线的周期性频率特性引起

4、的，它是离设计通带一定距离处又出现的通带，设计时要避免阻带内出现寄生通带。四、微带滤波器的技术指标12设计指标通带3.0－3.1GHz，带内衰减小于2dB，起伏小于1dB2.8GHz以下及3.3GHz以上衰减大于40dB，端口反射系数小于-20dB。13五、一些物理概念微带线：适合制作微波集成电路的平面结构传输线。与金属波导相比，其体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高和制造成本低等；但损耗稍大，功率容量小。14微带线可以看成双导体传输线演化而来，将无线薄的导体板垂直插入双导体之间，因为导体板和电力线垂直，不影响场分布。再将导体圆柱变成导体带，并在其间加入介质材料，构成微带线。15耦

5、合微带线:由两根平行放置的、彼此靠的很近的微带线构成，分为不对称和对称两种结构两种（本实验中为对称耦合微带线）。由于各个传输线的电磁场的相互作用，在传输线之间可以有功率耦合，这种传输线叫做耦合微带线。五、一些物理概念16滤波器（filter）:定义：是一种用来消除干扰杂讯的器件，对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，从而将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。功能：就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。分类：滤波器特性可以用其频率响应来描述，按其特性的不同，可以分为低通滤波器，高通滤波器，带通滤波器和带阻滤波器等。五、一些物理概念17六、ADS软件的使用在使用AD

6、S软件过程中，根据老师提供的教程设计微带带通滤波器的方法：包括原理图绘制，电路参数的优化、仿真，版图的仿真等。其详细过程如实验教程。18七、观察仿真曲线1、S参数19图中依次表示了S11，S22，S12，S21。由图形可以看出，S11=S22，说明此网络为对称网络。S12=S21，说明此网络为互易网络。如之前设计时，设计时耦合线结左右对称、可互易，结论正确。20S(11):S11：在通带3.0－3.1GHz内，小于-20dB21由图形观察：（1）、对S11（S22）:原理：S11(S22)参数是输入、输出端口的反射系数，即表示回波损耗，也就是有多少能量被反射回源端。回波损耗：其值越

7、小越好，一般建议S11<0.1，即－20dB。22由它可以换算出输入、输出端的电压驻波比。查资料得：驻波比（VSWR）回波损耗（RL）之间的换算公式：RL=20*log10[(VSWR+1)/(VSWR-1)]。23仿真要求：通带内反射系数小于-20dB（通带3.0－3.1GHz）分析：由图形观察，在通带3.0－3.1GHz内，S11小于-20dB。指标满足要求。理论上，因为回波损耗小于20dB,电压驻波比至少小于1.22。更精确的，在仿真过程中，曲线上会出现一个倒三