基于A(yíng)DS的平行耦合微帶線(xiàn)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(jìn)行設計和優(yōu)化平行耦合微帶線(xiàn)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(gè)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(shí)例和仿真結果， 并進(jìn)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(mǎn)足設計的要求。

　　濾波器是用來(lái)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(guò)濾波器， 只讓需要的信號通過(guò)。在微波電路系統中， 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(gè)具有高性能的濾波器， 對設計微波電路系統具有很重要的意義。微帶電路具有體積小， 重量輕、頻帶寬等諸多優(yōu)點(diǎn)， 近年來(lái)在微波電路系統應用廣泛， 其中用微帶做濾波器是其主要應用之一。平行耦合微帶線(xiàn)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(gè)無(wú)屏蔽的傳輸線(xiàn)緊靠一起時(shí)， 由于傳輸線(xiàn)之間電磁場(chǎng)的相互作用， 在傳輸線(xiàn)之間會(huì )有功率耦合， 這種傳輸線(xiàn)稱(chēng)之為耦合傳輸線(xiàn)。根據傳輸線(xiàn)理論， 每條單獨的微帶線(xiàn)都等價(jià)為小段串聯(lián)電感和小段并聯(lián)電容。每條微帶線(xiàn)的特性阻抗為Z 0， 相互耦合的部分長(cháng)度為L(cháng)， 微帶線(xiàn)的寬度為W， 微帶線(xiàn)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(gè)微帶線(xiàn)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(guò)渡。

　　如果將多個(gè)單元級聯(lián)， 級聯(lián)后的網(wǎng)絡(luò )可以具有良好的濾波特性。

圖1 5級耦合微帶線(xiàn)帶通濾波器

　　2 設計步驟

　　2. 1 設計低通原型

　　根據帶通濾波器的一系列參數通過(guò)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g1， g2. . . gN gN + 1。