基于微波電路仿真軟件的平行耦合微帶線(xiàn)濾波器

　　(4)原理圖的仿真優(yōu)化。將上述結構尺寸輸入ADS中，并設置介質(zhì)參數和掃頻參數，進(jìn)行原理圖仿真，其仿真結果如圖4所示，可見(jiàn)中心頻率出現了明顯的偏移現象。這是由于在設計平行耦合微帶帶通濾波器時(shí)沒(méi)有考慮邊緣場(chǎng)效應的影響，為此需要進(jìn)行優(yōu)化設定優(yōu)化目標及優(yōu)化控制器參數。

　　事實(shí)上實(shí)際值比設計值偏低的主要原因是耦合單元微帶線(xiàn)開(kāi)路端邊緣效應的影響。對于開(kāi)路端微帶線(xiàn) , 通常將其邊緣效應等效為一個(gè)電容件，而這個(gè)等效電容又可以為一段附加的一定長(cháng)度的傳輸線(xiàn)所代替。解決此問(wèn)題可以利用ADS的優(yōu)化功能，優(yōu)化后的仿真結果如圖5所示，優(yōu)化原理圖如圖6所示。

　　(5)微帶濾波器的實(shí)際電路是由電路板和微帶線(xiàn)構成行計算得出的, 實(shí)際電路的性能可能會(huì )與原理仿真圖的結果有很大的差別。版圖的仿真是采用矩量法直接對電磁場(chǎng)進(jìn)行仿真，其結果比在原理圖中仿真更加準確。因此，可以將原理圖生成版圖進(jìn)行矩量法(Momentm)仿真。矩量法仿真結果如圖7所示。

　　仿真得到的曲線(xiàn)不能滿(mǎn)足指標要求，那么要重新回到原理圖窗口進(jìn)行優(yōu)化仿真，產(chǎn)生這種情況的原因是相鄰耦合線(xiàn)節間的線(xiàn)寬相差過(guò)大或者其他參數取值不適合，這些可以改變優(yōu)化變量的初值，也可以根據曲線(xiàn)與指標的差別情況適當調整優(yōu)化目標側參數，重新進(jìn)行優(yōu)化。

　　(6)平行耦合帶通濾波器調試與制作

　　將設計的平行耦合帶通濾波器制成印刷電路板，然后用網(wǎng)絡(luò )分析儀測試微帶濾波器實(shí)際電路。調試系統方框圖如圖8所示。

　　需要調試的參數主要有以下幾個(gè)：輸入輸出端口的反射參數S11，S22;通帶內衰減和阻帶內衰減S21。S12;群延時(shí)[9~10]。通過(guò)對以上參數的測量就可以得到微帶濾波器的各項參數。測量完成后，觀(guān)察網(wǎng)絡(luò )分析儀的測量結果是否達到指標要求，并把結果與實(shí)際測量結果相比較。如果測試結果與設計要求相差過(guò)多，則需要對電路進(jìn)行調整，直至重新進(jìn)行設計、制板。

　　結語(yǔ)

　　本文以平行耦合微帶線(xiàn)帶通濾波器原理為基礎，將傳統的濾波器設計方法與利用微波電路仿真工具設計濾波器的方法相結合，設計了一個(gè)相對帶寬為9% 的平行耦合帶通濾波器，并給出仿真結果，同時(shí)對仿真結果進(jìn)行了分析。仿真結果表明利用這種方法設計的平行耦合帶通濾波器達到了要求的指標，同時(shí)使得設計工作量大大減少，精度及效率提高。