基于ADS微带线带阻滤波器设计.doc

电磁波与微波技术课程设计 课 题：带阻滤波器的设计与仿真 指导老师： 姓 名： 学 号：一: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：5.8GHz；相对带宽：9%；带内波纹： 25dB；在频率5.3GHz和6.3GHz处， 衰 减3dB；输入输出阻抗：50。二：初步设计过程利用微带短截线带阻滤波器的理论基础，可以方便地设计出符合技术指标的微带短截线滤波器。下面我们用ADS设计并仿真微带短截线带阻滤波器的原理图，。微带短截线带阻滤波器的设计指标如下：中心频率：5.8GHz；相对带宽：9%；带内波纹： 25dB；在频率5.3GHz和6.3Hz处， 衰减3dB；输入输出阻抗：50。2.1创建原理图启动ADS软件创建一名为Filter_Stubl的原理图。2.2 利用ADS的工具tools完成对微带线的计算利用ADS提供的工具tools，可以进行微带线物理尺寸和电参数之间的数值计算，若给定微带线的特性阻抗和电长度，可以计算微带线的宽度。（1）设置微带线参数 在【Microstrip Substrate】对话框中进行设置，设置好后在原理图中有：（2）在微带线元件面板上，选择一个微带线MLIN，插入原理图的画图区。（3）在画图区中选中微带线MLIN,再选择【tools】调出【LineCalc】计算窗口。算出所需参数（4） 通过上述计算得到的数据，是微带短截线带阻滤波器的尺寸。2.3 设计原理图（1）保留前面设置的微带线参数，删除原理图中的一个微带线MLIN。（2）在原理图的元件面板列表上，选择微带线【Tlines-Microstrip】元件面板上出现与微带线对应的元件图标。在微带线元件面板上，选择微带线MLIN，4次插入到原理图中，并做如下设置：（3）在微带线元件面板选择微带线的T形结MTEE，3次插入到原理图中，并做如下设置：（4）在微带线元件面板，选择终端开路的微带线MLOC,3次插入原理图中，并做如下设置：（5）在S参数仿真元件面板上，选择负载终端Term，2次插入原理图中，并让两个负载均接地。（6） 在中，双击VAR，打开【Variables and Equations】对话框，在对话框中分别对x1，x2，x3进行设置 其结果如下：原理图的工具栏，选择变量【var】按钮，插入原理图（7）应用连接工具，将MTEE , MLOC，Term和 MLIN 相连如下图：2.4 原理图仿真（1）在S 参数仿真元件面板上，选择S参数仿真控件SP,插入到原理图中，并设置如下：（2）对微带短截线带阻滤波器的原理图仿真。（3）数据显示，结果如下：（4）对比设计指标发现此设计在多个方面存在不足，所以接下去对初步设计进行优化。三：优化过程3.1在原理图的元件面板列表上，选择优化元件【Optim/Stat./yield/DOE】项，在优化的元件面板上，选择优化控件Optim插入原理图的画图区，并选择目标控件Goal插入原理图的画图区，共4个。3.2双击Optim ，打开【Nominal Optimization】窗口，在其中设置优化控件，设置优化控件的步骤如下： 选择随机Random 优化方式 优化次数 100 次，其余保持默认状态。3.3分别设置Goal1，Goal2，Goal3，Goal4 控件，结果如下（经调试后的参数）：3.4点击仿真【Simulate】图标，运行仿真，等仿真结束后，选【Simulate/Update Optimization Values】命令，将优化后的值保存在原理图中。3.4 对比结果查看优化后的曲线图可知： 在5.3GHz 处，m1为-9.713dB 在5.8 GHz 处，m3为 -35.817dB 在 6.3GHz处， m2为-9.105dB可见经优化后的结果比初步设计更加接近课题要求，虽然还有一点偏差。四：版图生成及仿真4.1 将原理图生成版图前，使用工具栏按钮关闭S参数仿真的两个“Term”及接地。4.2 执行菜单命令，弹出设置窗口4.3 单击OK出现下图所示窗口，单击OK，然后生成版图：4 .4版图生成后，先设置微带电路的基本参数。（1） 执行菜单命令。从原理图中获得MSUB参数。 (2)执行菜单命令，可修改参数，点击OK。4.5单机“Port”按钮，弹出“Port”设置窗口，单机OK，关闭该窗口，在滤波器两边加上端口Port1和Port2。4.6执行菜单名利，弹出仿真设置窗口，在该窗口右侧的“SWEEP Type”选择“Adative”，起止频率与原理图仿真相同，采样点取10，单机UPdate，将设置输入左侧列表，单机仿真按钮，进行仿真。4.7用版图仿真出来的波形4.8可是误差较大，但是还是满足带阻的滤波器的功能。五：设计总结 通过本次设计，对ADS软件有了更深的理解，可以熟练操作ADS中微带线的设计功能。同时也掌握了带阻滤波器的设计。 在此次设计中，我们充分利用图书馆以及网络资源，在借鉴和参考的过程中，逐步确定了本次设计的设计方案。然后通过团队合作分工，渐渐从方案确立，参数计算，初步设计。然后在初步设计后，由指导老师指