微波滤波器和无源电路讲座(14 b)ppt课件.pptx

微波低通滤波器设计,椭圆函数低通滤波器设计,椭圆函数低通滤波器设计,设计要求技术指标通带最大反射系数:0.2（相当于通带等波纹为0.18dB）；通带变频频率：阻带变频频率：端接条件：50欧姆带状线；最小阻带衰减：38.1dB,椭圆函数低通原型滤波器,椭圆函数低通原型滤波器的通带和阻带都具有都具有等波纹特性。由于它的参数须用椭圆函数计算，个被称作椭圆函数滤波器或考尔（Cauer）滤波器。,确定滤波器级数,椭圆函数滤波器的阻带最小衰减近似表示为：式中： 是椭圆函数的模数。使用6级可以达到阻带最小衰减38.1dB要求。,43.1dB,陡峭度,椭圆函数模数,椭圆函数低通原型滤波器的基本结构,椭圆函数低通原型滤波器有很多文章介绍。综合出的电路结构也不完全相同。元器件值有表可查。,ADS的设计过程,放入超级元件Filter DG。,双端口滤波器This component can have any real, non-zero impedance at either the source or load terminations.,单端口滤波器This component has a real, non-zero source termination and either an open or short at the load termination.,设置设计参数,双击超级元件，输入设计要求,设计滤波器,仿真结果,设计结果,Ansoft Designer的设计过程,传统设计方法,选择低通原型滤波器结构,计算各元件实际值,根据原型值计算各元件实际值。,原型值,计算公式,实际值,选定各线段的阻抗并确定其宽度,采用带状线。,确定各线段长度,将电路板版图相关部分与等效电路关联。并由关联关系得，其中， 和 是电感线未修正前的长度。,确定各线段长度（续1）,在形等效电路中，这三根电感线的并联容抗是：在这三段线接头处将有一个无用的总电容并联与接头处，此总容纳是这个电容是并联在电路中。并联以后的导纳应当等于L2-C2并联支路的导纳，即,包含CL的L2-C2支路导纳,不包含CL的L2-C2支路导纳，即带状线需要提供的导纳。,确定各线段长度（续2）,如果令，由公式：得，分离后得最后计算出,修正后的容纳,修正后的感抗,确定各线段长度（续3）,应用此修正电抗值，再由下式计算出L2对应线段修正以后的长度。为了求得C2对应线段的长度，必须把修正后的容纳 减去 线段型等效电路的并联容纳 ，先求出对应线段的原始长度 ，然后用其两端的边缘电容加以修正。边缘电容的影响可以从C2对应线段的两端减去一小段线，线长 它的等效电容等于边缘电容，即,确定各线段长度（续4）,其中，故得，由此得出C2线段所需的实际长度。其余各个分支线也可以用类似的方法确定。这里不再详细叙述。由此可见，设计过程十分繁杂。因此，我们通常会使用仿真软件优化功能设计。,仿真软件优化设计方法,电路图和拓扑结构,选定各线段的阻抗并确定其宽度,采用带状线。,Z0,Z0,Z1,Z0,Z1,Z3,Z2,Z3,Z2,Z1,计算线长初值,建立电路模型,电路模型仿真结果,优化结果,优化前,优化后,HFSS的仿真结果,用Designer设计,设计基本结构和初始几何尺寸,AWR优化用电路图,优化结果,优化后版图,HFSS的仿真结果,小 结,设计椭圆函数低通滤波器，一般可以使用优化方法设计。利用集中元件原理图给出基本设计。然后把集中参数原理图转换成某种结构的传输线，例如：同轴线、带线、微带线等。这一过程并不像传统设计一样做修正。再在仿真软件中对这种实际结构传输线的电路原理图优化。最后用三维软件验证设计。多数情况下这一设计方法给出的结果是可以信赖的。,