滤波器的仿真设计.ppt

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1、第二讲：滤波器的仿真设计,学习目的,学习目的了解滤波器的基本工作原理及指标特性。培养利用ADS软件对集总滤波器和微带滤波器进行设计、仿真、优化的能力。,学习内容,滤波器的介绍和基本工作原理LC滤波器的仿真设计利用ADS中滤波器设计向导工具进行滤波器设计几种微带结构形式滤波器的仿真设计,滤波器介绍,滤波器是一种二端口网络，具有频率选择特性，即通带内提供信号 传输，阻带提供信号衰减，以实现微波系统中需要的频率响应。,100MHz至9.6GHz倍频链实例,100MHz-200MHz,200MHz-400MHz,400MHz-1.2GHz,1.2GHz-9.6GHz,9.6GHz,滤波器介绍,倍频放大

2、链路中未加入滤波器输出的9.6GHz信号频谱,9.6GHz附近存在众多杂散信号！,滤波器介绍,倍频放大链路中加入滤波器输出的9.6GHz信号频谱,9.6GHz附近杂散信号被滤除！,滤波器介绍,滤波器的基本原理,滤波器一种二端口网络，具有频率选择特性，即可让某些频率通过，也可对其它频率加以阻拦。滤波器的基础是谐振电路，谐振电路也是二端口网络，对通带内信号匹配传输，对阻带频率信号失配而进行发射衰减，实现滤波功能。典型滤波器频率响应：低通、高通、带通、带阻。,低通滤波器,高通滤波器,滤波器的基本原理,典型滤波器频率响应,带通滤波器,带阻滤波器,滤波器的基本原理,滤波器通常采用传输衰减量描述滤波器的衰

3、减特性：采用数学多项式拟合的方法描述滤波器衰减与频率的特性关系。滤波器主要类型有：巴特沃斯型（Butterworth）切比雪夫型（Chebyshev）椭圆函数型（Elliptic）高斯多项式型（Gaussian）,输出端匹配负载时滤波器输入功率,输出端匹配负载时负载吸收功率,衰减LA小，传输信号；衰减LA大，阻碍信号传输！,滤波器的基本原理,滤波器的基本原理,滤波器主要参数指标_带通滤波器中心频率f0：滤波器通带的中心频率f0，取f0=(f上+f下)/2。其中 f上、f下为带通或带阻滤波器左右相对下降3dB边频点。通带带宽BW3dB：指需要通过的频谱宽度，BW3dB=f上-f下。其中f上、f下

4、以中心 频率f0处插入损耗为基准，下降3 dB处对应的左右边频点。相对带宽=BW3dB/f0X100%：表征滤波器的通带带宽。插入损耗Insert Loss：滤波器对输入信号带来的损耗。带内波动：通带内的插入损耗随频率变化的波动值。回波损耗Return Loss：端口信号输入功率与反射功率之比的分贝数。带内驻波比VSWR：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。理想匹配为VSWR=1：1，失配时大于1。对于实际的滤波器 一般要求VSWR小于1.5:1。阻带抑制度Rf：衡量滤波器选择性能好坏的重要指标，指标越高说明对带外 干扰信号抑制得越好。矩形系数K：用来表征滤波器对频带外信号的衰

5、减程度，带外衰减越大，选择性越好。,滤波器的基本原理,带通滤波器主要参数指标,滤波器的基本原理,滤波器主要参数指标_低通或高通滤波器截止频率f上截频、f下截频：指低通滤波器的通带右边的边频点及高通滤波器的 通带左边的边频点。插入损耗Insert Loss：滤波器对输入信号带来的损耗。带内波动：通带内的插入损耗随频率变化的波动值。回波损耗Return Loss：端口信号输入功率与反射功率之比的分贝数。带内驻波比VSWR：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。理想匹配为VSWR=1：1，失配时大于1。对于实际的滤波器 一般要求VSWR小于1.5:1。阻带抑制度Rf：衡量滤波器选择性能

6、好坏的重要指标，指标越高说明对带外 干扰信号抑制得越好。,滤波器的基本原理,低通滤波器主要参数指标,滤波器的基本原理,滤波器的种类,滤波器,有源滤波器,无源滤波器,集总LC滤波器,腔体滤波器,介质滤波器,晶体滤波器,声表面波滤波器,微带滤波器,LC滤波器的仿真设计,建立新的工程文件,LC滤波器的仿真设计,建立LC拓扑结构从元器件模型列表选择“Lumped Components”,LC滤波器的仿真设计,设置仿真参数从元器件模型列表选择“Simulation-S_Param”，并加入端口,LC滤波器的仿真设计,完成电路拓扑及仿真参数设置,LC滤波器的仿真设计,开始仿真,点击仿真图标,仿真状态窗口,

7、数据显示窗口,LC滤波器的仿真设计,显示仿真数据,点击数据显示图标,选择要显示的S参数,选择显示参数单位,LC滤波器的仿真设计,标注仿真数据,点击Marker菜单,LC滤波器的仿真设计,保存仿真数据文件,自动保存，文件名与拓扑图文件一致,另存为，可命名仿真数据文件,LC滤波器的仿真设计,打开已保存仿真数据文件,主窗口点击显示数据窗口图标,选择打开已存仿真数据文件,LC滤波器的仿真设计,滤波器的电路调谐,点击参数调谐图标,参数当前值,移动滑块或点击箭头改变调谐窗口中的参数值,关闭,更新到原理图,重置参数,保存,LC滤波器的仿真设计,选择电路调谐参数鼠标点击选择需要调谐的参数,LC滤波器的仿真设计

8、,调谐电路参数，改善低通滤波器性能鼠标点击调谐箭头，改变调谐参数,调谐至优值后更新到拓扑图窗口,LC滤波器的仿真设计,拓扑图电路参数已更新,LC滤波器的仿真设计,小结建立LC低通滤波器拓扑结构，进行仿真。学习数据显示窗口中仿真曲线的显示、标注、保存。利用参数调谐工具，进行电路参数调谐，获得较优的性能。,LC滤波器的仿真设计,使用滤波器设计向导工具设计滤波器截止频率wc=4GHz在wc=8GHz频点处的插入损耗必须大于15dB输入输出阻抗为50欧姆通带内插损小于2dB,设计4GHz低通滤波器,LC滤波器的仿真设计,滤波器电路的生成在“Lab_2LCfiltere”工程文件中新建“Filter_D

9、esignGuide”电路原理图原理图菜单栏中的【Design Guide】【Filter】选项，弹出对话框：,滤波器控制窗口,阻抗匹配,斯密斯圆图,LC滤波器的仿真设计,滤波器电路的生成在滤波器选择窗口中选择“Filter Control Window”，并单击OK按钮，系统将弹出一个新的滤波器设计向导“Filter DesignGuide”窗口,LC滤波器的仿真设计,LC滤波器的仿真设计,点击该图标，使原理图中将出现一个新的元件面板“Filter DG-All”,LC滤波器的仿真设计,在电路原理图元器件列表的“Filter DG-All”一栏，从器件列表中选择“双端口低通滤波器模型（low

10、-pass filter DT）”,在原理图中添加低通滤波器后，返回Filter DesignGuide窗口，点击自动设计图标,LC滤波器的仿真设计,点击进入【Filter Assistant】标签页面，可以看见【Smart Component】项中已经出现了刚刚插入原理图中的低通滤波器“DA_LCBandpassDT1”。,对原理图中低通滤波器模型自动设计,LC滤波器的仿真设计,LC滤波器的仿真设计,选择滤波器响应类型Maximally Flat：最平坦响应，也称巴特沃兹响应 Chebyshev：切比雪夫响应 Elliptic：椭圆函数响应 Inverse Chebyshev：逆切比雪夫响应

11、 Bessel-Thomson：贝塞尔-托马森响应 Gaussian：高斯响应,选择最大平坦型！,LC滤波器的仿真设计,在设计向导中设置滤波器参数AP（dB）=2，表示滤波器的通带损耗系数为2。As（dB）=15，表示滤波器截止频率处损耗大于15dB。Fp=4GHz，表示滤波器的通带截止频率为4GHz。Fs=8GHz，表示滤波器的阻带截止频率为8GHz。First Element选择为series，表示第一个元件是串联元件。设置完成，单击Redraw（刷新）按钮，获得巴特沃兹响应曲线。,LC滤波器的仿真设计,参数设置完成，单击窗口中【Design】按钮，系统将自动生成一个集总参数滤波器,原理图

12、中低通滤波器设置参数,LC滤波器的仿真设计,选中滤波器模型DA_LCLowpassDT1,然后在工具栏中单击Push Into Hierarchy 按钮，得到的滤波器的子电路,低通滤波器模型生成的子电路,LC滤波器的仿真设计,对生成低通滤波电路的仿真设置,起始频率,终止频率,频率步长,仿真参数设置完成，点击【Simulate】按钮，开始仿真！,LC滤波器的仿真设计,低通滤波器仿真的响应曲线,LC滤波器的仿真设计,低通滤波器仿真的响应曲线,截止频率4GHz,8GHz处插损大于15dB,通带内波动小于2,达到设计指标！,LC滤波器的仿真设计,练习学习利用Filter DesignGuide设计一个

13、高通滤波器学习利用Filter DesignGuide设计一个带通滤波器学习利用Filter DesignGuide设计一个带阻滤波器,截止频率：2GHz；通带最大平坦响应，通带插损小于2；在1GHz处，插入损耗大于15dB,通带频率：1.5-2GHz；通带最大平坦响应，通带插损小于2；带外抑制大于20dB,阻带频率：1.5-2GHz；通带最大平坦响应，通带插损小于2；带外抑制大于20dB,LC滤波器的仿真设计,练习上面四种滤波器指标不变，第一个元件改为并联结构，进行设计仿真观察,改为并联结构,LC滤波器的仿真设计,小结学习使用Filter DesignGuide自动设计工具对LC集中形式不同

14、电路结构形式的低通、高通、带通、带阻滤波器的仿真设计。Filter DesignGuide的设计参数和仿真参数的设置。,集总参数滤波器变换为微带滤波器,根据已设计的LC低通滤波器，利用设计工具将LC滤波器转化为可实现的微带滤波器AP（dB）=2，表示滤波器的通带传输损耗为2。As（dB）=15，表示滤波器截止频率处损耗大于15dB。Fp=4GHz，表示滤波器的通带截止频率为4GHz。Fs=8GHz，表示滤波器的阻带截止频率为8GHz。First Element选择为series，表示第一个元件是串联元件,集总参数滤波器变换为微带滤波器,微带线的结构,集总参数滤波器变换为微带滤波器,等效变换理论

15、基础 Richards变换：串联电感 串联短路短截线 并联电容 并联开路短截线？实际微带电路中，串联短路短截线无法实现!Kuroda变换：并联短截线 微带传输线 串联短截线 微带传输线,L、C元器件,串联、并联短截线,微带传输线,Richards变换,Kuroda变换,设置微带线参数，仿真计算,集总参数滤波器转化为微带滤波器,单击Filter DesignGuide中的 图标，打开滤波器转换 助手对话框,点击,选择电感,集总参数滤波器转化为微带滤波器,选中LC to TLine选项，点击集总参数器件形式的电感 出现转换页面,1.单击串联短路短截线,2.单击添加L1,L2,3.进行转换,4.返回

16、上层,串联开路短截线,集总参数滤波器转化为微带滤波器,返回至滤波器转换助理对话框，点击并联电容 进入电容转换窗口,1.单击并联开路短截线,2.单击添加C1,3.进行转换,4.返回上层,并联短路短截线,集总参数滤波器转化为微带滤波器,串联电感、并联电容转换后的电路图,集总参数滤波器转化为微带滤波器,返回滤波器转换助手对话框，选中“”,1.选择Kuroda转换,2.单击Before Network和After Network添加两单个元器件,3.选中一组Kuroda转换,4.单击添加选中的转换,5.单击进行转换,集总参数滤波器转化为微带滤波器,滤波器转换助手对话框中，点击“Before Netwo

17、rk和After Network”两按钮添加元器件后的电路图,集总参数滤波器转化为微带滤波器,滤波器转换助手对话框中，先后选择 进行转换,集总参数滤波器转化为微带滤波器,滤波器转换助手对话框中，选中 单击短截线图标,6.单击OK结束,1.选择至微带转换,2.单击短截线,3.添加所有传输线至微带转换,4.设置基片厚度，介电常数4.4,5.单击进行转换,集总参数滤波器转化为微带滤波器,最后转换得到的电路图,集总参数滤波器转化为微带滤波器,等效为微带电路后的仿真返回电路原理图，加入S参数仿真控制器，设置参数，进行仿真,集总参数滤波器转化为微带滤波器,点击仿真图标，开始仿真，观察S参数曲线,满足设计指

18、标！,集总参数滤波器转化为微带滤波器,Richards变换,Kuroda变换,设置微带参数，转换为实际微带线,仿真分析！,集总参数滤波器转化为微带滤波器,小结 学习使用滤波器设置向导中LC转微带的工具实现了 LC低通滤波器至微带形式的低通滤波器的优化仿真，且指标满足设计要求。,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,阶跃阻抗低通滤波器电路形式,低阻线,高阻线,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,阶跃阻抗低通滤波器电路形式,低阻线,高阻线,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,设计指标具有最平坦响应-最大平坦型！截止频率为2.5GHz在4GHz频点处的插入损耗必须大于20dB阻抗为

19、50欧姆，最高线阻抗120欧，最低线阻抗20欧采用微带基片参数：基片厚度：H=1.58mm 相对介电常数：4.2 损耗角正切：0.02 铜导体层厚度：0.035mm,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,|w/wc|-1=(4GHz/2.5GHz)-1=0.6；L20dB,最大平坦型；级数：6级,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,滤波器的低通原型电路,g1,g2,g3,g4,g5,g6,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,滤波器的低通原型参数,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,在元器件面板中选择 选择微带线,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,低通滤波器的初值确定,50欧姆；W=3.087；L=2.5mm,50

20、欧姆；W=3.087；L=2.5mm,20欧姆；W=11.3；L=2.05mm,120欧姆；W=0.428；L=6.63mm,120欧姆；W=0.428；L=9.04mm,120欧姆；W=0.428；L=2.41mm,20欧姆；W=11.3；L=7.69mm,20欧姆；W=11.3；L=5.63mm,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,滤波器设计步骤,根据设计指标确定低通滤波器阶数,串联电感-低阻线并联电容-高阻线,阻抗变换公式,根据线宽、线长建模并计算,查表获得低通原型的元器件值,集总LC低通滤波器中实际阻抗值,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,对滤波器中微带电路电气参数和尺寸进行设置电路参数设置

21、 在 元器件面板中选择微带参数设置控件,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,在原理图设计窗口选择【Tool】-【LineCalc】-【Start LineCalc】，打开微带线计算工具,电尺寸参数栏,介质基片参数设置栏,微带物理尺寸栏,元件参数设置栏,50欧条件下的线宽,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,获得并设置各滤波器支节的尺寸参数,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,对滤波器各支节尺寸参数的优化设置设置需要优化的变量,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,仿真参数设置,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,原理图仿真,初步满足设计指标,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,滤波器电路参数的优化在元器件面板中选择优化

22、面板列表在优化面板中选择 优化控制，并添加到原理图,迭代次数设为500,随机优化：大范围搜索,梯度优化：局部搜索,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,滤波器电路参数的优化选择优化目标控件，将其放置于原理图中，并进行设置,优化目标所依赖的变量及其范围,优化参数表达式,优化调用仿真器,优化参数最大最小值,优化目标权重,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,滤波器电路参数的优化对S21，S11参量的优化目标设置,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,优化设置完成的滤波器电路,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,点击仿真图标，进行优化,弹出仿真状态窗口，显示不同微带尺寸参数下的收敛性,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,优化

23、后的结果,优化前,优化后,性能明显得到提高！,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,在原理图中更新优化后的结构参数,点击选择更新优化值，并保存原理图文件！,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,其它参数仿真,点击禁用元器件图标，选中优化控制器，禁用优化功能,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,其它参数仿真在S参数仿真模块中设置群时延仿真项,计算栏中选中群时延项！,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,其它参数仿真群时延仿真,滤波器通带（2.5GHz）线性度较好,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,其它参数仿真寄生通带仿真-将S参数扫频的上限改为15GHz,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,开始Momentum版图仿真,等

24、效电路模型仿真,基于电磁计算仿真,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,微带滤波器的版图生成与仿真去掉终端负载的地、关闭优化仿真器,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,微带滤波器的版图生成与仿真执行生成版图命名,选择此项,默认设置OK,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,微带滤波器的版图生成与仿真版图生成,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,微带滤波器的版图生成与仿真Momentum窗口中更新微带线结构参数【Momentum】-【Substrate】-【Update From Schematic】从原理图中更新微带参数,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,微带滤波器的版图生成与仿真查看修改微带线参数【Momentu

25、m】-【Substrate】-【Creat/Modify】,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,微带滤波器的版图生成与仿真端口设置,Port,Port,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,微带滤波器的版图生成与仿真版图仿真设置【Momentum】-【Simulation】-【S-parameter】,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,微带滤波器的版图生成与仿真仿真结果,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,微带滤波器的版图生成与仿真仿真结果,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,小结学习建立阶跃阻抗低通滤波器的电路原理图对滤波器的仿真、优化滤波器的版图生成及Momental下的仿真,阶跃阻抗低通微带滤波器设计仿真,

26、平行耦合线带通滤波器的设计,学习内容,使用ADS软件设计平行耦合微带带通滤波器，并对其参数进行优化、仿真，获得优良的性能。首先对平行耦合线特性进行仿真分析设计四阶平行耦合线型带通滤波器,平行耦合线带通滤波器的设计,平行耦合微带线 平行耦合微带线是一种对称耦合结构，广泛应用于微波、毫米波无源和有源电路中，例如滤波器、移相器、耦合器等。,通过微带线间的电场耦合或磁场耦合，形成具有带通效应的谐振特性。,平行耦合线带通滤波器的设计,建立微带滤波器设计工程文件,平行耦合线带通滤波器的设计,ADS中建立平行耦合微带线电路,平行耦合线带通滤波器的设计,平行耦合微带线电路仿真结果,寄生通带！,平行耦合线带通滤

27、波器的设计,平行耦合线微带带通滤波器的设计 下图是一个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。我们以这种结构的滤波器为例，介绍设计过程。,等效电路,平行耦合线带通滤波器的设计,12GHz平行耦合线微带带通滤波器,平行耦合线带通滤波器的设计,12GHz平行耦合线微带带通滤波器,输入2.4G,输出12G,平行耦合线带通滤波器的设计,设计应用于S波段无线通信中的带通滤波器 通带3.03.1GHz；带内损耗小于3dB，起伏小于1dB；2.8GHz以下及3.3GHz以上衰减大于25dB；端口反射系数小于

28、-10dB。设计原则：以滤波器的S参数作为优化目标进行优化仿真。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。,平行耦合线带通滤波器的设计,从元器件面板中调用微带线模型在原理图设计窗口中选择微带电路的工具栏窗口左侧的工具栏变为右图所示在工具栏中点击选择耦合线Mcfil 并在右侧的绘图区放置选择微带线MLIN 以及控件MSUB 分别放置在绘图区中选择画线工具 将电路连接好，连接方式见下页图,平行耦合线带通滤波器的设计,建立好的电路拓扑图,平行耦

29、合线带通滤波器的设计,微波电路基片参数设定 双击图上的控件MSUB设置微带线参数H:基板厚度(0.508 mm)Er:基板相对介电常数(3.2)Mur:磁导率(1)Cond:金属电导率(5.8E+7)Hu:封装高度(1.0e+33 mm)T:金属层厚度(0.035 mm)TanD:损耗角正切(0.002)Roungh:表面粗糙度(0.001 mm),116,平行耦合线带通滤波器的设计,微带线计算工具滤波器两边的引出线是特性阻抗为50欧姆的微带线，它的宽度W可由微带线计算工具得到，具体方法是点击菜单栏Tools-LineCalc-Start Linecalc，出现一个新的窗口(如下页图)。在窗口

30、的Substrate Parameters栏中填入与MSUB中相同的微带线参数。在Cpmpnet Parameters填入中心频率(本例中为3.05GHz)。Physical栏中的W和L分别表示微带线的宽和长。Electrical栏中的Z0和E_Eff分别表示微带线的特性阻抗和相位延迟。点击Synthesize和Analyze栏中的 箭头，可以进行W、L与Z0、E_Eff间的相互换算。填入50 Ohm和90 deg可以算出微带线的线宽1.52 mm和长度13.63 mm(四分之一波长)。,微带线计算工具,平行耦合线带通滤波器的设计,启动微带线计算工具,50欧姆线宽1.18mm！,平行耦合线带通

31、滤波器的设计,滤波器结构参数设置左右两边微带线TL1、TL2，线宽1.18mm，线长2.5mm。平行耦合线滤波器是对称结构，所以4个耦合线节中，第1、4及2、3节微带线长L、宽W和缝隙S的尺寸是相同的。耦合线的这些参数是滤波器设计和优化的主要参数，因此要用变量代替，便于后面修改和优化。,平行耦合线带通滤波器的设计,设置好后的电路原理图,微带变量参数,平行耦合线带通滤波器的设计,对初值进行仿真,不符合设计指标！需要优化！,平行耦合线带通滤波器的设计,设置变量模块 中的变量为可优化,点击,选择优化窗口,开启优化功能,设置优化范围,平行耦合线带通滤波器的设计,优化功能设置完成的变量,变量开启优化功能

32、,平行耦合线带通滤波器的设计,调用优化仿真模块在原理图设计窗口中选择优化工具栏选择优化设置控件 放置在原理图中，双击该控件设置优化方法及优化次数。常用的优化方法有Random(随机)、Gradient(梯度)等。随机法通常用于大范围搜索，梯度法则用于局部收敛,原理图中仿真模块,随机法,梯度法,平行耦合线带通滤波器的设计,优化目标的设置 选择优化目标控件Goal 放置在原理图中，双击该控件设 置其参数。Expr是优化目标名称，其中dB(S(2,1)表示以dB为单位的S21参数的值。SimlnstanceName是仿真控件名称，这里选择SP1Min和Max是优化目标的最小与最大值。Weight是指

33、优化目标的权重。RangeVar1是优化目标所依赖的变量，这里为频率freq。RangeMin1和RangeMax1是上述变量的变化范围。,平行耦合线带通滤波器的设计,优化目标的设置,平行耦合线带通滤波器的设计,优化目标的设置共设置了四个优化目标第一个的优化参数是S11，用来设定通带内的反射系数(这里要求小于-20 dB)，具体数值见下页图。后三个的优化参数都是S21，用来设定滤波器的通带和阻带的频率范围及衰减情况(这里要求通带衰减小于0.5 dB，阻带衰减大于40 dB)由于原理图仿真和实际情况会有一定的偏差，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

34、定的调整。,平行耦合线带通滤波器的设计,优化目标的最终设置,带内回波,带内插损,低端带外抑制,高端带外抑制,平行耦合线带通滤波器的设计,准备开始优化设置完优化目标后最好先把原理图存储一下，然后就可以进行参数优化了。点击工具栏中的Simulate 按钮就开始进行优化仿真了。在优化过程中会打开一个状态窗口显示优化的结果(见下页图)，其中的CurrentEF表示与优化目标的偏差，数值越小表示越接近优化目标，0表示达到了优化目标，下面还列出了各优化变量的值，当优化结束时还会打开图形显示窗口。在一次优化完成后，要点击原理图窗口菜单中的Simulate-Update Optimization Values

35、保存优化后的变量值(在VAR控件上可以看到变量的当前值)，否则优化后的值将不保存。,平行耦合线带通滤波器的设计,优化状态窗口,平行耦合线带通滤波器的设计,关闭优化仿真器，点击仿真图标，观察仿真曲线,达到设计指标！,平行耦合线带通滤波器的设计,将原理图导入至Momentum中进行版图仿真,平行耦合线带通滤波器的设计,Momentum中仿真结果,性能改善！,平行耦合线带通滤波器的设计,小结对平行耦合微带线的传输特性进行了仿真设计对四阶平行耦合线带通滤波器进行了设计、仿真、优化，获得良好的性能对四阶平行耦合线带通滤波器版图进行了仿真设计,发夹线带通滤波器的设计,发夹线带通滤波器具有更紧凑的电路结构,

36、耦合线型滤波器电路尺寸偏大,发夹线型滤波器结构紧凑，电路尺寸较小,发夹线带通滤波器的设计,发夹线带通滤波器的应用,输入2.4G,输出4.8G,发夹线带通滤波器的设计,应用于S波段无线通信系统的发夹线带通滤波器 设计指标：通带3.33.6GHz；带内插损小于2dB，起伏小于1dB；2.9GHz以下及4GHz以上衰减大于30dB；端口反射系数小于-10dB。,发夹线带通滤波器的设计,利用无源电路设计向导设计发夹滤波器建立新的电路原理图文件，并打开无源电路设计向导,电路原理图窗口菜单中选择无源电路设计向导,选择Passive Circuit Control Windows，再点击ok图标,发夹线带通

37、滤波器的设计,弹出无源电路设计向导控制窗口,点击此图标，元器件面板中出现微带电路模型库,发夹线带通滤波器的设计,在电路原理图放置发夹线滤波器模型,点击选择发夹线滤波器模型,发夹线带通滤波器的设计,在模型中设置发夹线滤波器性能参数,设置通带频率：在带外2.9GHz和4GHz处带外抑制30dB带内插损2dB响应类型：最大平坦型,发夹线带通滤波器的设计,设置好的电路原理图,发夹线带通滤波器的设计,利用无源电路设计向导获取滤波器结构初值,显示发夹滤波器模型,1.进入设计助手（Design Asistant）页面,2.点击Design图标，开始自动设计,发夹线带通滤波器的设计,自动设计仿真页面,发夹线带

38、通滤波器的设计,点击向下一层 图标，进入发夹滤波器子电路,点击！,发夹线带通滤波器的设计,自动设计获得的发夹滤波器子电路,发夹线带通滤波器的设计,新建一个电路原理图，将滤波器子电路拷贝至其中,发夹线带通滤波器的设计,自动设计的仿真结果,接近指标要求；通过优化再提高,发夹线带通滤波器的设计,发夹滤波器的参数优化 将结构参数设置为变量-对称结构可减少变量数量,发夹线带通滤波器的设计,优化仿真器的设置,带内回波损耗,带外抑制,带内插入损耗,发夹线带通滤波器的设计,优化后的S参数曲线,优化后满足指标要求！,发夹线带通滤波器的设计,导入至Momentum中进行版图仿真,发夹线带通滤波器的设计,Momen

39、tum中的仿真结果,发夹线带通滤波器的设计,Momentum中的仿真结果,Momentum,电路原理图,小结,介绍滤波器的基本知识利用ADS仿真设计几种类型的LC低通滤波器利用ADS实现集总参数滤波器到微带滤波器的转换利用ADS仿真设计阶跃阻抗低通滤波器利用ADS仿真设计平行耦合线带通滤波器利用ADS仿真设计发夹线带通滤波器,课后作业,作业1(基片厚度0.508mm，相对介电常数9.6，T=0.035mm，TanD=0.002)设计一个S波段四级平行耦合线微带滤波器，其指标为：通带；带内衰减小于2.5dB，起伏小于1dB；2.8GHz以下及4GHz以上衰减大于25dB；端口反射系数小于-15dB。作业2：(基片厚度0.508mm，相对介电常数9.6，T=0.035mm，TanD=0.002)设计S波段发夹线滤波器，其指标为：通带；带内衰减小于2dB，起伏小于1dB；2.9GHz以下及4GHz以上衰减大于30dB；端口反射系数小于-15dB。,谢谢！,