微带线带通滤波器的设计

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摘 要：文章从带通滤波器出发，阐述了带通滤波器的工作原理和设计过程。以此为基础借助ADS仿真软件设计微波滤波器，并结合设计方法，根据给定的滤波器技术指标，确定滤波器类型、最佳级数和结构，给出了一个带通滤波器的设计实例。仿真结果表明此方法简单可行，满足工程设计要求。

关键词：带通滤波器；仿真；ADS；平行耦合线

引言

在微波通信系统中，微带线带通滤波器以其结构小、集成性强等优势成为各种微波产品中的常用重要器件。随着微波技术的发展，微带滤波器的种类日益增多。它们性能各异，设计方法也有所不同，近年来微波系统的设计越来越复杂，对微波滤波器的指标要求也越来越高，传统的设计方法已经不能满足设计的需要，ADS（Advanced Design System），是安捷伦公司推出的一套电路设计软件。是一个己被广大电子工程设计师们所接受和喜爱，功能十分强大的EDA软件系统。结合 ADS 软件能够在保证精度的前提下缩短设计周期、降低设计成本，降低电路的调试测量工作量，提高设计效率。使用ADS仿真软件进行微波元器件等设计已经成为微波电路设计及优化的必然趋势。

1 滤波器设计原理

对于不同结构的滤波器，均为从一系列信号中分离出所需要的频率。由此，所有电路均可以用网络参数的形式来反映输入端和输出端的关系。根据滤波器理论，所有类型的滤波器均可映射成归一化的低通滤波器[1]。因此带通滤波器的设计可以先从设计归一化低通滤波器开始，然后再映射成带通滤波器，映射如图1所示.图中横坐标以分贝为单位，LA为衰减度，Lr为通带内最大衰减度。？棕'1为归一化截止频率，当归一化频率大于？棕'1时为阻带反之为通带。图中的变量关系为：？棕'/？棕'1映射成[？棕/？棕0-？棕0/？棕]/？赘，其中： ？棕0为带通滤波器的中心频率；？赘为带宽比，定义为？赘=（？棕2-？棕1）/？棕0。在此转换过程中，低通滤波器中的L和C分别和带通滤波器中的L-C串联谐振回路、L-C并联谐振回路有对应关系。

2 微带线带通滤波器设计与优化

假设滤波器的设计指标为：特性阻抗50Ω，通带范围为9-10GHz，阻带范围为11 GHz，带内波纹指数为0.ldB，阻带最小衰减为36dB。根据带通滤波器设计的原理，先计算归一化低通滤波器参数，再映射到带通滤波器。经过查表确定滤波器节数为4阶。查表可知波纹0.1dB的四阶切比雪夫滤波器归一化参数标准为：g1=1.1088，g2=1.3062，g3=1.7704，g4=0.8181，g5=1.3554。则四阶切比雪夫低通原型电路图2所示，其中g0为源内电导，g5为负载电阻值。

3 结论

在使用 ADS仿真软件设计平行耦合微带滤波器时，可以看到，使用ADS辅助设计方法理论计算简单，设计过程快速灵活，只需调整少量参数就可完成设计，可方便、快速地对微波元件及电路进行仿真分析，除本文涉及的平行耦合微带滤波器外，还可对其他介质、结构的滤波器设计也具有一定工程实用及参考价值。

参考文献

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