【正文】 ； ? RangeMax[1]=，表示頻率優(yōu)化范圍的最大值為 ； ? 其余 3個優(yōu)化目標控件的參數(shù)如表 其他 3個優(yōu)化目標的設(shè)置 如圖 。步驟如下： （ 1） 在原理圖設(shè)計窗口中選擇優(yōu)化工具欄， 插入 優(yōu)化控件“ Optim” 雙擊優(yōu)化控件 Optim，設(shè)置優(yōu)化次數(shù)為 200 次 。 陜西理工學院畢業(yè)論文 第 15 頁 共 43 頁 圖 傳輸、反射系數(shù)曲線圖 經(jīng)過分析仿 真結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了基本的濾波器形狀， S(1,1)參數(shù)矩形圖表明 ， 此時的中心頻率在 ， 中心頻率點偏移非常嚴重， 與設(shè)計指標要求的通帶范圍 距離， 因此必須對相關(guān)參數(shù)進行優(yōu)化 。 圖 SParam參數(shù)設(shè)置 圖 “ SP”控件設(shè)置 陜西理工學院畢業(yè)論文 第 14 頁 共 43 頁 (3) 設(shè)置好參數(shù)，點擊保存。步驟如下： 1) 在原理圖設(shè)計窗口中選擇 S 參數(shù)仿真元件面板“ SimulationS_Param”，選擇“ Term”放置在功率分配器 2個端口上，用來定義端口 1和 2。 圖 微帶抽頭線發(fā)夾型帶通濾波器的原理圖 由于微帶線是由覆蓋 在 電介質(zhì)表面上的金屬材料 構(gòu)成 ，不同的金屬材料和 介質(zhì)材料的電氣特性導致 相同尺寸 的 微帶線的特性阻抗不同，所以需要 對微帶線的進行 參數(shù)設(shè)置。 圖 原件圖 （ 4） 打開原件庫，選擇 SimulaionS_param庫，添加 2 個 Term 原件 ， 再加兩個接地，用線連接原件，構(gòu)成完整電路原理圖，如下圖 。 （ 1） 運行 ADS2020,打開 ADS主窗口 。 在 GHz時的 微帶線 參數(shù)為 : （ 1） 介電常數(shù) ?rε ； （ 2） 基板厚度 10?h mil； （ 3） 損耗正切角 0tan ?D ； （ 4） 相對磁導率 1?Mur 。h 是指 基片 的 厚度 。 （ 3）抽頭位置的確定 抽頭線發(fā)夾諧振器如圖 (a)所示，當忽略發(fā)夾型諧振器兩臂間的自耦合的影響，可以得到其等效電路如圖 (b)所示 ]17[ 。要將 所有 設(shè)計要求轉(zhuǎn)換成實際的濾波器 的 設(shè)計， 則 需要進行 如下操作 : （ 1） 選擇低通濾波器參數(shù)。 它的輸入和輸出信號有兩種方式： 抽頭式和平行 耦合 式 ，并 由于平行耦合式濾波器具有以下缺點 ： 插入損耗和回波損耗較大 。這種結(jié)構(gòu)介質(zhì)厚度為 d，介質(zhì)相對介電常數(shù)為 rε ，在介質(zhì)的下面為公共導體接地板，在介質(zhì)的上面為 2個寬度為 W 、相距為 S 的中心導體帶。 在手機電路中，一條特殊的印刷銅線即構(gòu)成一個電感微帶線，在一定條件下，我們又稱其為微帶線。 60年代初，微波低損耗的介電材料和微波半導體器件的發(fā)展，形成了微波集成電路，微帶線被廣泛使用，出現(xiàn)了各種類型的微帶線。 單位長度 的微帶線 它 的傳輸延遲時間 ， 僅取決于陜西理工學院畢業(yè)論文 第 4 頁 共 43 頁 介電常數(shù) 和 線路寬度或間距 無關(guān) ]1211[ ? 。 微帶線 是 一 根 通過電介質(zhì) 隔離開的 印刷導體 線，其 位于 接地層上 ，是一個 帶狀導線 (信號線）。 陜西理工學院畢業(yè)論文 第 3 頁 共 43 頁 2微波濾波器基本原理 濾波器有低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器 4 種基本類型 (如圖 )。 ADS 內(nèi)含矩量法，是一種對第三維度進行簡化的電磁場仿真器，非常適合仿真第三維度上均勻變化的結(jié)構(gòu)，例如 電路多 層板，如 PCB，陶 瓷等電路板， 常見無源電路， 如濾 波器等結(jié)構(gòu)。 ADS(Advanced Design system)高級系統(tǒng)設(shè)計是一種支持模塊到系統(tǒng)的由美國安捷 倫公司開發(fā)的一種微波仿真軟件，由于其仿真手段強大且仿真功能豐富多樣，是當今通信系統(tǒng)中設(shè)計射頻和微波電路的第一個選擇軟件，它能夠?qū)崿F(xiàn)包括時域頻域、數(shù)字模擬、線性和非線性等很多方面的計算及仿真，并能夠優(yōu)化設(shè)計結(jié)果，設(shè)計的版圖轉(zhuǎn)化成品的性能分析等，采用 ADS 軟件可以使復雜電路變得簡單化，提高設(shè)計效率，縮短設(shè)計時間。但工作在這些頻段的集成濾波器卻朝著與期望的濾波器的性能相反的 方面發(fā)展，所以需要研究使用在這些微波系統(tǒng)中低損耗、低價錢高性能的物美價廉的濾波器。這 也是未來微波濾波器發(fā)展的趨勢及重要的研究方向。 隨著通信技術(shù)的不斷進步發(fā)展，通信設(shè)備所用頻率逐日增高，射頻 (RF)和微波 (MW)電路得到業(yè)陜西理工學院畢業(yè)論文 第 2 頁 共 43 頁 界的特別關(guān)注而在通信系統(tǒng)中廣泛應用。因此，微帶發(fā)夾帶通濾波器在微波集成電路具有非常廣泛的應用 ]7[ 。 因此，在無線通信 射頻 系統(tǒng)中， 濾波器 的可靠性和性能是 非常 重要的。所以這 也 是設(shè)計 濾波器過程中的一個難題，目前 依然 有很多人在研究這方面。人們想出來很多新的想法也研究出很多新的技術(shù)，利用新型封裝形式，使完整的系統(tǒng)所占空間面積越來越小。 模擬信號是作為無線通信系統(tǒng)的收發(fā)射頻信號，而且此信號則需要通過濾波器的濾波作用和放大器的放大作用。 [關(guān)鍵詞 ]： 發(fā)夾型帶通濾波器 設(shè)計與優(yōu)化 ADS 陜西理工學院畢業(yè)論文 II The Microwave bandpass filter simulation design based on the ADS Author: Tian Xiaoning (Grade 11,Class 1， Major of Electronic and Information Engineering， School of Physics and Telemunication Engineering， Shaanxi University of Technology, Hanzhong 72300X， Shaanxi) Tutor: Jia Jianke Abstract： With the continuous progress of development of munication technology, munication equipment increased daily frequencies, radio frequency (RF) circuits receive special attention from the hairpinfilter with its small size, stable performance and development has been widely used in RF fields. Introduction of a means of ADS (Advanced Design System) software design and optimization of parallelcoupled microstrip line bandpass filter method starting from the normalized lowpass filter, discusses the detailed design steps. Finally, the use of ADS design approach gives a center frequency of , 200MHz bandwidth of parallelcoupled microstrip bandpass filter design and optimization examples of their simulation results, the conclusion that the circuit layout Momentum simulation results. Verify the correctness and feasibility of this method. Keywords： hairpin Bandpass filter Design and Optimization ADS 陜西理工學院畢業(yè)論文 III 目錄 1 緒論 ............................................................................................................... 1 研究背景 ............................................................................................... 1 研究意義 ............................................................................................... 1 ADS 仿真軟件介紹 ............................................................................... 2 濾波器的類型及特點 ........................................................................... 3 微帶線 ................................................................................................... 3 微帶線基礎(chǔ) ................................................................................. 3 耦合微帶線濾波器基本單元 ...................................................... 4 發(fā)夾型微波帶通濾波器的理論基礎(chǔ)及設(shè)計流程 ................................. 4 發(fā)夾型帶通濾波器 ........................................................................... 4 帶通濾波器的參數(shù)設(shè)計 .................................................................... 5 發(fā)夾型帶通濾波器的設(shè)計的流程圖 ................................................ 6 3 微帶發(fā)夾型帶通濾波器的設(shè)計實例及過程 ............................................. 7 濾波器設(shè)計指標要求 ........................................................................... 7 微帶線參數(shù)要求 ................................................................................... 7 原理圖仿真與優(yōu)化 ............................................................................... 8 原理圖繪制 ................................................................................. 8 基本參數(shù)設(shè)置 ............................................................................ 11 原理圖仿真 ................................................................................13 原理圖的優(yōu)化 ............................................................................15 版圖生成與仿真 ..................................................................................20 陜西理工學院畢業(yè)論文 IV 版圖的生成 .........................