【正文】 t設(shè)置窗口，點(diǎn)擊 OK關(guān)閉該窗口，在濾波器兩邊要加端口的地方分別點(diǎn)擊加上兩個(gè) Port，將版圖放大后可以看到兩個(gè)端口如 27 圖 417所示： 圖 418 添加端口 P1和 P2 仿真運(yùn)算要進(jìn)行數(shù)分鐘，仿真結(jié)束后將出現(xiàn)曲線顯示窗口，觀察 S11和 S21曲線，性能有不同程度的惡化，此處要求 S12在通帶內(nèi)衰減小于 2dB，起伏小于 1dB，阻帶衰減大于40 dB。通過對其不斷的優(yōu)化的過程中，使仿真結(jié)果達(dá)到要求的范圍之內(nèi)。 盡管設(shè)計(jì)出了所要求的濾波器，并且達(dá)到了所要求的參數(shù)范圍，但濾波器結(jié)構(gòu)比較簡單，可移植性差，在外部環(huán)境復(fù)雜的實(shí)際生活中實(shí)用性不大。 后期需要改進(jìn)的地方 在版圖仿真中，仿真出來的結(jié)果并不十分正確，通帶的上邊界衰減為 ,超過了所要求的范圍，而原理圖優(yōu)化中 CurrentEF=0,于是返回優(yōu)化原理圖，但微帶線尺寸并不會(huì) 28 改變，由于本人水平有限，這個(gè)問題一直沒有解決。 觀察 S12和 S11 曲線是否滿足指標(biāo)要求 (包括優(yōu)化目標(biāo)中未設(shè)定的帶內(nèi)起伏小于 1dB 的要求 )，如果已經(jīng)達(dá)到指標(biāo)要求，就可以進(jìn)行版圖的仿真了，如果沒有達(dá)到指標(biāo)要求，那么就重新進(jìn)行優(yōu)化仿真。 原理圖仿真及優(yōu)化 由于在原理圖中已經(jīng)放置了仿真控制器，故可直接運(yùn)行仿真，仿真結(jié)果如圖 46及圖47所示： 圖 47 s(1,2)參數(shù)曲線 20 圖 48 s(1,1)參數(shù)曲線 從圖可以看出， 中心頻率出現(xiàn)了明顯的偏移現(xiàn)象。因而，這種結(jié)構(gòu)形式的濾波器容易易用來制造帶通濾波器 。139。 原理圖設(shè)計(jì) 基板參數(shù)： H:基板厚度 ( mm) Er:基板相對介電常數(shù) () Mur:磁導(dǎo)率 (1) Cond:金屬電導(dǎo)率 (+7) Hu:封裝高度 (+33 mm) T:金屬層厚度 ( mm) TanD:損耗角正切 (1e4) Roungh:表面粗糙度 (0 mm) 主要關(guān)注的技術(shù)指標(biāo)：通帶邊界頻率與通帶內(nèi)衰減、起伏；阻帶邊界頻率與阻帶衰減 。 S 參數(shù)中的S11，和 S12 反映了輸入輸出端的駐波特性， S21 反映了電路的幅頻和相頻特性以及群時(shí)延特性， S12反映電路的隔離性能。 圖 32 二端口網(wǎng)絡(luò)示意圖 S 參量是根據(jù)某端口上接匹配負(fù)載的情況下所得到的歸一化波來定義的。微波網(wǎng)絡(luò)分為線性與非線性，有源與無源，有耗與無耗，互易與非互易。 當(dāng)兩根耦合的傳輸線相互之間的驅(qū)動(dòng)信號振幅大小相同但相位相差 180 度的時(shí)候 ,就是一個(gè)奇模傳輸?shù)哪Ｐ?。 60年代前期，由于微波低損耗介質(zhì)材料和微波半導(dǎo)體器件的發(fā)展，形成了微波集成電路 ，使微帶線得到廣泛應(yīng)用，相繼出現(xiàn)了各種類型的微帶線。 微帶線 微帶線是位于接地層上由電介質(zhì)隔開的印制導(dǎo)線，它是一根帶狀導(dǎo) (信號線 ) [9] ，與地平面之間用一種電介質(zhì)隔離開。 理論證明了最大平坦濾波器的延遲畸變要比切比雪夫?yàn)V波器小。39。 6 特點(diǎn)： 39。 167。例如多模微帶濾波器，類交趾濾波器等。這正是 S波段的應(yīng)用，因此如何研究出高性能，小型化的濾波器是目前電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。西門子公司研制的 3 級整塊聯(lián)體型片式介質(zhì)濾波器，尺寸規(guī)格僅 ( mm )— ( mm ) ，適用于 ISM91 GPS1500 、 PCN / PCS1800 、PHS1900 。 微帶濾波器國內(nèi)外研究情況 移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)驚人的成長速度超出了人們的想象，促進(jìn)了濾波器的飛速發(fā) 展，特別是固態(tài)化濾波器的發(fā)展，如晶體濾波器、陶瓷濾波器、 SAW 濾波器、介質(zhì)濾波器等。目前，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，無線通信系統(tǒng)中的有源電路已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了微型化并且能夠有效地采用現(xiàn)代封裝技術(shù)進(jìn)行集成。目前的固定電話、有線電視、有線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)都屬于有線傳輸。 ADS 介紹及優(yōu)化原則 .......................................... 12 第 4章 帶通濾波器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 ........................................ 13 167。 微帶濾波器國內(nèi)外研究情況 ..................................... 2 第 2章 帶通濾波器設(shè)計(jì)理論 ............................................. 4 167。然后介紹了濾波器的理論基礎(chǔ)和重要參數(shù)。微帶帶通濾波器作為微波器件的一種也得到了大力的發(fā)展，尤其是在接收機(jī)前端。在已知公式和表格的基礎(chǔ)上，能夠計(jì)算出濾波器的各種參數(shù)，利用這些參數(shù)能夠繪制原理圖； S 參數(shù)的優(yōu)化主要是優(yōu)化范圍的修改和一個(gè)不斷重復(fù)的過程。 帶通濾波器的設(shè)計(jì)原型 ...................................... 5 167。 原理圖仿真及優(yōu)化 ........................................... 19 167。圖 11是一種典型的移動(dòng)電話射頻電路方框圖，圖中的虛線部分表示在該無線通信設(shè)備中的濾波元件。目前，國內(nèi)外針對這一研究熱點(diǎn)進(jìn)行了廣泛的研究，提出了一些 2 新的設(shè)計(jì)方法，并且取得了一定的成效。當(dāng)然，許多問題涉及工藝控制與封裝過程，有待解決。此后，松下、日本、飛利浦、雙信、 NGK 、 JTI 等公司先后開發(fā)出適合于表面貼裝的同類新產(chǎn)品 [3]。現(xiàn)在移動(dòng)通信系統(tǒng)從 GSM 到 GPRS 直至 CDMA ，頻率從原來的幾百赫茲到了現(xiàn)在的 9OOMHz 、 GHz 、 、 甚至更高。當(dāng)平行耦合微帶線長度為4?時(shí)，有帶通濾波器的特性，但其不能提供陡峭的通帶到阻帶過渡，如果將多個(gè)耦合微帶線單元級聯(lián)，級聯(lián)后的網(wǎng)絡(luò)可以具有良好的濾波特性。 帶通濾波器的設(shè)計(jì)原型 低通濾波器 是帶通濾波器的特例， 可作為帶通濾波器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。39。 c o s hc o s h1lg10?????????????? ???????? nLA (24) (23),(24)中 ?滿足關(guān)系式 (25)： ? ? ArL??1lg10 ? (25) n仍舊是電路里電抗元件的數(shù)目。0R = 1或 0g = 39。單位長度微帶線的傳輸延遲時(shí)間，僅僅取決于介電常數(shù)而與線的寬度或間隔無關(guān)帶狀線是介于兩個(gè)接地層之間的印制導(dǎo)線，它是一條置于兩層導(dǎo)電平面之間的電介質(zhì)中間的銅帶線。導(dǎo)體應(yīng)具有導(dǎo)電率高、穩(wěn)定性好、與基片的粘附性強(qiáng)等特點(diǎn)。 此情況下 ,傳輸線的等效電容減小 ,但是等效電感增大 。 幾乎所有的微波元件都可以由一個(gè)網(wǎng) 絡(luò)來代替，并且可以用網(wǎng)絡(luò)端口參考面上的變量來描述其特性（在傳輸線上端口所在的位置，與能流方向垂直的橫截面通常稱為 “ 參考面 ” ）。 對 S11的模取對數(shù)就可以得到以 dB為單位的回波損耗 [16]： 11log20)(Re SdBtur nL o ss ?? （ 36） 另外 2端口的電壓與信號 源的電壓有直接關(guān)系，所以 S21可以用來表示網(wǎng)絡(luò)的正向電壓增益： 2222102sVVSG ?? （ 37） S參量是射頻電路中最常用的參量，由于 S參量很適合描述射頻電路的相關(guān)性能參數(shù)，因此在射頻電路中有著十分廣泛的作用，是本次設(shè)計(jì)所要求的重要指標(biāo)。下面是本人設(shè)計(jì)的濾波器的流程圖： 圖 41 設(shè)計(jì)流程圖 L表示 微帶線長 ， W表示線寬， S表示微帶線導(dǎo)體帶的間隔。 圖 42 微帶帶通濾波器模型及其等效電路圖 在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要是以濾波器的 S參數(shù)作為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化仿真。 10101 2 ggFBWYJ π?? (41) 110 2?? ?iii ggFBWYJ π (42) 1n10 g2?? ?nn gFBWYJ π (43) 上式中 10gg ? 1?ng 是低通原型濾波器的歸一化值 。 根據(jù)所求得奇偶模特性阻抗利用 ADS軟件 Linecalc來計(jì)算微帶尺寸，將窗口里的參數(shù)修改為所給 定的基板參數(shù)，并注意長度單位為 mm，同時(shí)修改 Type為 MCLIN 以及中心頻率為 。 首先修改原理圖中耦合微帶線的取值方式，將平行耦合微帶線段的導(dǎo)體帶寬度 W、兩個(gè)導(dǎo)體帶間隔 S和耦合微帶線的長度 L設(shè)為變量，并設(shè)置好 4個(gè)平行耦合微帶線的尺寸，其中 CLin1的尺寸設(shè)計(jì)如圖 48所示，其他的根據(jù)結(jié)構(gòu)上的對稱關(guān)系類推： 21 圖 49 CLin1尺寸設(shè)置 之后插入變量控件， 針對每個(gè)變量設(shè)置其優(yōu)化范圍，具體圖示如圖 49所示： 圖 410 變量控件設(shè)置 22 然后在原理圖設(shè)計(jì)窗口中選擇一個(gè)優(yōu)化控件 Optim插入到原理圖中，并同時(shí)在元件面板列表中選擇 3個(gè)優(yōu)化目標(biāo)控件 GOAL插入其中，優(yōu)化目標(biāo) 1針對通帶，優(yōu)化目標(biāo) 2和優(yōu)化目標(biāo) 3針對阻帶衰減。因此，需要在 ADS中對版圖進(jìn)行進(jìn)一步的仿真后才能進(jìn)行電路板的制作。此次設(shè)計(jì)中主要是做了以下內(nèi)容： ，了解微帶濾波器的理論知識，并在用軟件設(shè)計(jì)濾波器之前計(jì)算出濾波器的階數(shù)、微帶線的奇偶模阻抗和各節(jié)