【正文】 it or system design process, and Simulation Wizardstyle interface is a step in circuit design and analysis. ADS can also provide with other EDA software, such as SPICE, Mentor Graphics of ModelSim, Cadence39。二、Protel 99 的功能特性 開(kāi)放式集成化的設(shè)計(jì)管理體系 超強(qiáng)功能的、修改與編輯功能 強(qiáng)大的設(shè)計(jì)自動(dòng)化功能 。利用PLD系統(tǒng)可以最大限度的精簡(jiǎn)邏輯部件，使數(shù)字電路設(shè)計(jì)達(dá)到最簡(jiǎn)化。（2）可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)（Advanced PLD 99）：可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)包含一個(gè)有語(yǔ)法功能的文本編輯器和一個(gè)波形編輯器（Waveform）。（3）自動(dòng)布線系統(tǒng)（Advanced Route 99）：本系統(tǒng)包含一個(gè)基于形狀（Shapebased）的無(wú)柵格自動(dòng)布線器，用于印刷電路板的自動(dòng)布線，以實(shí)現(xiàn)PCB設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。（2）印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)（Advanced PCB 99）：印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括印刷電路板編輯器（簡(jiǎn)稱PCB編輯器）、零件封裝編輯器（簡(jiǎn)稱PCBLib編輯器）和電路板組件管理器。 電路工程設(shè)計(jì)部分 (1)電路原理設(shè)計(jì)部分（Advanced Schematic 99）：電路原理圖設(shè)計(jì)部分包括電路圖編輯器（簡(jiǎn)稱SCH編輯器）、電路圖零件庫(kù)編輯器（簡(jiǎn)稱Schlib編輯器）和各種文本編輯器。Protel99Protel99是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)計(jì)庫(kù)管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開(kāi)放性及3D模擬功能，是一個(gè)32位的設(shè)計(jì)軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作，可以設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)電源地層和16個(gè)機(jī)加工層。所分析的S參數(shù)結(jié)果可直接使用于些波平衡和電路包絡(luò)等電路分析中，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。ADS中分別提供了數(shù)字元件模型（如FIR濾波器、IIR濾波器，AND邏輯門(mén)、OR邏輯門(mén)等）、通信系統(tǒng)元件模型（如QAM調(diào)頻解調(diào)器、Raised Cosine濾波器等）及模擬高頻元件模型（如IQ編碼器、切比雪夫?yàn)V波器、混頻器等）可供使用。射頻系統(tǒng)仿真分析包含了上述的線性分析、諧波平衡分析和電路包絡(luò)分析，分別用來(lái)驗(yàn)證射頻系統(tǒng)的無(wú)源元件與線性化系統(tǒng)模型特性、非線性系統(tǒng)模型特性、具有數(shù)字調(diào)頻信號(hào)的系統(tǒng)特性。　　 電路包絡(luò)分析（Circuit Envelope）　　電路包絡(luò)分析包含了時(shí)域與頻域的分析方法，可以使用于包含調(diào)頻信號(hào)的電路或通信系統(tǒng)中。尤其在現(xiàn)今的高頻通信系統(tǒng)中，大多包含了混頻電路結(jié)構(gòu)，使得諧波平衡分析方法的使用更加頻繁，也越趨重要。與時(shí)域的SPICE仿真分析相比較，諧波平衡對(duì)于非線性的電路分析，可以提供一個(gè)比較快速有效的分析方法。當(dāng)進(jìn)行線性分析時(shí)，軟件會(huì)先針對(duì)電路中每個(gè)元件計(jì)算所需的線性參數(shù)，如S、Z、Y和H參數(shù)、電路阻抗、噪聲、反射系數(shù)、穩(wěn)定系數(shù)、增益或損耗等（若為非線性元件則計(jì)算其工作點(diǎn)之線性參數(shù)），在進(jìn)行整個(gè)電路的分析、仿真?！　【矸e分析方法為架構(gòu)在SPICE高頻仿真器上的高級(jí)時(shí)域分析方法，藉由卷積分析可以更加準(zhǔn)確的用時(shí)域的方法分析于頻率相關(guān)的元件，如以S參數(shù)定義的元件、傳輸線、微帶線等。因此高頻SPICE除了可以做低頻電路的瞬態(tài)分析，也可以分析高頻電路的瞬態(tài)響應(yīng)。 　　 高頻SPICE分析和卷積分析（Convolution）　　高頻SPICE分析方法提供如SPICE仿真器般的瞬態(tài)分析，可分析線性與非線性電路的瞬態(tài)效應(yīng)。ADS還能提供與其他EDA軟件，如SPICE、Mentor Graphics的ModelSim、Cadence的NCVerilog、Mathworks的Matlab等做協(xié)仿真（CoSimulation），加上豐富的元件應(yīng)用模型Library及測(cè)量/驗(yàn)證儀器間的連接功能，將能增加電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方便性、速度與精確性。使用者可以利用Design Kit 及軟件仿真功能進(jìn)行通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃與評(píng)估，及MMIC/RFIC、模擬與數(shù)字電路設(shè)計(jì)?！　DS電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化功能十分強(qiáng)大，包含時(shí)域電路仿真 (SPICElike Simulation)、頻域電路仿真 (Harmonic Balance、Linear Analysis)、三維電磁仿真 (EM Simulation)、通信系統(tǒng)仿真(Communication System Simulation)、數(shù)字信號(hào)處理仿真設(shè)計(jì)（DSP）；ADS支持射頻和系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師開(kāi)發(fā)所有類型的RF設(shè)計(jì)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從離散的射頻/微波模塊到用于通信和航天/國(guó)防的集成MMIC，是當(dāng)今國(guó)內(nèi)各大學(xué)和研究所使用最多的微波/射頻電路和通信系統(tǒng)仿真軟件軟件?！　∠冗M(jìn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)是強(qiáng)大的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件系統(tǒng)。　　通過(guò)從頻域和時(shí)域電路仿真到電磁場(chǎng)仿真的全套仿真技術(shù)，ADS讓設(shè)計(jì)師全面表征和優(yōu)化設(shè)計(jì)。 ADS是高頻設(shè)計(jì)的工業(yè)領(lǐng)袖。ADS先進(jìn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)(Advanced Design System)，簡(jiǎn)稱ADS，是安捷倫科技有限公司(Agilent)為適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，為了高效的進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)，而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一款EDA軟件。集成固體微波電路。正是他們自始至終的支持和鼓勵(lì)，我才能夠順利完成學(xué)業(yè)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也給我很大的幫助。本篇論文是在邊老師的悉心指導(dǎo)下完成的?；牧系慕殡姵?shù)、厚度以及介質(zhì)損耗角等參數(shù)稍有變化，就會(huì)影響濾波器的整體性能指標(biāo)，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分地把材料的這些影響因素考慮進(jìn)去，使濾波器的設(shè)計(jì)更趨合理。材料特性、工藝參數(shù)、微帶濾波器的封裝腔體等方面的偏差，都對(duì)濾波器的參數(shù)性能有很大的影響。同時(shí)給出了設(shè)計(jì)濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)例以及對(duì)一些公式作了推導(dǎo)工作。本篇論文以研究濾波器為基礎(chǔ)，深入展開(kāi)微帶線帶通濾波器的結(jié)構(gòu)，從而較深層次地分析微帶線系列濾波器的設(shè)計(jì)、軟件優(yōu)化等方面的內(nèi)容。結(jié) 論隨著通信領(lǐng)域技術(shù)的飛速發(fā)展，未來(lái)的濾波器需要從現(xiàn)在通信系統(tǒng)的工作頻率向更短波長(zhǎng)，主要是毫米波段轉(zhuǎn)變，以避免在低頻段的擁擠的問(wèn)題, 微帶線濾波器因其體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)。微帶線帶通濾波器是一種分布參數(shù)濾波器，它是由微帶線或耦合微帶線組成，具有體積小、重量輕、價(jià)格低、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，在微波工程中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。(3)版圖的大小要符合規(guī)定尺寸，以便于安裝在測(cè)試架上。(1)所用電路板是普通的雙層板，上層用來(lái)繪制電路，下層整個(gè)作為接地。版圖仿真曲線(如圖47)：圖47 版圖仿真曲線如果版圖仿真得到的曲線不滿足指標(biāo)要求，那么要重新回到原理圖窗口進(jìn)行優(yōu)化仿真，產(chǎn)生這種情況的原因是相鄰耦合線節(jié)間的線寬相差過(guò)大或者其它的參數(shù)取值不合適，可以改變優(yōu)化變量的初值，也可根據(jù)曲線與指標(biāo)的差別情況適當(dāng)調(diào)整優(yōu)化目標(biāo)的參數(shù)，重新進(jìn)行優(yōu)化。用于生成版圖的原理圖(如圖44所示)：圖44 用于生成版圖的原理圖版圖仿真(如圖45)：圖45 版圖仿真版圖生成后先要設(shè)置微帶電路的基本參數(shù)，為了進(jìn)行S參數(shù)仿真還要在濾波器兩側(cè)添加兩個(gè)端口，做法是點(diǎn)擊工具欄上的Port按鈕，彈出port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(如圖46)：圖46 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，起伏小于1dB，阻帶衰減大于40 dB。版圖的仿真是采用矩量法直接對(duì)電磁場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果比在原理圖中仿真要準(zhǔn)確，但是它的計(jì)算比較復(fù)雜，需要較長(zhǎng)的時(shí)間，在此作為對(duì)原理圖設(shè)計(jì)的驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)多次優(yōu)化后得到微帶線尺寸如表41所示(w是微帶線的寬度，l是微帶線的長(zhǎng)度，s是微帶耦合線間隙,單位mm)：表41 微帶線尺寸TL1CL1CL2CL3CL4CL5TL2WLS優(yōu)化完成后必須關(guān)掉優(yōu)化控件，才能觀察仿真的曲線。由于原理圖仿真和實(shí)際情況會(huì)有一定的偏差，在設(shè)定優(yōu)化參數(shù)時(shí)，可以適當(dāng)增加通帶寬度。耦合線的這些參數(shù)是濾波器設(shè)計(jì)和優(yōu)化的主要參數(shù)，因此要用變量代替，便于后面修改和優(yōu)化。耦合線節(jié)的長(zhǎng)L約為四分之一波長(zhǎng)(根據(jù)中心頻率用微帶線計(jì)算工具算出)， mm( mm以上)。如果反射系數(shù)過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致反射損耗增大，并且影響系統(tǒng)的前后級(jí)匹配，使系統(tǒng)性能下降。S21(S12)是傳輸參數(shù)，濾波器通帶、阻帶的位置以及衰減、起伏全都表現(xiàn)在S21(S12)隨頻率變化曲線的形狀上。寄生通帶是由于分布參數(shù)傳輸線的周期性頻率特性引起的 ，它是離設(shè)計(jì)通帶一定距離處又出現(xiàn)的通帶，設(shè)計(jì)時(shí)要避免阻帶內(nèi)出現(xiàn)寄生通帶。輸入電壓駐波比描述了濾波器的反射損耗的大小。設(shè)計(jì)指標(biāo)：－，帶內(nèi)衰減小于2dB，起伏小于1dB，端口反射系數(shù)小于20dB。 (44) (45)再由所求得奇偶模特性阻抗來(lái)計(jì)算出實(shí)際微帶尺寸[24]。FBW是帶通濾波器的相對(duì)帶寬，是J變換的特性導(dǎo)納，Y是輸入輸出微帶線端的特性導(dǎo)納。這種類型濾波器的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程如下:因?yàn)樵摓V波器由平行禍合諧振器為單元而構(gòu)成，首先由下列各式(41)、(42)、(43)計(jì)算出耦合間變換的特性導(dǎo)納。此種濾波器的結(jié)構(gòu)形式使相鄰的半波長(zhǎng)諧振單元彼此平行排列，其耦合值的大小通過(guò)相鄰平行耦合線間的距離來(lái)決定。下面將介紹微帶型帶通濾波器的一些結(jié)構(gòu)形式及它們的設(shè)計(jì)圖表、公式和設(shè)計(jì)步驟。第4章 微帶線帶通濾波器的設(shè)計(jì)微波帶通濾波器是一種被廣泛研究的微波濾波器類型，它的品種繁多，性能各異，是現(xiàn)代電子系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一[21]。 最常使用的微帶線結(jié)構(gòu)有4種：表面微帶線（surface microstrip）、嵌入式微帶線（embedded microstrip）、帶狀線（stripline）、雙帶線（dualstripline）。微帶線是準(zhǔn)TEM波，帶狀線是TEM波 ，相速都是光速[20]。 帶狀兩邊都有電源或者底層，因此阻抗容易控制，同時(shí)屏蔽較好，但是信號(hào)速度慢些。單位長(zhǎng)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(wú)關(guān)。 。與地平面之間用一種電介質(zhì)隔離開(kāi)。如果線的厚度和寬度、介質(zhì)的介電常數(shù)以及兩層導(dǎo)電平面間的距離是可控的，；僅取決于所用介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。 微帶線和帶狀線的區(qū)別帶狀線是介于兩個(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。如果線的厚度、寬度以及與地平面之間的距離是可控制的，則它的特性阻抗也是可以控制的[17]。　　，它是一根帶狀導(dǎo)(信號(hào)線)．與地平面之間用一種電介質(zhì)隔離開(kāi)?！　≡赑CB的特性阻抗設(shè)計(jì)中，微帶線結(jié)構(gòu)是最受歡迎的，因而得到最廣泛的推廣與應(yīng)用?！　?，必須將印制線看成是帶有寄生電容和電感的傳輸線，而且在高頻下會(huì)有趨膚效應(yīng)和電介質(zhì)損耗，這些都會(huì)影響傳輸線的特征阻抗。 　　。在手機(jī)電路中，一條特殊的印刷銅線即構(gòu)成一個(gè)電感微帶線，在一定條件下，我們又稱其為微帶線。介質(zhì)基片選用介電常數(shù)高、微波損耗低的材料。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。如果線的厚度和寬度、介質(zhì)的介電常數(shù)以及兩層導(dǎo)電平面間的距離是可控的，那么線的特性阻抗也是可控的.微帶線特性阻抗如式(31)和模型（如圖31所示）： (31)圖31 表層微帶線模型其中是微帶線的特性阻抗,w是微帶線寬度，t是微帶線厚度，h是電介質(zhì)厚度，是硬質(zhì)電路板的相對(duì)介電常數(shù)[15]。單位長(zhǎng)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(wú)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。印制導(dǎo)線的厚度、寬度、印制導(dǎo)線與地層的距離以及電介質(zhì)的介電常數(shù)決定了微帶線的特性阻抗。第3章 微帶線理論 微帶線微帶線是位于接地層上由電介質(zhì)隔開(kāi)的印制導(dǎo)線，它是一根帶狀導(dǎo)(信號(hào)線)[12]。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。因?yàn)槠浣刂苟赶?，所以常常寧可選擇切比雪夫特性曲線而不取其他的特性曲線。特點(diǎn)：帶內(nèi)衰減呈波紋特性定義為等波紋頻帶的邊緣頻率。兩種常見(jiàn)的低通濾波器原型1) 最大平坦低通濾波器特性曲線(如圖22所示)：圖22 最大平坦低通濾波器特性曲線數(shù)學(xué)表示式如（21）:dB (21)（21）中e滿足關(guān)系式（22）： (22)N對(duì)應(yīng)于電路所需級(jí)數(shù)。（3）低通濾波器是帶通濾波器的特例。（1）高通濾波器可用帶通濾波器（當(dāng)通帶高端很高時(shí)）代替。(b)按用的元件分，有集總參數(shù)濾波器，分布參數(shù)濾波器，無(wú)源濾波器，有源濾波器，晶體濾波器，聲表面波濾波器，等等[9]。第2章 濾波器是最基本的信號(hào)處理器件最普通的濾波器有低通、高通、帶通、帶阻衰減特性（如圖21所示）。其中對(duì)濾波器的當(dāng)前研究情況進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，濾波器向三個(gè)方面發(fā)展高溫超導(dǎo)濾波器，LC濾波器，以及聲表面濾波器。一般情況下，濾波器的設(shè)計(jì)就是把這一衰減區(qū)域做的盡可能的窄，以便該濾波器能最大限度接近完美通帶的設(shè)計(jì)。事實(shí)上，在理想通帶邊界有一部分頻率衰減的區(qū)域，不能完全過(guò)濾，這一曲線被稱做滾降斜率。但是實(shí)際上，沒(méi)有真正意義的理