【正文】 ass, band stop attenuation. Microstrip filter is a type of microwave filters are heavily used. Many types of filters can be transformed back on the prototype lowpass filter. Microstrip circuit has a relatively wide frequency band, smaller, lighter quality higher strengths, to do so using microstrip filter is one of its main applications. In this paper, the use of microwave filters only allow the correct frequency signal by blocking the signals of different frequencies to distinguish the signal characteristics and high performance filter design. In this paper, global optimization ADS microwave design software design, software es coupled microstrip transmission line calculator to calculate, on the results of the simulation circuit topology, and its not the ideal place to optimize. So obviously reduces the amount of tedious calculations, coupled microstrip filter design allows easy and precise. Combined with practical solutions for the band rejection and insertion loss to optimize the design, and ultimately get the ideal bandpass filter. ADS focuses on how to use the software effectively, quickly design coupled microstrip filter design process. Keywords: ADS software。 coupled microstrip lines。 也在 很大程度上改變了人們?cè)谏詈徒煌纫幌盗蟹矫娴姆绞?，這主要體現(xiàn)在人們對(duì)信息的依賴(lài)與需求。 無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)收發(fā)的射頻信號(hào)是模擬信號(hào) [3]，這個(gè)射頻模擬信號(hào)需要進(jìn)行濾波器濾波和放大器放大，濾波的目的是保證只讓頻帶內(nèi)的信號(hào)通過(guò)，抑制頻帶外的噪聲，放 大器的目的是提高功率準(zhǔn)備發(fā)射信號(hào)或放大所接收到的微弱信號(hào)，所以濾波器在信號(hào)的發(fā)射與接收過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用，是必不可少的器件，其性能的好壞決定著整個(gè)系統(tǒng)的通信質(zhì)量。為了使整個(gè)系統(tǒng)占用空間的面積越來(lái)越小，人們想到了許多新型封裝形式。所以這也將成為濾波器設(shè)計(jì)過(guò)程中的一個(gè)難題，目前有很多人在做著這方面的研究。 EDA工具首推的是 ADS。該軟件功能 強(qiáng)大，仿真手段豐富多樣，可以實(shí)現(xiàn)包括時(shí)域和頻域、數(shù)字和模擬、線(xiàn)性和非線(xiàn)性以及電磁等多種仿真手段，并可以對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)基于 ADS 的微帶耦合濾波器設(shè)計(jì) 2 行分析和優(yōu)化，從而大大提高了復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)效率，是當(dāng)今業(yè)界最流行的射頻和微波電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工具 [7]?，F(xiàn)在，微波濾波器已被廣泛應(yīng)用于微波、毫米波通信、微波導(dǎo)航、制導(dǎo)、 遙測(cè)遙控、衛(wèi)星通信以及軍事電子對(duì)抗等多種領(lǐng)域，并對(duì)微波濾波器的要求也越 來(lái)越高。同時(shí)，體積、成本、設(shè)計(jì)速度也是用戶(hù)極 為關(guān)心的話(huà)題。這就促使微波設(shè)計(jì)師們不斷研究和發(fā)展微波濾波器和雙工器的設(shè)計(jì)技術(shù) [8]。它的主要作用是抑制不需要的信號(hào)，使其不能通過(guò)濾波器，只讓需要的信號(hào)通過(guò)。微帶電路具有體積小，重量輕、頻帶寬等諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在微波電路系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，其中用微帶做濾波器是其主要應(yīng)用之一。所以現(xiàn)在我們利用微波仿真軟件 ADS, 使用軟件自帶的微帶耦合傳輸線(xiàn)計(jì)算器來(lái)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)得出的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真 [9]，并且對(duì)其不理想的地方進(jìn)行優(yōu)化處理。 設(shè)計(jì)要求 當(dāng)頻率達(dá)到或接近 GHz 時(shí)，濾波器通常由分布參數(shù) 元件構(gòu)成，分布參數(shù)不僅可以構(gòu)成低通濾波器，而且可以構(gòu)成帶通和帶阻濾波器。平行耦合微帶線(xiàn)可以構(gòu)成帶通濾波器，這種濾波器是由四分之一波長(zhǎng)耦合線(xiàn)段構(gòu)成，她是一種常用的分布參數(shù)帶通濾波器。 30MHz):As≥ 40dB 通帶回波損耗 : (ρ=5%):Ae≥ 26dB 帶內(nèi)波動(dòng) : 小于 177。對(duì)電路結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析。常用的方法為綜合優(yōu)化法，步驟為 (a)制定濾波器的技術(shù)要求； (b)根據(jù)技術(shù)要求 , 選定設(shè)計(jì)方法和選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)低通濾波器參數(shù) gk(k = 0, 1,… , n, n + 1)； (c) 確定歸一化帶寬、上邊頻和下邊頻 , 按公式計(jì)算奇模、偶模的特征阻抗值 , 從而確定微帶線(xiàn)的間隔、寬度、長(zhǎng)度； (d) 應(yīng)用 EDA 工具對(duì)初步設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真、優(yōu)化 , 然后進(jìn)行誤差分析或調(diào)諧范圍分析以進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)質(zhì)量；(e)制作樣品 .在此基礎(chǔ)上闡述了設(shè)計(jì)平行耦合微帶線(xiàn)帶通濾波器的流程以及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算方法 ,最后基于 ADS 給出一個(gè)中心頻率為 10GHz 的濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)例及其仿真分析結(jié)果 ,驗(yàn)證了此方法的正確性和可行性 。 方案二：基于 Designer的多帶外零點(diǎn)微帶帶通濾波器仿真設(shè)計(jì) 應(yīng)用 ANSOFT Designer 軟件仿真設(shè)計(jì)了兩種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊的微帶平行耦合基于 ADS 的微帶耦合濾波器設(shè)計(jì) 4 線(xiàn)帶通濾波器。最后對(duì)計(jì)算、仿真和實(shí)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比和分析。在濾波器設(shè)計(jì)中，分析了耦合線(xiàn)對(duì)稱(chēng)饋電 濾波器設(shè)計(jì)、含源和負(fù)載耦合的兩腔交叉耦合濾波器兩種。通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)路枝節(jié)和不同結(jié)構(gòu)的耦合微帶線(xiàn)，可以將傳輸零點(diǎn)調(diào)節(jié)到需要的合適位置，抑制相應(yīng)的頻率干擾，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良好的帶外特性。 但 Designer 軟件計(jì)算量比較大，雖然具有高效性和準(zhǔn)確性，但計(jì)算復(fù)雜，容易出錯(cuò)，降低了效率。利用 FPGA 可以 重復(fù)配置高精度的 FIR 濾波器，使用 VHDL 硬件描述語(yǔ)言改變?yōu)V波器的系數(shù)和階數(shù)，并能實(shí)現(xiàn)大量的卷積運(yùn)算算法。 其基本原理為分布式算法實(shí)現(xiàn)乘加運(yùn)算為目的的運(yùn)算方法。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了 FIR 濾波器并借助 ALTERA 公司的 FPGA 器件和 0UARTus 2軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，測(cè)試結(jié)果完全能滿(mǎn)足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。 綜合上述方法的比較，利用 ADS 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)比較好。二端口低頻網(wǎng)絡(luò)可以使用網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)性特征進(jìn)行描述。 圖 二端 口網(wǎng)絡(luò) 常用的低頻網(wǎng)絡(luò)參量有四種，分別稱(chēng)為阻抗參量、導(dǎo)納參量和轉(zhuǎn)移參量，視具體的應(yīng)用場(chǎng)合，可選擇一種最適合電路特性的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。 其他型號(hào)的 濾波器 一般都可以在 低通濾波器的原型 上 轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)。即 dBPPLinlg10L A ? （ ） 式中， Pin 和 PL 分別為輸出端匹配負(fù)載時(shí)的濾波器輸入功率和負(fù)載吸收功率。濾波器的設(shè)計(jì)通常需要由衰減特性綜合出濾波器低通原型，再將原型低通濾波器轉(zhuǎn)換到要求設(shè)計(jì)的低通、高通、帶通、帶阻濾波器，最后用集總參數(shù)元器件實(shí)現(xiàn)所涉及的濾波器。其中， 上f 、 下f 為帶通或帶阻濾波器左右相對(duì)下降 3dB 處對(duì)應(yīng)的左右頻點(diǎn)。 （ 3）通帶帶寬 BW3dB：需要通過(guò)的頻譜寬度， 下上 ffBW dB 3 ? 。 （ 5）插入損耗：引入濾波器對(duì)輸入信號(hào)帶來(lái)的損耗。 （ 6）帶內(nèi)波動(dòng) IR? ：通帶內(nèi)的插入損耗隨頻率變化的波動(dòng)值。 基于 ADS 的微帶耦合濾波器設(shè)計(jì) 7 （ 8）延遲：信號(hào)通過(guò)濾波器所需要的時(shí)間。 低通原型濾波器的設(shè)計(jì) 先計(jì)算： ????c?? () 對(duì)于 n=6 的曲線(xiàn)，當(dāng) ??c?? 時(shí)， LA20dB。 低通原型值： g1=,g2=,g3=,g4=,g5=，g6=。 基于 ADS 的微帶耦合濾波器設(shè)計(jì) 8 圖 濾波器原理圖 這樣就完成了濾波器原理圖基本結(jié)構(gòu)，為了達(dá)到設(shè)計(jì)性能，還必須對(duì)濾波器中微帶電路的電氣參數(shù)和尺寸進(jìn)行設(shè)置。如果電尺寸數(shù)據(jù)確定，則單擊 Synthesize 按鈕可得到物理尺寸；如果物理尺寸數(shù)據(jù)確定，則單擊 Analyze 按鈕可得到電尺寸參數(shù)。 圖 電路參數(shù)設(shè)置的原理圖 仿真參數(shù)設(shè)置和原理圖仿真 仿真參數(shù)設(shè)置 [15]: (1)在原理圖設(shè)計(jì)窗口選擇 S 參數(shù)仿真元器件面板 “ SimulationS_Param” ，并選擇終端負(fù)載 TERM 放置在濾波器的兩個(gè)端口上。 (3)選擇一個(gè) S 參數(shù)仿真控制器放入到原理圖中。 基于 ADS 的微帶耦合濾波器設(shè)計(jì) 10 圖 完成 S 參數(shù)仿真設(shè)置的原理圖窗口 以上 為低通原型濾波器的設(shè)計(jì) [16]，此設(shè)計(jì)共放置八個(gè) MLIN 節(jié)，在原理圖中應(yīng)注意有關(guān)于參數(shù)的設(shè)置，注意兩端 TERM 下均有一個(gè)接地。 原理圖仿真 根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行 S 參數(shù)的仿真，等仿真結(jié)束后在數(shù)據(jù)窗口添加 S21 參數(shù)的矩形圖，并插入一個(gè)標(biāo)記，然后添加 S11 參數(shù)的矩形圖，插入一個(gè)標(biāo)記。 圖 微帶線(xiàn)結(jié)構(gòu) 耦 合微帶線(xiàn)及其傳輸模式 上面已經(jīng)對(duì)微帶線(xiàn)做了詳細(xì)的闡述 [17]，在微波電路中，平行耦合線(xiàn)就是在微帶線(xiàn)中加一條與原來(lái)微帶線(xiàn)一樣并且平行的導(dǎo)帶。耦合微帶線(xiàn)由以下三部分構(gòu)成：上面是兩條平行的金屬導(dǎo)帶，寬均為 W，高度為 t，兩條金屬導(dǎo)帶的距離為 S，下層是接地板 ,制作底層接地板的材料一般采用 (如銀、金、銅 )這些導(dǎo)電性能比較的金屬材料良好的材料，中間部分用介質(zhì)基板填充，這種填充介質(zhì)的介電常數(shù)為 r? ,接地板的厚度用 h 表示。微帶線(xiàn)是目前射頻微波中使用最多最常見(jiàn)的傳輸線(xiàn)，是平面型結(jié)構(gòu)，在 PCB(Printed Circuit Board，印制電路板 )上可以通過(guò)使用蝕刻電路技術(shù)制作，方便與各種射頻元器件外連接從而實(shí)現(xiàn)不同的電路，可以在一塊共有的介質(zhì)基片上實(shí)現(xiàn)完整電路的制作，使射頻部件及微波系統(tǒng)向高集成度、小型化方向發(fā)展。 微帶線(xiàn)的特性阻抗 Z0 根據(jù)上面的 er? ，能夠獲得 Z0 近似計(jì) 算公式： ???????????? ?????????? ??12048ln6000hhZhhZrere??????? hh???? （ ） 在給定微帶線(xiàn)的特