基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器的设计及优化

摘 要: 介绍一种借助ADS( Advanced Des ign SySTem )软件进行设计和优化平行耦合微带线带通滤波器的方法， 给出了清晰的设计步骤， 最后结合设计方法利用ADS给出一个中心频率为2. 6 GHz， 带宽为200MH z的微带带通滤波器的设计及优化实例和仿真结果， 并进一步给出电路版图Momentum 仿真结果。仿真结果表明: 这种方法是可行的， 满足设计的要求。

　　滤波器是用来分离不同频率信号的一种器件。它的主要作用是抑制不需要的信号， 使其不能通过滤波器， 只让需要的信号通过。在微波电路系统中， 滤波器的性能对电路的性能指标有很大的影响，因此如何设计出一个具有高性能的滤波器， 对设计微波电路系统具有很重要的意义。微带电路具有体积小， 重量轻、频带宽等诸多优点， 近年来在微波电路系统应用广泛， 其中用微带做滤波器是其主要应用之一。平行耦合微带线带通滤波器在微波集成电路中是被广为应用的带通滤波器。

　　1 基本原理

　　当两个无屏蔽的传输线紧靠一起时， 由于传输线之间电磁场的相互作用， 在传输线之间会有功率耦合， 这种传输线称之为耦合传输线。根据传输线理论， 每条单独的微带线都等价为小段串联电感和小段并联电容。每条微带线的特性阻抗为Z 0， 相互耦合的部分长度为L， 微带线的宽度为W， 微带线之间的距离为S， 偶模特性阻抗为Z e， 奇模特性阻抗为Z0。单个微带线单元虽然具有滤波特性， 但其不能提供陡峭的通带到阻带的过渡。

　　如果将多个单元级联， 级联后的网络可以具有良好的滤波特性。

图1 5级耦合微带线带通滤波器

　　2 设计步骤

　　2. 1 设计低通原型

　　根据带通滤波器的一系列参数通过频率变换和查表选择低通原型滤波器的归一化原型参量。

　　用ω1 和ω2 表示带通滤波器的下边界和上边界，ω0表示中心频率。将带通滤波器变换为低通原型。

　　归一化带宽：

　　查表得到归一化设计参数g1， g2. . . gN gN + 1。