利用ADS设计的平行耦合带通滤波器
(1)首先根据滤波器参数指标,计算出滤波器低通归一化频率,查切比雪夫滤波器衰减特性表得滤波器级数N,同时查切比雪夫滤波器元件参数表可知具有带内波纹0.1dB的6阶切比雪夫标准低通滤波器参数g0=g6=1,g1=g5=1.1468,g2=g4=1.3712,g3=1.9750。
(2)根据滤波器设计要求得到滤波器带宽,从而根据公式(1),(2)得到参数Ji,i+1和奇偶模阻抗的值
如表1所示。
(3)选定电路板材参数如下:厚度h为0.5mm,介电常数 为4.2,相对磁导率Mur为1,电导率CONd为5.88E+7,金属层厚度为0.03mm。使用ADS中的计算工具LineCalc计算微带线的宽度W、间距S和长度L。由此得到的各耦合段物理尺寸参数如表2所示。
(4)原理图的仿真优化。将上述结构尺寸输入ADS中,并设置介质参数和扫频参数,进行原理图仿真,其仿真结果如图4所示,可见中心频率出现了明显的偏移现象。这是由于在设计平行耦合微带带通滤波器时没有考虑边缘场效应的影响,为此需要进行优化设定优化目标及优化控制器参数。
事实上实际值比设计值偏低的主要原因是耦合单元微带线开路端边缘效应的影响。对于开路端微带线 , 通常将其边缘效应等效为一个电容件,而这个等效电容又可以为一段附加的一定长度的传输线所代替。解决此问题可以利用ADS的优化功能,优化后的仿真结果如图5所示,优化原理图如图6所示。
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