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摘要近年来随着对MIMO雷达广泛深入的研究，MIMO雷达各部分电路设计也成为热点课题, 低通滤波器作为MIMO雷达关键部件之一，其需求也越来越大。且随着Angilent ADS 软件仿真平台应用越来越广泛，基于ADS平台的MIMO雷达低通滤波器设计越来越普遍。本文主要介绍了基于ADS软件的低阶无源低通滤波器的具体设计方法与设计步骤。在完成原理图的设计后进行软件仿真，通过仿真结果验证是否满足低通滤波特性，并在仿真结果上进行一定的优化调整。根据理论设计购置元器件，利用已有的器件连接制作出实物低通滤波器，并在实验室通过相关实验仪器检测滤波器的滤波效果。测试结果满足设计要求。在研究无源滤波器的基础上，本文还介绍了低阶有源滤波器的设计方法。27330
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关键词 MIMO雷达，ADS，无源低通滤波器，仿真，实物，检测，有源低通滤波器
毕业设计说明书（毕业论文）外文摘要
Title Design MIMO radar low pass filter
Abstract
In recent years, along with the in-depth research of MIMO radar, MIMO radar circuit design has become a hot topic, the parts of low pass filter as a MIMO radar is one of the key components, the demands is becoming more and more bigger, and so as the MIMO radar low-pass filter based on ADS platform and the use is becoming more and more popular. This article mainly introduce the passive low-pass design method and step. After finishing the schematic diagram design we start simulation, through the simulation results to verify whether meet the low-pass filtering characteristics, certain optimization adjustment on the simulation results. According to the theory of design then I purchase components to make the reality filter and conduct detection. After we have made it, then go to the laboratory make use of the relative laboratory apparatus to detect it, and the test results meet the design requirements. After that all have been done, based on the research of passive filter, at the end of the paper also introduce the low order active filter’s design method.
Keywords MIMO radar, passive low-pass filter, the simulation of physical objects, detection, active low-pass filter
目 次
1. 绪论 1
1.1滤波器的研究意义与发展 1
1.2 滤波器的分类 3
1.3 ADS软件介绍 4
2 低通滤波器理论及网络频率响应 7
2.1 低通滤波定义 7
2.2 网络频率响应 7
2.3 描述低通滤波器的基本参数 8
2.4 巴特沃斯型滤波器特殊性质 9
3 滤波器设计制作具体内容 10
3.1 一阶无源RC低通滤波器的设计制作 10
3.2 二阶无源RC低通滤波器设计制作 22
3.3九阶无源低通滤波器设计制作 25
3.4 有源二阶低通滤波器设计制作 29
4 电路的组装与测试 35
4.1 电路组装 35
4.2 电路检测 37
结论 46
致谢 47
参考文献 48
1. 绪论
1.1滤波器的研究意义与发展
[1]滤波器的功能是具有频率选择作用，是一种对频率进行有效选择的复杂网络，当确定某一段频率为所需要的频率时，这时频率外的信号就会对该段频率产生影响，所以使用滤波器让该段频率范围外的信号得到适当的抑制，滤除掉系统中不需要的杂波噪声信号，根据设计原理使需要的信号通过，因此由滤波器构成的滤波电路是一种能使有用频率通过，同时能抑制滤除无用频率成分的电路，可以用来消除额外干扰，对信号进行选择处理,有效的抑制那些带外的噪声并且均衡补偿频带的幅度和相位特性。优点是具有简单的结构，较低的成本，可靠的运行等，因此鉴于滤波器的良好优点和对频率信号出色的筛选能力，在各种通信工具中应用十分广泛。近年来随着通信技术在不断地更新换代，由于滤波器在通信系统中起到的不可替代的作用，因此也带动了滤波器技术的更新换代。其在信号控制能力上起到了至关重要的作用也越来越多地应用到数据采集领域，应用范围越来越广，产品越来越多样化。1917年一天，在科学家的不断探索下，LC滤波器问世，至此开启了滤波器发展的大篇章。并于1918年，美国科学家发明了第一个多路复用系统电路。至此从第一次世界大战到第二次世界大战之间，随着军事科技装备的不断发展，尤其是是在军事通信装备中滤波器得到了迅猛的发展。到了1950年的时候，对于无源滤波器的研发技术已经相当成熟并在科技领域得到了十分广泛的应用。进入到1960年以后，随着晶体管的快速发展开启了计算机时代，并且材料和集成技术也快速走向历史舞台，由此也加速了滤波器的发展，朝着体积越来越小，精度越来越高，功耗越来越小，功能越来越多但价格越来越低的方向发展，优点越来越突出。在进入1970年后发展更加迅速，性能越来越优良以及工作越来越稳定可靠。在当时新研究出来一个装置，无论体积再小，都可以被称为滤波器。随着时间进入近代以来，滤波器在控制系统和电信设备中的应用越来越大，制作方式越来越复杂，在电子部件中应用越来越广泛，技术不断更新换代，甚至在产品中一个滤波器的滤波能力的好坏可以直接对电子产品本身产生影响。所以国际上的各个国家也纷纷加大投入，重视本国滤波器的发展，不断加速产品的推陈出新。随后，随着技术不断突破材料制艺不断提高，一些技术含量更高的滤波器如数字滤波器，开关电容滤波器，电荷转移器和RC有源滤波器等登上了历史舞台，并且到了80年代初期，随着集成技术的发展，各种单片集成的滤波器也得到了广泛的发展与应用。此后，科学家们更加致力于更新型的滤波器研究，应用到更复杂的科技领域，这些新型器件技术含量更高，运行更加稳定但是占用空间更小。到了1990年以后由各种滤波器的组成的高科技产品问世，在航天等高精尖领域起到了至关重要的作用，随着人类步入电子信息化时代，更多体积更小容量更大的滤波器不断问世，随着产品的不断更新，滤波器的研究将会深入到技术含量更高的领域。在世界滤波器发展过程中，我国也做出了很大的贡献，从1950年开始，我国首先在电话电报等领域使用滤波器进行滤波。此后，随着我国科技实力的不断发展，我们也在滤波器领域不断探索，不断研发，在军事，航天等高精尖领域甚至进入到了发达国家行列，处于世界领先水平。但是我国滤波器的发展由于受到材料制造的制约，在某些方面与国际上还存在一些差距，为了缩小这种差距，需要等待我们进一步进行探索和研发。