微带线带通滤波器的ADS仿真设计

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摘要近几年随着商用无线通信的迅猛发展，射频/微波电路越来越得到重视和发展。而微波带通滤波器作为微波器件的一种也得到了大力的发展，尤其是在接收机前端，带通滤波器性能的优劣直接影响到整个接收机性能的好坏。因此，发展高性能，研究小型化的微波滤波器是当前非常受关注的课题。62963

本文首先介绍了微波滤波器在微波通信中的作用，微波滤波器的发展历史，滤波器的种类，当前的研究情况以及微波仿真软件ADS。然后分析了微带线带通滤波器ADS的仿真设计的原理。接着通过公式推导和ADS软件对所设计的平行耦合微带线带通滤波器进行了仿真设计和优化，最终得到了比较理想的微带线带通滤波器。

毕业论文关键词微带线带通滤波器耦合 ADS

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title ADS design and Simulation of microstrip bandpass filter

Abstract In recent years, with the rapid development of commercial wireless communication, RF / microwave circuit have been paid more and more attention and development. And microwave band-pass filter is used as a kind of microwave devices have been vigorously developing, especially in front of the receiver, bandpass filter performance directly affects the performance of the whole receiver performance. Therefore, the development of high-performance, miniaturized microwave filter is a hot topic in nowadays.

This paper first introduces the development history of microwave filters, microwave communications role, current research situation and microwave simulation software ADS. The principle of simulation design and analysis of microstrip bandpass filter ADS. Then through the software of formula and the ADS on the design of parallel coupled microstrip line band-pass filters are simulated and optimized, finally got the microstrip line ideal bandpass filter.

Keywords microstrip line coupling band pass filter ADS

1 引言 1

2. 研究背景 1

2.1滤波器种类 3

2.2 微波滤波器现状 10

3 ADS仿真软件简介 11

4 设计原理及实现过程 14

4.1基本原理 14

4.2设计思路及仿真结果 15

结论 25

致谢 26

参考文献 26

1 引言

微波滤波器是一类无耗的二端口网络，广泛应用于微波通信、雷达、电子对抗及微波测量仪器中，在系统中用来控制信号的频率响应，使有用的信号频率分量几乎无衰减地通过滤波器，而阻断无用信号频率分量的传输。滤波器的主要技术指标有：中心频率，带通带宽，带内插损，带外抑制，通带波纹等。

微波滤波器的分类方法很多，根据通频带的不同，微波滤波器可分为低通、带通、高通滤波器；按滤波器的插入衰减地频响特性可分为最平坦型和等波纹型；根据工作频带的宽窄可分为窄带和宽带滤波器；按滤波器的传输线分类可以分为微带滤波器、交指型滤波器、同轴滤波器、波导滤波器、梳状线腔滤波器、螺旋腔滤波器、小型集总参数滤波器、陶瓷介质滤波器、SIR（阶跃阻抗谐振器）滤波器、高温超导材料等。

2. 研究背景

在1937年，由Mason和Sykes发表的文章中首先研究了微波滤波器，他们是利用了ABCD参数推导出了大量有用滤波器相位和衰减函数。应用映像参数方法当时主要在美国各大实验室中，例如在Mn的实验室里，他们重点研究波导滤波器，而在Harvard实验室重点研究宽带低通、带通同轴及窄带可调谐滤波器。映像参数方法的工作大多在MIT实验室由Fano和Lawson完成，他们的著作对于微波滤波器有比较清晰的介绍，甚至在40年后还有应用价值。在随后的微波滤波器理论的研究和发展过程中，许多专家和学者作出了重大的贡献。Cohn在集总元件低通滤波器原型机的基础上第一个提出了方便实用的直接耦合空腔滤波器理论。上世纪60年代， Matthaei在其专著中对微波滤波器的经典设计方法做出了较全面、系统的介绍，但主要针对最平坦型和契比雪夫型，未涉及椭圆函数型和广义契比雪夫型。70年代初， Williams和Kurzrok提出用于分析交叉耦合的低阶滤波器。Williams和Newcomb对交叉耦合合展开研究，总结出传输零点对称分布时的偶模网络和相应的偶模矩阵的综合方法。Levy建立了集总和分布原型的元件公式间的联系，给出了推导原型元件的简单而准确的公式；Rhode建立起了线性相位滤波器理论。1999年Richard J.Cameron把广义契比雪夫滤波器的传输零点由实数扩展到复数，从而将传输零点和时延结合起来研究，提出用循环递归的方法构成广义契比雪夫的传输和反射函数多项式，根据导纳矩阵和部分分式展开求取留数，再利用施密特正交变换的方法综合耦合矩阵，其矩阵综合和消零计算量较大。如何将不可实现或不是最简的耦合元素消零成为研究热点，但目前国际上主要采用相似变换(矩阵旋转)尽可能多地消去非零元。这一系列贡献，都可以说是微波滤波器发展史上的重大突破。