一种基于ADS的微带低通滤波器优化设计
近年来由于军用无线通信系统的快速发展，使用范围逐渐扩大，使得射频电路在无线电传输、太空人造卫星和地质探测方面得到了广泛的应用。其中，微带滤波器是射频技术中最基本的信号处理器。在无线通信系统中，需要运用微带滤波器提取有用的频谱信号，选择合适的信道，抑制干扰和滤除谐波分量。所以滤波器对整个接收机的性能指标有很大的影响。然而，随着频带被大量使用，更多频率工作的电路设计越来越多，为了提高频率使用效率，就对滤波器的性能提出更高的要求，如何设计一个高性能的滤波器便成为无源设计师常常考虑的问题。电子设计自动化EDA(ElectronicDesignAutomation)的广泛应用，避免设计者花费大量时问进行理论推导和计算，有效的缩短设计周期，提高设计效率。
由于微带结构是平面结构，设计师广泛采用耦合微带线与变阻抗形式设计滤波器。基于Richards变换与Kuroda规则微带低通滤波器设计和阶跃阻抗微带低通滤波器设计是常用的两种方法。设计出的微带滤波器具有体积小，频带宽、质量轻和易于集成等优点。然而，上述两种设计方法使得以滤波器为设计原理所设计的微带线在相临连接处会由于耦合线特性阻抗不同而产生线宽不均匀性，使得品质因素较低和通带内反射损耗较大，达不到某些无线通信系统的要求。
本文提出优化微带低通滤波器的设计方法。首先详细介绍使用仿真软件ADS设计一种基于Richards变换与Kuroda规则理论的微带低通滤波器，然后提出一种平衡技术对所设计的滤波器优化，再使用阶跃阻抗原理进一步优化滤波器设计，获得了满意的性能。以一个5阶切比雪夫低通滤波器为例，重点阐述仿真软件ADS在微带滤波器设计流程中的设计原理、参数设置和仿真优化。最后提出一种工程中设计微带电路的新思路，将仿真软件ADSlaYout的版图转换为绘图软件AutoCAD能识别的文件，并进行进一步的设计加工，再将其转换为三维电磁仿真软件HFSS能识别的文件，并对所设计的微带滤波器进行设计加工和仿真，仿真结果表明:此种基于ADS优化的微带低通滤波器设计方法优于传统设计方法，并且重要参数指标要好于传统设计。此方法的研究成果对于提高设计效率方面有很高的参考价值。
阶跃阻抗;平衡技术;低通滤波器;ADS仿真;设计方法
河南师范大学
硕士
物理电子学
彭玉峰
2013
中文
TN713.4
78
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）