微波技术基础实验一 滤波器的设计
时间：2022-09-28 09:00:00
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一、新滤波器工程及设计原理图
新建一个workspace，并创建原理图。将电容和电感放置在图中，并用导线连接。双击电容和电感，将电容设置为2pF，电感为1.5nH，即完成滤波电路的原理图设计。
二、设置仿真参数和执行仿真参数
1.设置模拟参数
S参数控制器放置在原理图中，具体参数设置如下图所示。并插入两个端口Term与地面连接，用导线连接。
2.仿真结果
低通滤波器的振幅响应曲线如下图所示。
3.滤波器电路调谐
由于实际电路有参数要求，滤波器设计不能一步到位。为了达到设计目标，调整滤波器参数。点击相应的图标弹出Tune Parameters在对话框中选择原理图L1、C1、C2。
单击对话框Enable/Disable”后，修改Tune参数。
调整参数设置调整范围后，观察S21参数的变化。下图显示了调整过程和结果。
三、ads中间滤波器设计导向工具
1.滤波器设计指标
(1)响应最平坦，通带内纹波系数小于2
(2)截止频率为4GHz
（3）在w=8GHz插入损耗必须大于15dB
(4)输入输出阻抗50Ω
2.滤波器电路的生成
新建原理图，并添加双端口低通滤波器。在滤波器设计方向中，按下图设置滤波器设计参数和振幅曲线参数。设置参数后，单击Design系统将自动设置一个集总参数滤波器。
原理图窗口显示设置滤波器的所有参数。左下图为设置过程，右下图为显示结果。
模型中的具体电路如下图所示。
修改滤波器模拟设置如下图所示。
模拟结果如下图所示。
四、将总参数滤波器转换为微带滤波器
Richards变换是将开路或短路传输线等效分布为电感元件的理论，即串联电感等效为短路短路截线。然而，在实际的微带电路设计中，串联电路的短截线是无法实现的。Kuroda等效给出了并联短截线与一段传输线、串联短截线与一段传输线之间的转换方法。
1.LC滤波器转换为微带滤波器
将电感转换为串联短路短线，将电容转换为并联开路传输线。Kuroda在输入端输出端加入单元器件进行转换。根据需要选择两组类型进行转换，转换后的原理图如图所示。
将所有短截线添加到微带线转换，基板厚度为30mil，介电常数为4.4后转换。
滤波器元件的子电路图如下图所示。
2.kuroda等效后仿真
将终端负载和地面放置在原理图中，并用导线连接。将S参数模拟控制器放置参数设置如图所示。
模拟结果如下图所示，滤波器为4GHz插入损耗为1.369dB，基本满足设计要求。
5.阶跃低阻抗滤波器ads仿真
1.滤波器原理图设计及参数设置
如下图所示，添加8条微带线并连接。
设置控件，并在下图中设置相应的参数。
打开“LineCalc窗口，如下图输入相应的参数，可获得传输线W”和“L对应值。
微带线的长度和宽度是滤波器设计和优化的主要参数，可以用变量代替，便于以后的修改和优化。因此，如下图所示修改了八段微带线的参数。
由于MLIN因此，变量控件的长度和宽度改为变量VAR，相应的值设置在下图中。
2.模拟参数设置和原理
放置两个“Term元件与地面相连。放置S参数扫描控件，并设置相应的频率范围和步长。
模拟结果如下图所示。
3.滤波器参数优化(详见报告)
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