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[摘 要]微波带通滤波器是现代电子系统中的关键部件之一,本文通过应用安捷伦公司的ADS软件滤波器合成的方法对切比雪夫低通滤波器进行设计,设计成满足要求的切比雪夫LC带通滤波器,验证了ADS软件在分析设计中具有非常高的精确度,并应用ADS软件对自动生成的滤波器进行验證是否达到指标要求。
[关键词]LC带通滤波器,ADS软件,滤波器合成
中图分类号:TN713 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)39-0145-02
1.引言
微波带通滤波器是现代电子系统中的关键部件之一,其作为一种体积小、重量轻和可靠性高的微波混合集成电路(MIC),在电子系统尤其是近代航天、航空技术中被广泛使用。其实现方式有两种,一种是用最大平滑二项式(巴特沃斯)低通滤波器,还有一种是用等波纹(切比雪夫)低通滤波器,均利用频率变换变化为要求的微带滤波器。
传统的带通滤波器设计方法可以由滤波器的设计指标计算带通滤波器的中心频率、相对带宽、所需频率及确定滤波器的阶数,再通过查表得出滤波器元件的参数,通过归一化低通型滤波器变换至带通滤波器。传统操作这些计算过程通过 matlab实现。
安捷伦公司推出的Advanced Design System(ADS)是市场上使用较为普遍的一款功能强大的射频微波电路及系统仿真软件,可以对手机、无线网络、雷达及微型通信电路及系统进行仿真和优化设计。本文按照给定的LC带通滤波器指标,给出理论设计过程,得出该带通滤波器的相关参数,再用ADS软件进行滤波器的仿真设计。
2.LC带通滤波器的设计
2.1 LC带通滤波器设计指标
1.带宽:90MHz-120MHz
2.插入损耗:
3.带内波动:
4.带外抑制:在60MHz和150MHz处带外抑制
5.
6.选取0.5dB的波纹电平
要求:先用理论的方法计算查表得出该滤波器的模型,可以将L,C元件值换成标称值,再用ADS对其进行仿真优化。
2.2 LC带通滤波器具体设计步骤
本设计中,相对于滤波器的信号源内阻和负载都是50Ω,所以选择切比雪夫滤波器。
①LC带通滤波器的中心频率,上下边频为:
3.LC带通滤波器的ADS软件实现
3.1 LC滤波器合成设计
根据上节算出的电路L,C参数,利用ADS软件,仿真得出该LC带通滤波器的电路图为(图1):
上述LC带通滤波器电路得出的仿真结果为(图2):
由以上结果显示,设计出的电路图基本满足指标要求,所以不再需要进行优化。
3.2 ADS软件自动生成电路
相比较利用LC参数得出的,利用ADS自动生成满足条件的LC带通滤波器电路如图3所示:
其自动生成LC带通滤波器电路图如图4所示:
点击:(图5)
自动生成结果如下:
由仿真结果可知,自动生成的LC带通滤波器各项指标基本达到要求。
4.结论
本文按照给定的LC带通滤波器指标,给出理论设计过程,得出该滤波器的相关参数,再用ADS软件进行LC带通滤波器的仿真设计。经ADS软件仿真生成的LC带通滤波器各项指标基本达到要求。
参考文献
[1] Reinhold Ludwig,Pavel Bretchko.射频电路设计理论及应用.科学出版社,2002-03(1).
[2] Ulrich Rohde,David P.Newkirk..无线应用射频微波电路设计.北京:电子工业出版社,2004-08(1).
[3] 陈振国.微波技术基础与应用.北京:北京邮电大学出版社,2002-03(2).
[关键词]LC带通滤波器,ADS软件,滤波器合成
中图分类号:TN713 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)39-0145-02
1.引言
微波带通滤波器是现代电子系统中的关键部件之一,其作为一种体积小、重量轻和可靠性高的微波混合集成电路(MIC),在电子系统尤其是近代航天、航空技术中被广泛使用。其实现方式有两种,一种是用最大平滑二项式(巴特沃斯)低通滤波器,还有一种是用等波纹(切比雪夫)低通滤波器,均利用频率变换变化为要求的微带滤波器。
传统的带通滤波器设计方法可以由滤波器的设计指标计算带通滤波器的中心频率、相对带宽、所需频率及确定滤波器的阶数,再通过查表得出滤波器元件的参数,通过归一化低通型滤波器变换至带通滤波器。传统操作这些计算过程通过 matlab实现。
安捷伦公司推出的Advanced Design System(ADS)是市场上使用较为普遍的一款功能强大的射频微波电路及系统仿真软件,可以对手机、无线网络、雷达及微型通信电路及系统进行仿真和优化设计。本文按照给定的LC带通滤波器指标,给出理论设计过程,得出该带通滤波器的相关参数,再用ADS软件进行滤波器的仿真设计。
2.LC带通滤波器的设计
2.1 LC带通滤波器设计指标
1.带宽:90MHz-120MHz
2.插入损耗:
3.带内波动:
4.带外抑制:在60MHz和150MHz处带外抑制
5.
6.选取0.5dB的波纹电平
要求:先用理论的方法计算查表得出该滤波器的模型,可以将L,C元件值换成标称值,再用ADS对其进行仿真优化。
2.2 LC带通滤波器具体设计步骤
本设计中,相对于滤波器的信号源内阻和负载都是50Ω,所以选择切比雪夫滤波器。
①LC带通滤波器的中心频率,上下边频为:
3.LC带通滤波器的ADS软件实现
3.1 LC滤波器合成设计
根据上节算出的电路L,C参数,利用ADS软件,仿真得出该LC带通滤波器的电路图为(图1):
上述LC带通滤波器电路得出的仿真结果为(图2):
由以上结果显示,设计出的电路图基本满足指标要求,所以不再需要进行优化。
3.2 ADS软件自动生成电路
相比较利用LC参数得出的,利用ADS自动生成满足条件的LC带通滤波器电路如图3所示:
其自动生成LC带通滤波器电路图如图4所示:
点击:(图5)
自动生成结果如下:
由仿真结果可知,自动生成的LC带通滤波器各项指标基本达到要求。
4.结论
本文按照给定的LC带通滤波器指标,给出理论设计过程,得出该滤波器的相关参数,再用ADS软件进行LC带通滤波器的仿真设计。经ADS软件仿真生成的LC带通滤波器各项指标基本达到要求。
参考文献
[1] Reinhold Ludwig,Pavel Bretchko.射频电路设计理论及应用.科学出版社,2002-03(1).
[2] Ulrich Rohde,David P.Newkirk..无线应用射频微波电路设计.北京:电子工业出版社,2004-08(1).
[3] 陈振国.微波技术基础与应用.北京:北京邮电大学出版社,2002-03(2).