射频选做实验无源器件的设计及实现软件仿真ppt课件

1、Company LogoCompany Logo无源器件的设计及实现无源器件的设计及实现- -软件仿真软件仿真-微波滤波器的设计微波滤波器的设计Company LogoCompany Logo实验目的实验目的了解微波滤波电路的原理及设计方法。了解微波滤波电路的原理及设计方法。学习运用学习运用ADS软件进展微波电路的设计，优化，软件进展微波电路的设计，优化，仿真。仿真。掌握微带滤波器的设计。掌握微带滤波器的设计。Company LogoCompany Logo实验内容实验内容运用运用ADS软件设计一个微带带通滤波器，并对其参软件设计一个微带带通滤波器，并对其参数进展优化、仿真。数进展优化、仿真。

2、根据软件设计的结果绘制电路幅员，进展幅员的仿根据软件设计的结果绘制电路幅员，进展幅员的仿真。真。Company LogoCompany LogoADS软件软件射频和微波射频和微波EDAEDA软件工具：软件工具：Agilent Agilent 公司公司ADSADS；Ansoft Ansoft 公司公司HFSSHFSS、DesignerDesigner；Microwave OfficeMicrowave Office； Ansoft Serenade Ansoft Serenade； CSTCST等等。等等。 ADS ADS(Advanced Design System),(Advanced De

3、sign System),包含时域电路仿真包含时域电路仿真 (SPICE (SPICE -like Simulation)-like Simulation)、频域电路仿真、频域电路仿真 (Harmonic Balance (Harmonic Balance、Linear Analysis)Linear Analysis)、三维电磁仿真、三维电磁仿真 (EM Simulation) (EM Simulation)、通讯系、通讯系统仿真统仿真(Communication System Simulation)(Communication System Simulation)和数字信号处置和数字信号处

4、置仿真设计仿真设计DSPDSP；支持射频和系统设计工程师开发一切类型；支持射频和系统设计工程师开发一切类型的的 RF RF设计。设计。主要运用于：射频和微波电路的设计，通讯系统的设计，主要运用于：射频和微波电路的设计，通讯系统的设计，RFIC RFIC 设计，设计，DSP DSP 设计和向量仿真。设计和向量仿真。Company LogoCompany LogoADS软件软件ADSADS仿真分析方法包括：仿真分析方法包括： 高频高频SPICESPICE分析和卷积分析分析和卷积分析 线性分析线性分析 谐波平衡分析谐波平衡分析 电路包络分析电路包络分析 射频系统分析射频系统分析 电磁仿真分析电磁仿真

5、分析Company LogoCompany LogoADS软件软件Company LogoCompany Logo设计目的设计目的通带通带3.03.1GHz，带内衰减小于，带内衰减小于2dB，起伏小于，起伏小于1dB，2.8GHz以下及以下及3.3GHz以上衰减大于以上衰减大于40dB，端口反射，端口反射系数小于系数小于-20dB。微带电路板参数如下：厚度微带电路板参数如下：厚度0.8mm，介质相对介电常数，介质相对介电常数为为Er=4.3，相对磁导率为，相对磁导率为Mur=1，金属电导率，金属电导率Cond=5.88E +7，封装高度，封装高度Hu =(1.0e+33) mm，金属层厚度金属

6、层厚度T=0.03 mm，损耗正切角，损耗正切角TanD=1e-4，外表粗糙度外表粗糙度Rough=0mm。Company LogoCompany Logo微带滤波器设计的根本原理微带滤波器设计的根本原理微带滤波器的技术目的包括微带滤波器的技术目的包括通带边境频率与通带内衰减和起伏通带边境频率与通带内衰减和起伏阻带边境频率与阻带衰减阻带边境频率与阻带衰减通带的输入电压驻波比通带的输入电压驻波比通带内相移与群时延通带内相移与群时延寄生通带寄生通带Company LogoCompany Logo微带滤波器设计的根本原理微带滤波器设计的根本原理边缘耦合的平行耦合线由两条相互平行且接近的微带线构成。根

7、边缘耦合的平行耦合线由两条相互平行且接近的微带线构成。根据传输线实际，每条单独的微带线都等价为小段串联电感和小段据传输线实际，每条单独的微带线都等价为小段串联电感和小段并联电容，平行耦合线还需求思索耦合电容和电感。并联电容，平行耦合线还需求思索耦合电容和电感。每条微带线的特征阻抗为每条微带线的特征阻抗为Z0 ，相互耦合的部分长度为，相互耦合的部分长度为L，微带，微带线的宽度为线的宽度为W，微带之间的间隔为，微带之间的间隔为S，偶模特征阻抗为，偶模特征阻抗为Ze ，奇，奇模特征阻抗为模特征阻抗为Zo 。运用单个单元电路不能获得良好的频率特性，。运用单个单元电路不能获得良好的频率特性，可以采用如下

8、图的对称级联的方法获得良好的频率特性。可以采用如下图的对称级联的方法获得良好的频率特性。Company LogoCompany Logo微带滤波器设计的根本原理微带滤波器设计的根本原理级联微带带通滤波电路的主要设计步骤如下：级联微带带通滤波电路的主要设计步骤如下：确定滤波器的参数：根据要求的截止频率确定滤波器的参数：根据要求的截止频率HH和和LL，确定归一，确定归一化带宽化带宽BWBW。选择归一化低通滤波电路的原型，得到归一化频。选择归一化低通滤波电路的原型，得到归一化频率率，设计参数，设计参数g1,g2.gN,gN+1g1,g2.gN,gN+1。确定带通滤波器电路中的设计参数耦合传输线的奇模

9、和偶模的确定带通滤波器电路中的设计参数耦合传输线的奇模和偶模的特征阻抗：特征阻抗： 根据微带线的偶模和奇模阻抗，按照给定的微带线路板的参数，根据微带线的偶模和奇模阻抗，按照给定的微带线路板的参数，运用运用ADSADS中的微带线计算器中的微带线计算器LineCalcLineCalc计算得到微带线的几何尺计算得到微带线的几何尺寸寸W W、S S、L L。衔接好电路，将计算出的衔接好电路，将计算出的W W、S S、L L输入，扫描参数为输入，扫描参数为S11S11、S12S12，进展仿真。进展仿真。 普通来说，实际值的仿真结果和实践结果都有很大出入，需求普通来说，实际值的仿真结果和实践结果都有很大出

10、入，需求进展优化，可以采用进展优化，可以采用OptimOptim工具进展优化。工具进展优化。察看最终的优化结果，直到到达设计要求。察看最终的优化结果，直到到达设计要求。Company LogoCompany Logo实验实际计算实验实际计算 利用利用ADS自带的微带线计算工具自带的微带线计算工具LineCalc计算得到计算得到微带线的几何尺寸微带线的几何尺寸W、S、L。Company LogoCompany Logo实验步骤实验步骤1、启动、启动ADS，新建一个，新建一个Project，长度单位用默许的，长度单位用默许的mm。Company LogoCompany Logo实验步骤实验步骤2、

11、在翻开的原理图中按照计算出来的参数衔接电路、在翻开的原理图中按照计算出来的参数衔接电路3、采用、采用Optim进展优化，优化各耦合微带线的参数。进展优化，优化各耦合微带线的参数。Company LogoCompany LogoADS运用小结以上引见了运用以上引见了运用ADS进展微带电路设计的一些根本方进展微带电路设计的一些根本方法，在实践运用软件时还会遇到各种详细的问题，多法，在实践运用软件时还会遇到各种详细的问题，多看看Help是最好的处理方法。是最好的处理方法。在优化仿真过程中，要明确物理概念，防止无意义的在优化仿真过程中，要明确物理概念，防止无意义的任务。任务。ADS软件的功能非常强大，运用很广，这里我们只引软件的功能非常强大，运用很广，这里我们只引见了其中很少的一部分，假设对其他功能感兴趣的话，见了其中很少的一部分，假设对其他功能感兴趣的话，可以看看它的可以看看它的Example Prpject，这样会对它的运，这样会对它的运用有更全面的了解。用有更全面的了解。Co