微波滤波器和无源电路讲座(14-b)教案资料.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,微波低通滤波器设计,椭圆函数低通滤波器设计,椭圆函数低通滤波器设计,设计要求技术指标,通带最大反射系数,:0.2,（相当于通带等波纹为,0.18dB,）；,通带变频频率：,阻带变频频率：,端接条件：,50,欧姆带状线；,最小阻带衰减：,38.1dB,椭圆函数低通原型滤波器,椭圆函数低通原型滤波器的通带和阻带都具有都具有等波纹特性。由于它的参数须用椭圆函数计算，个被称作椭圆函数滤波器或考尔（,Cauer,）滤波器。,确定滤波器级数,椭圆函数滤波器的阻带最小衰减近似表示为：,式中：,是椭圆函数的模数。,使用,6级可以达到阻带,最小衰减,38.1dB,要求。,43.1dB,陡峭度,椭圆函数模数,椭圆函数低通原型滤波器的基本结构,椭圆函数低通原型滤波器有很多文章介绍。综合出的电路结构也不完全相同。元器件值有表可查。,ADS,的设计过程,放入超级元件,Filter DG,。,双端口滤波器,This component can have any real,non-zero impedance at either the source or load terminations.,单端口滤波器,This component has a real,non-zero source termination and either an open or short at the load termination.,设置设计参数,双击超级元件，输入设计要求,设计滤波器,仿真结果,设计结果,Ansoft Designer,的设计过程,传统设计方法,选择低通原型滤波器结构,计算各元件实际值,根据原型值计算各元件实际值。,原型值,计算公式,实际值,选定各线段的阻抗并确定其宽度,采用带状线。,传输线阻抗,Z,0,波导波长,g,线宽（,W,）,构建元件,Z,3,=30,91.224mm,9.16193mm,C,2,，,C,4,，,C,6,Z,0,=50,91.224mm,4.37757mm,Input/Output,Z2,=90,91.224mm,1.30805mm,L,2,，,L,4,Z,1,=118,91.224mm,0.568985mm,L,1,，,L,3,，,L,5,确定各线段长度,将电路板版图相关部分与等效电路关联。并由关联关系得，,其中，和 是电感线未修正前的长度。,确定各线段长度（续,1,）,在,形等效电路中，这三根电感线的并联容抗是：,在这三段线接头处将有一个无用的总电容并联与接头处，此总容纳是,这个电容是并联在电路中。并联以后的导纳应当等于,L,2,-C,2,并联支路的导纳，即,包含,C,L,的,L,2,-C,2,支路导纳,不包含,C,L,的,L,2,-C,2,支路导纳，即带状线需要提供的导纳。,确定各线段长度（续,2,）,如果令，,由公式：,得，,分离后得,最后计算出,修正后的容纳,修正后的感抗,确定各线段长度（续,3,）,应用此修正电抗值，再由下式计算出,L,2,对应线段修正以后的长度。,为了求得,C,2,对应线段的长度，必须把修正后的容纳 减去 线段,型等效电路的并联容纳 ，先求出对应线段的原始长度 ，然后用其两端的边缘电容加以修正。,边缘电容的影响可以从,C,2,对应线段的两端减去一小段线，线长 它的等效电容等于边缘电容，即,确定各线段长度（续,4,）,其中，,故得，,由此得出,C,2,线段所需的实际长度。,其余各个分支线也可以用类似的方法确定。这里不再详细叙述。由此可见，设计过程十分繁杂。因此，我们通常会使用仿真软件优化功能设计。,仿真软件优化设计方法,电路图和拓扑结构,选定各线段的阻抗并确定其宽度,采用带状线。,Z,0,Z,0,Z,1,Z,0,Z,1,Z,3,Z,2,Z,3,Z,2,Z,1,传输线阻抗,线宽（,W,）,Z,3,=30,9.16mm,Z,0,=50,4.38mm,Z,2,=90,1.31mm,Z,1,=118,0.57mm,计算线长初值,建立电路模型,电路模型仿真结果,优化结果,优化前,优化后,HFSS,的仿真结果,用,Designer,设计,设计基本结构和初始几何尺寸,传输线阻抗,线宽（,W,）,Z,3,=30,9.16mm,Z,0,=50,4.38mm,Z,2,=90,1.31mm,Z,1,=118,0.57mm,AWR,优化用电路图,优化结果,优化后版图,HFSS,的仿真结果,小 结,设计椭圆函数低通滤波器，一般可以使用优化方法设计。利用集中元件原理图给出基本设计。然后把集中参数原理图转换成某种结构的传输线，例如：同轴线、带线、微带线等。这一过程并不像传统设计一样做修正。再在仿真软件中对这种实际结构传输线的电路原理图优化。最后用三维软件验证设计。,多数情况下这一设计方法给出的结果是可以信赖的。,