切比雪夫带通滤波器..docVIP

课程设计 题 目 切比雪夫带通滤波器的设计 学生姓名 学号 所在院(系) 物理与电信工程学院 专业班级 电子1104 指导教师 聂翔 完成地点 博远楼计算机实验室 2014年1月08日 摘要 微波滤波器在卫星通信、雷达技术、电子对抗及微波测量仪器中都有广泛的应用。无论是发射机还是接收机，都需要选择特定频率的信号进行处理，滤除其他频率的干扰信号，这就需要使用滤波电路来分离有用信号和干扰信号。切比雪夫滤波器在过渡带比巴特沃斯滤波器的衰减快，但频率响应的幅频特性不如后者平坦，切比雪夫滤波器和理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小。本文借助ADS2008仿真软件，设计出一种切比雪夫带通滤波器，简化了设计步骤，节省了设计时间。 关键字：ADS软件 带通滤波器 切比雪夫 目录 1设计方法与参数 3 1.1将带通原型参数变换为低通原型参数； 3 1.2参数计算 3 2软件仿真 4 2.1创建项目 4 2.2利用ADS的计算工具tools完成对微带滤波器的计算 5 2.3设计原理图 5 2.4原理图仿真 6 2.5原理图优化 8 2.6版图生成与仿真 12 3设计心得： 13 参考文献 14 1设计方法与参数 设计带通滤波器的方法有很多种，但最为产检的是低通原型滤波器综合法和数值法，这两种方法与设计师多种可能解决方案之间的抉择紧密关联。相对与巴特沃兹滤波器，切比雪夫滤波器具有的较窄的过渡带，但这是以牺牲滤波器通带和阻带的波纹性换来的。主要的技术指标： （1）中心频率:2.5GHz;（中心频率，、分别为带通滤波器的上、下边界频率。） （2）输入输出阻抗：50； （3）带内波动: 3dB;（通带内插入损耗随频率的变化量） （4）相对带宽：20%;（信号带宽与中心频率之比） （5）阶数：3阶 1.1将带通原型参数变换为低通原型参数； 由低通原型滤波器变换为带通滤波器的公式为：； 其中为带通滤波器中心频率，、分别为带通滤波器的上、下边界频率。BW为滤波器的带宽BW=-。 依据切比雪夫低通滤波器原型的归一化元件值可得：3阶带通滤波器元件值依次为：g0=1.0、g1=1.5963、g2=1.0967、g3=1.5963、g4=1.0。 1.2参数计算 使用归一化设计参数g1-g4和归一化带宽BW可以得到通带滤波器的设计参数 由上式的通带电路设计参数可以得到奇模和偶模特征阻抗，其值为： 式中为特征阻抗，取值为50， 将g0=1.0、g1=1.5963、g2=1.0967、g3=1.5963、g4=1.0带入上述式中依次得到： =0.0140、=0.0119、=0.0119、=0.0140 解出特征阻抗为： 奇模：=39.50、=37.95、=37.95、=39.50 偶模：=109.50、=97.45、=97.45、=109.50 2软件仿真 2.1创建项目 启动ADS软件，弹出主视窗。选择主视窗中的【file】菜单-【new project】，弹出【new project】对话框，在【new project】对话框输入项目名称和这个项目默认的长度单位。 2.2利用ADS的计算工具tools完成对微带滤波器的计算 ADS软件中的工具tools，可以对不同类型的传输线进行计算，使用者可以利用计算工具提供的图形化界面进行设计。对于平行耦合微带线来说，可以进行物理尺寸和电参数之间的数值计算，若给定平行耦合微带线奇模和偶模的特性阻抗，可以计算平行耦合微带线导体带的角度和间隔距离。下面利用ADS软件提供的计算工具，完成对平行耦合微带线的计算。在原理图上，选择【tools】菜单-【LineCalc】-【Start LineCalc】命令，弹出【LineCalc】计算窗口。如图示。 设置所需参数。在【LineCalc】计算窗口选择如下： Er=2.7，表示微带线基板的相对介电常数为2.7。 Mur=1，表示微带线的相对磁导率为1。 H=1mm，表示微带线基板的厚度为1mm。 Hu=1.0e+033，表示微带线的封装高度为1.0e+033。 T=0.05mm，表示微带线的导体厚度为0.05mm。 Cond=5.8E+7，表示微带线导体的电导率为5.8E+7。 TanD=0.0003，表示微带线的损耗角正切为0.