微波滤波器和无源电路讲座讲稿.pptx

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1、微波滤波器和无源电路讲座第一页，讲稿共三十四页哦椭圆函数低通滤波器设计第二页，讲稿共三十四页哦椭圆函数低通滤波器设计n设计要求技术指标q通带最大反射系数:0.2（相当于通带等波纹为0.18dB）；q通带变频频率：q阻带变频频率：q端接条件：50欧姆带状线；q最小阻带衰减：38.1dB12cffGHz11.194sff第三页，讲稿共三十四页哦椭圆函数低通原型滤波器n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。第四页，讲稿共三十四页哦确定滤波器级数n椭圆函数滤波器的阻带最小衰减近似表示为：n式中：n 是椭

2、圆函数的模数。n使用6级可以达到阻带n最小衰减38.1dB要求。1010 log10 101log 101.2LarAsLnqdB 42462121515016444q1;sssc 43.1dB陡峭度椭圆函数模数第五页，讲稿共三十四页哦椭圆函数低通原型滤波器的基本结构n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。第六页，讲稿共三十四页哦ADS的设计过程n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 loa

3、d 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.第七页，讲稿共三十四页哦设置设计参数n双击超级元件，输入设计要求第八页，讲稿共三十四页哦设计滤波器第九页，讲稿共三十四页哦仿真结果第十页，讲稿共三十四页哦设计结果第十一页，讲稿共三十四页哦Ansoft Designer的设计过程ssc 第十二页，讲稿共三十四页哦传统设计方法第十三页，讲稿共三十四页哦选择低通原型滤波器结构第十四页，讲稿共三十四页

4、哦计算各元件实际值n根据原型值计算各元件实际值。01122344561;1;0.8214;0.3892;1.084;1.188;0.7413;0.9077;1.117;1.136;ZLLCLLCLC 0000ccccZLLZZCCZ 0111111212131414151650;2;241.1;19.96;0.0217;59.4;37.1;0.0182;55.9;0.0227;ZffGHzLLCLLCLC原型值计算公式实际值第十五页，讲稿共三十四页哦选定各线段的阻抗并确定其宽度n采用带状线。6.35;2.7;0.034;rBmmTmm传输线阻抗Z0波导波长g线宽（W）构建元件Z3=3091.2

5、24mm9.16193mmC2，C4，C6Z0=5091.224mm4.37757mmInput/OutputZ2=9091.224mm1.30805mmL2，L4Z1=11891.224mm0.568985mmL1，L3，L5第十六页，讲稿共三十四页哦确定各线段长度n将电路板版图相关部分与等效电路关联。并由关联关系得，n其中，和 是电感线未修正前的长度。1 11111 21221 3131;lLZ SinvlLZ SinvlLZ Sinv12,ll3l235.162.46957.6642lmmlmmlmm 第十七页，讲稿共三十四页哦确定各线段长度（续1）n在形等效电路中，这三根电感线的并联容

6、抗是：n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n这个电容是并联在电路中。并联以后的导纳应当等于L2-C2并联支路的导纳，即11111121213113110.0015049210.000720212210.002235242lCvZlCvZlCvZ11111230.00446035LCCCC212CLBCB包含CL的L2-C2支路导纳不包含CL的L2-C2支路导纳，即带状线需要提供的导纳。第十八页，讲稿共三十四页哦确定各线段长度（续2）n如果令，n由公式：n得，n分离后得n最后计算出2221L C212CLBCB2212112211211CLCCCCL2221212212

7、111BCCL212121CCCBCL21121212211212211CLCCCCCLC修正后的容纳修正后的感抗121222.30.0189CCLC第十九页，讲稿共三十四页哦确定各线段长度（续3）n应用此修正电抗值，再由下式计算出L2对应线段修正以后的长度。n为了求得C2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。n边缘电容的影响可以从C2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1 2121ClLZ Sinv23.6576lmm12CC2l12C2Cl21213217.8486CCvl

8、CCZm ml11330.45frClWYv 第二十页，讲稿共三十四页哦确定各线段长度（续4）n其中，n故得，n由此得出C2线段所需的实际长度。n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。0.45fC330.451.1049frCW vlmmY2225.6388CClllmm23.6576lmm第二十一页，讲稿共三十四页哦仿真软件优化设计方法第二十二页，讲稿共三十四页哦电路图和拓扑结构第二十三页，讲稿共三十四页哦选定各线段的阻抗并确定其宽度n采用带状线。6.35;2.7;0.034;rBmmTmmZ0Z0Z1Z

9、0Z1Z3Z2Z3Z2Z1传输线阻抗线宽（W）Z3=309.16mmZ0=504.38mmZ2=901.31mmZ1=1180.57mm第二十四页，讲稿共三十四页哦计算线长初值0111111212131414151650;2;241.1687;19.5457;0.0216519;59.3547;37.2367;0.0181144;55.8324;0.0227765;ZffGHzLLCLLCLC1 11111 21221 31311 41421 5151tan;tan;tan;tan;tan;lLZvlLZvlLZvlLZvlLZv111131212313130tan;tan;2tan;CCCl

10、CYvlCYvlCYv123451234.88;3.11;6.77;5.70;6.42;8.37;7.23;6.18;ccclmmlmmlmmlmmlmmlmmlmmlmm第二十五页，讲稿共三十四页哦建立电路模型第二十六页，讲稿共三十四页哦电路模型仿真结果第二十七页，讲稿共三十四页哦优化结果123451234.88;3.11;6.77;5.70;6.42;8.37;7.23;6.18;ccclmmlmmlmmlmmlmmlmmlmmlmm123451234.42;2.20;7.35;6.02;7.99;8.06;5.66;5.57;ccclmmlmmlmmlmmlmmlmmlmmlmm优化前优

11、化后第二十八页，讲稿共三十四页哦HFSS的仿真结果0.501.001.502.002.503.003.504.004.50Freq GHz-87.50-75.00-62.50-50.00-37.50-25.00-12.500.00Y1Ansoft LLCHFSSDesign1XY Plot 1Curve InfodB(S(1,1)Setup1:Sweep1dB(S(2,1)Setup1:Sweep1第二十九页，讲稿共三十四页哦用Designer设计第三十页，讲稿共三十四页哦设计基本结构和初始几何尺寸12345671236.08353;1.29788;8.15483;6.17913;7.25503;4.59541;4.49281;8.3695;7.23225;6.17808;ccclmmlmmlmmlmmlmmlmmlmmlmmlmmlmm传输线阻抗线宽（W）Z3=309.16mmZ0=504.38mmZ2=901.31mmZ1=1180.57mm第三十一页，讲稿共三十四页哦AWR优化用电路图第三十二页，讲稿共三十四页哦优化结果第三十三页，讲稿共三十四页哦优化后版图第三十四页，讲稿共三十四页哦