基于ADS的平行耦合帶通濾波器的設計

　　鄭冬 王志剛 電子科技大學 自動化工程學院(四川成都 611731)

　　摘要：文中介紹了設計平行耦合帶通濾波器的方法和流程，以相對帶寬為9%的平行耦合濾波器為例闡述了具體設計過程，并對濾波器設計工程中原理圖與版圖仿真結果的差異進行分析對比，給出具體的調試解決方案。借助于射頻微波EDA工具ADS2008進行優化仿真，高效地完成了帶通濾波器的設計，達到了設計要求。

　　關鍵詞：帶通濾波器;ADS軟件;平行耦合微帶線

　　引言

　　濾波器的基礎是諧振電路，它是一個二端口網絡，對通帶內的頻率信號呈現匹配傳輸，對阻帶頻率信號失配而進行發射衰減，從而實現信號頻譜過濾功能。微波帶通濾波器在無線通信系統中起著至關重要的作用，尤其是在接收機前端。濾波器性能的優劣直接影響到整個接收機性能的好壞，它不僅起到頻帶和信道選擇的作用，而且還能濾除諧波，抑制雜散[1]。平行耦合微帶線濾波器是一種分布參數濾波器，它是由微帶線或耦合微帶線組成，其具有重量輕、結構緊湊、價格低、可靠性高、性能穩定等優點，因此在微波集成電路中，它是一種被廣為應用的帶通濾波器[2~4]。

　　在以往設計各種濾波器時，往往需要根據大量復雜的經驗公式計算及查表來確定濾波器的各級參數，這樣的方法不但復雜繁瑣，而且所設計濾波器往往性能指標難以達到要求。本文將先進的微波電路仿真軟件ADS2008與傳統的設計方法相結合設計一個平行耦合微帶線濾波器，并進行建模、仿真、優化設計。

　　平行耦合微帶線帶通濾波器

　　邊緣耦合的平行耦合線由兩條相互平行且靠近的微帶線構成，單個帶通濾波器單元如圖1(a)所示。根據傳輸線理論及帶通濾波器理論，帶通濾波元件是由串臂上的諧振器和并臂上的諧振器來完成，但是在微帶上實現相間的串聯和并聯諧振元件尤為困難，為此可采用倒置轉換器將串并聯電路轉化為諧振元件全部串聯或全部并聯在線上[2]。因此，單個耦合微帶濾波器單元能夠等效成如圖 1 (b)所示的一個導納倒置轉換器和接在兩邊傳輸線段的組合[5~8]。