一种基于ADS的微带低通滤波器设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

微波是指频率为300mhz~300ghz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称。微波技术是近代科学研究的重大成就之一，几十年来，它已发展成为一门比较成熟的学科，在雷达、通信、导航、电子对抗等许多领域得到了广泛的应用。无线通信业务的快速发展，给人们的生活带来巨大的便利的同时，也对无线通信系统的设备及技术提出更高的要求，通信系统对频谱资源的需求也越来越大，这导致相对拥挤的微波频带的划分更加精细。研制小型化、高性能、低成本的微波电路已经成为一项极其紧迫的任务。其中，微波滤波器是微波电路中非常重要的一种器件。微波滤波器是一类无耗的二端口网络，广泛应用于微波通信、雷达、电子对抗及微波测量仪器中，在系统中用来控制信号的频率响应，使有用的信号频率分量几乎无衰减地通过录波器，而阻断无用的信号频率分量。整个微波电路系统的运行直接受到微波滤波器的影响，如何设计出一个具有高性能的滤波器，对设计微波电路系统具有很重要的意义，因此，高性能，宽阻带成为当今微波低通滤波器研究的热点。微带电路具有体积小，重量轻、频带宽等诸多优点，近年来在微波电路系统应用广泛，其中用微带做滤波器是其主要应用之一。

随着滤波器设计理论研究的不断深入、材料领域的不断进步与突破以及工作频率的不断提高，所设计的滤波器从刚开始的由集总参数元件构成逐步扩展到由分布参数元件构成。微带滤波器是微波滤波器中的一种，目前，国内外主要从新型材料的研制和优化微带滤波器结构两方面来研发微带滤波器。

材料方面，美国rogers公司生产的罗杰斯高频板是现代高频电路设计使用很广泛的板材之一，它优异的机械性能较国产微波印制电路基材拥有较大优势，它是由玻璃纤维增强的碳氢化合物/陶瓷基材（非ptee）构成，适用于工作频率在500mhz以上的电路，在宽频率范围内，其介电常数非常稳定。

2. 研究的基本内容与方案

微波滤波器的性能对微波电路的性能指标有着很大的影响，设计一个高性能的滤波器对一个好的微波电路的设计具有重大意义。本设计的主要内容是研究高性能宽阻带的微带低通滤波器的设计，利用ads仿真软件设计一款高性能的微带低通滤波器，并仿真实现。先进设计系统ads（advanceddesignsystem）由美国安捷伦（agilent）公司开发，是当前射频和微波设计的首选软件，它的功能十分强大，既能进行各个模块的设计，也能对整个系统进行设计，仿真手段十分丰富，并可对设计结果进行成品率分析和优化，本设计利用ads软件进行仿真可以提高微带滤波器设计的效率。

本设计拟设计一个5阶的切比雪夫微带低通滤波器，截止频率为3.0ghz，通带内波纹为小于1db，输入输出阻抗为50Ω。根据这一指标，在ads软件中先设计出低通原型滤波器。

在低频段，滤波器的等效电路可以用电容电感集总参数电路来等效，但是随着信号频率的升高，当频率达到或接近ghz的时候，信号的波长与滤波器的元件尺寸接近，此时不能使用集总参数模型等效，需要用分布参数的电路来代替。由传输线原理可知，终端短路和终端开路的传输线的输入阻抗具有纯电抗性，利用richard变换可以将集总参数的电容和电感变换为终端开路传输线和终端短路传输线。由于微带线是平面结构，具有串联短截线结构的滤波器不能用微带结构实现，为了使微带滤波器更加容易实现，可以利用kuroda规则将串联短截线变换为并联短截线并将短截线在物理上分开。在ads软件中，可以直接应用richard变换和kuroda规则，先把低通原型滤波器的电容和电感转换成传输线，再把串联传输线转换为并联传输线，最后将传输线转换成微带线。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论知识及软件使用。确定方案，完成开题报告。

第4－9周：原理及设计方案调研、滤波器设计。

第10－13周：仿真并优化低通滤波器性能。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]黄玉兰.基于ads的微带低通滤波器的实现[j].西安邮电学院学报.2009,14(05):9-12

[2]林思宏.一种基于ads的微带低通滤波器优化设计[d].河南师范大学2013

[3]吕绪敬.宽阻带微带低通滤波器的设计与研究[d].电子科技大学2013