低通原型滤波器设计.docx

低通原型滤波器设计-.滤波器的设计指标:1. 具有最平坦的响应2. 截止频率为2. 5GHzo3. 在为4GHz处的插入损耗必须大于20dBo4. 阻抗为500,采用6阶巴特奥兹低通原型，最高实际线阻抗为120Q ,最低实际线阻抗为20Q,采用的基 片参数为 d= 1. 58iiiiii, er=4.2, tan5=0.02,铜导体的 厚度 t=0. 035.二.设计中涉及的一些参数计算：W 4布一写十°・6根据'最平坦滤波器原型的衰减与归一化频率的关系曲线'可以看出n=6的曲线，当罗-1二0.6时，LA>20dB, Wc故最大平坦滤波器级数n=6.根据'巴特奥兹滤波器低通原型器件值'可以得到: gl=0. 5176 , g2=l. 4142 ， g3=0. 9318 ， g4=0.9318 ， g5=1.4142, g6=0.5176三. 滤波器原理图的设计:MUN ^MUN MUN MUN MUN MUN MUN MUNTL1 TL2 TL3 TL4 TL5 TL5 7L7 TL8SibstzvMSibr Sii>sfVSub1- Sibst=wMSubr SufekwMSub1- Subsfc"MSubr Subst=bMSib1- Sub 戒二'MStbr Subst=*MSibrw =3.087 mm- W=11.3mm(o} W=o.428 mm(o} W=11.3 mm{o). WM.428 mm {o)w=l-|.3mm»} WR.428 rrm (o) w =3.087 rrm*L=16 £9 mm . L=2.05 mm(o] • L=&6Smm{o} . L=7.69.mm {o} . L=9 04 mm{o}. L纭63.mm{o} . L二2.41 mm{。

} . L=16 69 mm .图（1）滤波器原理图基本结构以下是对滤波器中微带电路的电气参数和尺寸设置:1. MSub控件的参数设置MSubMSUBMSublH=1.58 mm .Er=4.2Mur=1Cond=5.88E+7Hu=1.0e+033 milT=0.035 mm7anD=0.02图(2)介质基片参数设置2.元器件参数设置Rough=0 mm图（3）微带线计算窗口参数显示窗口包括了物理尺寸参数设置（［Synthesize］按 钮）和电气尺寸参数设置（［Analyze］按钮）在电尺寸参数设置栏设置：Zo =50Ohm,表示微带线的特性阻抗500hmE_Eff=90deg,表示微带线的电长度为90deg单击［Synthesize］可以再【Physical】栏显示微带线的线宽 W=3. 087mm 和长度 L=16. 689mm同理：可以计算出各滤波器节的参数3.微带线的长L,宽W是滤波器设计和优化的主要参数，这 里还需要设置其优化的取值范围首先打开微带线参数设置栏Farseter Entry Mockl^-lStandardTime/Opt/Stat/BOE Setup...f7] Di splay pjarameter on schematicAdd Cut | P-e"Component Options...Bf Libra Microstrip Line:lNLIWN领色 (rkGHie []) TL2Select ParajuGterSubst = "MSubrW=11.3 mm opt{ 9 mm to 14 mm )L=2.05 mm opt{ 1 mm to 4 mm } Walll-l.Oe-i-SO milWall2=1.0e+30 mil7emp =Mod = KirschningW : Line widthOKApplyCancelHelp图（4）然后点击Tune/Opt/Stat/DOE Setup••-进入微带线的优化范 围设置窗口，如图（5）,然后对微带线逐一设置。

图（5）电路参数设置到此就完成了，完成后的电路图如图（6）MLIN .MLINTL1 TL2Subsr'MSubT Subst=1MSub1u. W=3.DB7fnm-• L= 16.69 n>m •7^11.3 mrrf{o} -L=2.05 mm {o}MLINtL3Subs 仁 WSubT'W=0.428 mm {o}L=6-.63 nim {o}MLIN TL4 SubsU'MSubT'0Y=11.3 mm (b} L=7-.69 mm {o}MLIN MLINTL5 TL6Subet=*MSub1* Sutfct=WSub1”WXJ.428 mm {0} W=11.3 mm {b}L二9.04 mm {o} - L=5-.63 mm {o)MLIN MLINTL7 TL8SUbsUMSUbr Subsr-MSubVW=0/428 mm {0} V/=3.087fnmL=2.41 mm {o} 1=16.68 mm • •MSub• MSUB* • •- -MSubl- - - •H=1 58. mm .Er=4 2 Mur=1Cond=5 88E47 Hu=1 0e4D33mil• T=0.035 mm • • TanD=002 . Rough=0 mm四. 仿真参数设置和原理图仿真JTTT--TartnVNum-1 Z=50 OhmSubsKMSubr SubsKMSubV SubsHMSubT Su好WSubV Sub^-WSdj1・ SubsKMSubV SubsKMSubV Sut»rT.1SubVW=3 oar mm S113mm8} V-,=O «8 mm(o} W=11 3mm{o) 〃=O 428 mm8} 4=113 mm8) V^=O 428 mm{©} W=308?mm -L-%.69 mm L-2.05 mtn 扃 L-6.63 mm {«} L-7.69 mm (o) L-9.(M mm 问• L-6.&3 mm 问 L-2.41 mm 初 L-16.6G mmTerm?Mim=2Z 二 50 5mMSlibMSUB . •M8ub1 H=1 58 mm . 次2 Muf=1CSd=5 88E" Hu=1 C^t033rn«i T=0 035 mm . TanD=0 02 .3gram •SP19 岫。

GHzStep =5 GHz 激卯=0 01 GHz图（7）完成S参数仿真设置的原理图窗口如图（7）连接好电路后就可以开始原理图仿真，仿真结果如图所示：_____ -51015202530 - - - - - ((-普)£DPfreq. GHzfreq, GHz从图中可以看出，滤波器的参数并没有达到指标要求，所以优化电路参数五. 滤波器电路参数优化l.在原理图设计窗口中选择优化面板列表，在面板列表中 选择优化控件Optim添加到原理图图(8)将优化次数Number of iterations设置为5002.在优化面板中选择优化目标控件Goal,然后设置其参数GoalN领色 (rkGHie []) OptimGoallSelect ParajuGterExpr=-dB(S(2,l))'SimlnstanceName=" SP1"Min=-LMax 二Weight = 100Ran geVa r [1] = "freq ■RangeMin[l]=OGHzRangeMax[L]=2.6GHzMeasurement. EquationsSelecti on：dB(S 豆[Z| Di splay pjarameter on schematicAdd Cut | P-e"Component Options...Expr : Go£L expressionOKApplyCancelHelpMeasurement. Equationsa Goals for 'nominal' type optimization:!GoalInstancfi N领色 (rkGHie []) OptimGoalZSelect ParajiiGterExpr=PB(§(21))・SimInstanceName = "$Pr Min =Max=-20Weight = 100Ran geA/a r[l]二・f req ■RangeMin[l]=4RangeMax[l]=5[Z| Di splay pjarameter on schematicAddCutPasteComponent Options...Expr : Go£L expressionOKApplyCancelHelp其中OptimGoall和0ptimGoal2的优化参数是S21,用来设定滤波器的带通和阻带的频率范围及衰减情况；0ptimGoal3优化的是S11,用来设定带通内的反射系数II・ Goal ..•••. • Goal - Goal.OptimGoall OptimGoal2 OptimGoal3....Exp注Expr=J,dB(S(2J))H Exp「二.Sim Instan ceNa me=,*SPr; SimlnstanceName=,;SPr, Si m In stan ce N a me=**SP 1,fMin=・1 Min= Mm =, Max= Max=-20 Max=、25 .Weight=100 Weight=100 W.eight=.100 RanqeVarfl F”fre< RangeVarM F”f「e