基于微波電路仿真軟件的平行耦合微帶線(xiàn)濾波器

　　(4)原理圖的仿真優(yōu)化。將上述結(jié)構(gòu)尺寸輸入ADS中，并設(shè)置介質(zhì)參數(shù)和掃頻參數(shù)，進(jìn)行原理圖仿真，其仿真結(jié)果如圖4所示，可見(jiàn)中心頻率出現(xiàn)了明顯的偏移現(xiàn)象。這是由于在設(shè)計(jì)平行耦合微帶帶通濾波器時(shí)沒(méi)有考慮邊緣場(chǎng)效應(yīng)的影響，為此需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)及優(yōu)化控制器參數(shù)。

　　事實(shí)上實(shí)際值比設(shè)計(jì)值偏低的主要原因是耦合單元微帶線(xiàn)開(kāi)路端邊緣效應(yīng)的影響。對(duì)于開(kāi)路端微帶線(xiàn) , 通常將其邊緣效應(yīng)等效為一個(gè)電容件，而這個(gè)等效電容又可以為一段附加的一定長(zhǎng)度的傳輸線(xiàn)所代替。解決此問(wèn)題可以利用ADS的優(yōu)化功能，優(yōu)化后的仿真結(jié)果如圖5所示，優(yōu)化原理圖如圖6所示。

　　(5)微帶濾波器的實(shí)際電路是由電路板和微帶線(xiàn)構(gòu)成行計(jì)算得出的, 實(shí)際電路的性能可能會(huì)與原理仿真圖的結(jié)果有很大的差別。版圖的仿真是采用矩量法直接對(duì)電磁場(chǎng)進(jìn)行仿真，其結(jié)果比在原理圖中仿真更加準(zhǔn)確。因此，可以將原理圖生成版圖進(jìn)行矩量法(Momentm)仿真。矩量法仿真結(jié)果如圖7所示。

　　仿真得到的曲線(xiàn)不能滿(mǎn)足指標(biāo)要求，那么要重新回到原理圖窗口進(jìn)行優(yōu)化仿真，產(chǎn)生這種情況的原因是相鄰耦合線(xiàn)節(jié)間的線(xiàn)寬相差過(guò)大或者其他參數(shù)取值不適合，這些可以改變優(yōu)化變量的初值，也可以根據(jù)曲線(xiàn)與指標(biāo)的差別情況適當(dāng)調(diào)整優(yōu)化目標(biāo)側(cè)參數(shù)，重新進(jìn)行優(yōu)化。

　　(6)平行耦合帶通濾波器調(diào)試與制作

　　將設(shè)計(jì)的平行耦合帶通濾波器制成印刷電路板，然后用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試微帶濾波器實(shí)際電路。調(diào)試系統(tǒng)方框圖如圖8所示。

　　需要調(diào)試的參數(shù)主要有以下幾個(gè)：輸入輸出端口的反射參數(shù)S11，S22;通帶內(nèi)衰減和阻帶內(nèi)衰減S21。S12;群延時(shí)[9~10]。通過(guò)對(duì)以上參數(shù)的測(cè)量就可以得到微帶濾波器的各項(xiàng)參數(shù)。測(cè)量完成后，觀察網(wǎng)絡(luò)分析儀的測(cè)量結(jié)果是否達(dá)到指標(biāo)要求，并把結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果相比較。如果測(cè)試結(jié)果與設(shè)計(jì)要求相差過(guò)多，則需要對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整，直至重新進(jìn)行設(shè)計(jì)、制板。

　　結(jié)語(yǔ)

　　本文以平行耦合微帶線(xiàn)帶通濾波器原理為基礎(chǔ)，將傳統(tǒng)的濾波器設(shè)計(jì)方法與利用微波電路仿真工具設(shè)計(jì)濾波器的方法相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一個(gè)相對(duì)帶寬為9% 的平行耦合帶通濾波器，并給出仿真結(jié)果，同時(shí)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。仿真結(jié)果表明利用這種方法設(shè)計(jì)的平行耦合帶通濾波器達(dá)到了要求的指標(biāo)，同時(shí)使得設(shè)計(jì)工作量大大減少，精度及效率提高。