微波低通滤波器.doc

微波低通滤波器 设计要求 设计一个切比雪夫低通滤波器，技术指标为：截止频率fc=2.2GHz,在通带内最大波纹LAr=0.2dB，S11小于-16dB；在阻带频率fs=4GHz处，阻带衰减LAs不小于30dB。输入、输出端特性阻抗Z0=50Ω。 方法：用微带线实现，基片厚度H=800um，T=10um，相对介电常数εr=9.0；高阻抗线特性阻抗Z0h=106Ω，低阻抗线Z0l=10Ω。 测量参数：计算滤波器的结构尺寸，测量滤波器性能，进行适当调节、优化，使之达到设计指标要求。 二、实验仪器 硬件：PC机 软件：Microwave Office软件 设计步骤 原型滤波器设计 在工程浏览页展开Wizards节点，运行iFilter Filter Wizard（智能滤波器向导）模块，设置完各项后，工程自动生成名为iFilter的原理图，以及测量图、默认优化目标。 微波器物理尺寸计算 微带线结构： 高阻抗线 先计算高阻抗线的宽度。 再计算高阻抗线的长度： =5644.59um 低阻抗线 先计算低阻抗线的宽???。 再计算低阻抗线的长度： 完成电路，测量各特性指标 在已有的工程中创建一个新原理图，用于绘制实际物理结构的微波低通滤波器。 创建的电路图和测量图如下： 原型滤波器的电路图： 原型滤波器的测量图： 微带结构滤波器电路图： 微带结构滤波器测量图： 实验数据记录 表一 原型滤波器参数元件IDC1（pF）C2（pF）C3（pF）L1（nH）L2（nH）元件变量CaCbCaL0L0优化值1.9093.2731.9094.6254.625 表二 微带线结构参数W（um）εrelL1、lL2(um)lC1、lC3(um)lC2(um)高阻抗线92.47275.377625644.5857低阻抗线8430.137.831162046.5113508.764 软件仿真的所有结果： 滤波器二维布线图： 滤波器三维布线图： 微带线电路优化后的尺寸： L1=1967um L2=5611um L3=3305um L4=5599um L5=2036um 结果分析 仿真结果为：L1=1967um、L2=5611um、L3=3305um、 L4=5599um、L5=2036um 。而经过计算滤波器的实际尺寸为：L1=L5=2065um、L3=3333um、L2=L4=5890um。对比可见，仿真结果与实际尺寸相差不大，据此可认为此设计符合要求，优化结果基本理想。 实验总结 通过这几次微波虚拟实验，我学习了传输线理论和AWR两个软件的使用，将课本知识学以致用。传输线理论这个软件主要是帮助我们理解传输线的各种波形，方便我们计算数据。AWR这个软件帮助我们创建虚拟图形，进行理论分析，加深理解。经过这几次的上机，我掌握了这两个软件的基本操作和应用。做的实验内容为：整流器非线性分析、螺旋电感的电磁分析、集总元件滤波器、功率分配器、阻抗变换器、阻抗调配器和微波低通滤波器。这些实验使得我对相关理论知识有了进一步的理解和掌握，提高了分析问题和解决问题的能力。 对本课程的建议：建议本课程能在相关学科开设时再开设更深入的课程以便加深同学们的理解。