在射频通信系统中，无论是发射机还是接收机，都需要选择特定频率的信号进行处理，滤除其他频率的干扰信号，这就需要使用滤波威廉希尔官方网站
来分离有用信号和干扰信号。因此，高性能的滤波器对设计一个好的射频通信系统具有重要意义。微带威廉希尔官方网站
由于体积小、重量轻、频带宽、易于与射频威廉希尔官方网站
匹配等优点，近年来在滤波威廉希尔官方网站
中得到了广泛的应用。
本文借助ADS2005a（Advanced Design System）仿真软件，设计出了一种边缘耦合的平行耦合线带通滤波器。
基本原理
边缘耦合的平行耦合线由两条相互平行且靠近的微带线构成。根据传输线理论，每条单独的微带线都等价为小段串联电感和小段并联电容，平行耦合线还需要考虑耦合电容和电感。
每条微带线的特征阻抗为z0，相互耦合的部分长度为L，微带线的宽度为W，微带之间的距离为S，偶模特征阻抗为ZE，奇模特征阻抗为ZO。使用单个单元威廉希尔官方网站
不能获得良好的频率特性，可以采用如图1所示的对称级联的方法获得良好的频率特性。
级联微带带通滤波威廉希尔官方网站
的主要设计步骤如下：
1．确定滤波器的参数：根据要求的截止频率ωH和ωL，确定归一化选择归一化低通滤波威廉希尔官方网站
的原型，得到归一化
设计参数g1，g2，＾gN，gN+1。
2．使用g1，g2＾gN，gN+1和BW可以确定带通滤波器威廉希尔官方网站
中的设计参数耦合传输线的奇模和偶模的特征阻抗：
3．根据微带线的偶模和奇模阻抗，按照给定的微带线路板的参数，使用ADS中的微带线计算器LineCalc计算得到微带线的几何尺寸W、S、L。
4．连接好威廉希尔官方网站
，将计算出的W、S、L输入，扫描参数为S1.1、S1.2，进行仿真。
5．一般来说，理论值的仿真结果和实际结果都有很大出入，需要进行优化。可以使用Tune工具进行优化，或者采用Optim工具。
6．观察最终的优化结果，直到达到设计要求。
设计过程
设计要求
中心频率为5GHz，带宽为8％，通带内的纹波为3 d B，要求在5．3GHz处具有不小于30dB的衰减。
微带威廉希尔官方网站
板参数如下：厚度1．27mm，介质相对介电常数为Er=9．8，相对磁导率为Mur=1，金属电导率Cond=（S／m），金属层厚度T=0．03mm，损耗正切角TanD=0，表面粗糙度Rough=0mm。
计算参数
1、5.3GHz的归一化频率为Ω=1．476。根据要求选择滤波器原型为3dB等纹波切比雪夫低通滤波威廉希尔官方网站
，在Ω=1．476处，具有大于30dB的衰减，查表可知至少需要选择5阶滤波威廉希尔官方网站
，本文即选择5阶滤波威廉希尔官方网站
。对应的归一化参数为：g0=1．0，g1=g5=3．4817，g2=g4=0．7618，g3=4．538，g6=1．0
2．通过计算可得奇模和偶模阻抗，如表1所示（单位Ω）。
3．根据微带威廉希尔官方网站
板参数，使用ADS中的微带线计算器计算得到两端50Ω的微带线参数W=1．224760mm，任意选取L为2．5mm。
4．按照图1连接好威廉希尔官方网站
，将威廉希尔官方网站
图中微带威廉希尔官方网站
板及各耦合微带线的参数设置好，仿真的频率扫描范围设置为4GHz～6GHz，扫描步长为10MHz，结果如图2所示。
从图2中看出，中心频率点为4．7GHz，带宽4．4GHz～4．9GHz，为10．6％。这显然不符合设计要求，主要是中心频率点偏移太大（中心频率点为5GHz，带宽为8％），并且通带内的反射系数较大（5dB）。这些参数与设计目标差距很大，因此需要对其进行优化。
5、采用Optim进行优化，可得到优化后各耦合微带线的参数。
频率扫描范围设置为4．6GHz～5．4GHz，扫描步长为10MHz，结果如图3所示（选用Maker读出图中各点的参数）。
6．由图3可以看出，经过优化后的滤波器中心频率为5．0GHz，带宽为4．8GHz～5．2GHz，为8％，通带内的反射系数小于20dB，5．3GHz处的衰减达到31．8dB，完全达到了设计要求。
结语
本文从边缘耦合的平行耦合线滤波器的基本原理出发，完整地阐述了一种采用ADS2005a仿真设计微带带通滤波器的方法，并通过仿真设计了一个微带带通滤波器，从仿真结果来看，这种方法是可行的。
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2．使用g1，g2＾gN，gN+1和BW可以确定带通滤波器威廉希尔官方网站
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3．根据微带线的偶模和奇模阻抗，按照给定的微带线路板的参数，使用ADS中的微带线计算器LineCalc计算得到微带线的几何尺寸W、S、L。
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5．一般来说，理论值的仿真结果和实际结果都有很大出入，需要进行优化。可以使用Tune工具进行优化，或者采用Optim工具。
6．观察最终的优化结果，直到达到设计要求。
设计过程
设计要求
中心频率为5GHz，带宽为8％，通带内的纹波为3 d B，要求在5．3GHz处具有不小于30dB的衰减。
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计算参数
1、5.3GHz的归一化频率为Ω=1．476。根据要求选择滤波器原型为3dB等纹波切比雪夫低通滤波威廉希尔官方网站
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2．通过计算可得奇模和偶模阻抗，如表1所示（单位Ω）。
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从图2中看出，中心频率点为4．7GHz，带宽4．4GHz～4．9GHz，为10．6％。这显然不符合设计要求，主要是中心频率点偏移太大（中心频率点为5GHz，带宽为8％），并且通带内的反射系数较大（5dB）。这些参数与设计目标差距很大，因此需要对其进行优化。
5、采用Optim进行优化，可得到优化后各耦合微带线的参数。
频率扫描范围设置为4．6GHz～5．4GHz，扫描步长为10MHz，结果如图3所示（选用Maker读出图中各点的参数）。
6．由图3可以看出，经过优化后的滤波器中心频率为5．0GHz，带宽为4．8GHz～5．2GHz，为8％，通带内的反射系数小于20dB，5．3GHz处的衰减达到31．8dB，完全达到了设计要求。
结语
本文从边缘耦合的平行耦合线滤波器的基本原理出发，完整地阐述了一种采用ADS2005a仿真设计微带带通滤波器的方法，并通过仿真设计了一个微带带通滤波器，从仿真结果来看，这种方法是可行的。
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