微波技术及应用实践
课程设计题目 学院 通信工程 专业 微波技术及应用实践 通信工程 年级 2013级 设计要求： 1、微带低通滤波器 2、微带功分器 通带频率：2.2GHz 工作中心频率：2.2GHz 止带频率：4.3GHz P2:P3?1:1 通带波纹：0.5dB 输入输出阻抗：50Ω 衰减>40 dB 3、微带带通滤波器 4、射频放大器 带内波纹：0.1dB 工作频率：2.7GHz 中心频率：3GHz 增益：>15dB 下边频：2.5GHz 带宽：>150MHz 上边频：3.5GHz 噪声系数：<3dB 在4.5GHz频率点衰减>30dB 学生应完成的工作： 分别完成微带低通滤波器、功率分配器、带通滤波器和放大器的一系列工作 1）电路原理图设计； 2）进行相应的仿真和调试； 3）进行相应的Layout图的设计； 4）进行电磁能量图仿真 参考资料： 《微波技术基础》廖承恩编著西安电子科技大学出版社 《微波技术及光纤通信实验》韩庆文主编重庆大学出版社 《射频电路设计——理论与应用》Reinhold Ludwig Pavel Bretchko编著电子工业出版社 课程设计工作计划： 设计分两周进行： 第一周完成切比雪夫低通滤波器和威尔金森功分器的设计 第二周完成微带滤波器和放大器的设计 任务下达日期年月日完成日期年月日 指导教师（签名）学生（签名）
- 1 -
微波技术及应用实践
摘要
本次主要涉及了低通滤波器，功分器，放大器和带通滤波器，用到了AWR，MATHCAD和ADS软件。
低通滤波器：根据设计的要求利用MATHCAD得到阶数N=5，并得到原型中的元件值g和串L并C型的电容电感值。然后用ADS软件进行理论电路原理图的仿真与分析，然后用Kuroda规则进行微带线串并联互换，反归一化得出各段微带线的特性阻抗，之后在ADS软件中用LineCalc算出各条微带线的长宽，进而画出微带线电路图并进行仿真分析以及EM板仿真与验证。
功分器：根据威尔金森功率分配器的结构原理以及所要求的功率分配比，计算出各部分的阻抗值，染个设置合理的微带线基板参数再利用ADS软件中用LineCalc就可以求出各微带线的实际长宽值。之后利用ADS进行微带线电路图的仿真分析并结合EM版图分析验证功率分配情况，经验证设计是满足设计要求的。
放大器：一是根据要求，选择合适的管子，需在选定的频率点满足增益，噪声放大系数等要求。二是设计匹配网络，采用了单项化射界和双边放大器设计两种方法。具体是用ADS中的Smith圆图工具SmitChaitUtility来辅助设计，得到了微带显得电长度，再选定基板，用ADS中的LineCalc计算微带线的长和宽。最后在ADS中画出原理图并进行仿真，主要是对S参数的仿真。为了达到所要求的增益，采用两级放大。
带通滤波器：首先根据要求选定低通原型，算出耦合传输线的奇模，偶模阻抗，再选定合适的基板参数，用ADS的LineCalc计算耦合微带线的长和宽，最后画出微带线原理图并进行仿真分析与验证。
关键词：低通原型，Kuroda规则，功率分配比，匹配网络，微带线
- 1 -
微波技术及应用实践
课程设计正文
1. 切比雪夫低通滤波器的设计
1.1 设计要求： 五阶微带低通滤波器： 截止频率2.2GHZ 止带频率：4.3GHZ 通带波纹：0.5dB 止带衰减大于40dB 输入输出阻抗：50欧
1.2 设计原理：
切比雪夫低通滤波器具有陡峭的通带——阻带过渡特性，且陡峭程度与带内波纹有关。一般来说波纹越大，通带——阻带过渡越陡峭。在通带外，切比雪夫低通滤波器衰减特性较其他低通滤波器提高很多倍。切比雪夫低通滤波器在过渡带比巴特沃斯滤波器的衰减快，但频率响应的幅频特性不如后者平坦。切比雪夫滤波器和理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小，但是在通频带内存在幅度波动。为了将低通原型的截止频率从1变换到wC，需要乘以因子1/wC来确定滤波器的频率，这是通过w/wC来代替w的。
? =??C?? =
? ?C对于低通原型中的串联电感jXL，并联电容jXc变换为低通滤波器中的感抗，容抗，
- 2 -