射频带阻滤波器的设计与仿真

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1、射频带阻滤波器的设计与仿真本文介绍了微带线式的带阻滤波器设计仿真的实现，使用ADS进行仿真设计，以及通过candence进行版图的设计并进行了仿真。一微带线带阻滤波器的指标要求如下：屮心频率为5.8GHZ；带宽为0.2GHZ：增益大于等于2dB；噪声系数小于等于3dB；输入输出阻抗50*5%欧母；绝对稳定；本文实现的总体结构如图1.1输入匹配滤波器尺电路［配二实现的步骤如下：1、设计仿真实现屮心频率为5.8GHZ带宽为0.2GHZ的微带线式带阻滤波器2、设计仿真实现放大器电路使其与滤波器相连接时的增益满足要求

2、3、设计匹配网络使输入输出阻抗匹配到50*5%欧姆三具体实现1、微带线滤波器的实现充分利用ADS中的向导设计集总参数滤波器,设置参数如图3.1所示。Wum»1••Z«50Obm.Fs2«586GHzF卫63GHzAp«3dB-As>20dB•SPa-jr*■m2••Num«2・•Z«50Obm.Stop-WOGbte•Stop^O1GHzResponse^peT^mallyFlatMinLorC»MinimumInductanoeRg»5DOhmRk50Ohm*MftcReel

3、用Richards变换和Kuroda等效将集总参数滤波器转换为微带滤波器。(1)Richarrd变换是将一段开路或短路传输线等效为分布的电感或电容元件的理论，即将串联电感等效为一段短路短截线。(2)Kuroda等效给出了并联短截线和一段传输线及串联短截线和一段传输线两种电路之间的转换方法，设计的3个步骤：①根据Richarrd规则将集总参数的串联电感和并联电容变化成短路短截线和开路短截线。②Kuroda等效通过加入相应的微带传输线把串联短截线变换为并联短截线③选择微带线参数(厚度，介电常数等)，根据计算的特性

4、阻抗确定各部分微带线尺寸进行电路仿真。(如图3.2,图3.3)Stop-WOGbte•Stop^O1GHzResponse^peT^mallyFlatMinLorC»MinimumInductanoeRg»5DOhmRk50Ohm*MftcReel

5、段传输线及串联短截线和一段传输线两种电路之间的转换方法，设计的3个步骤：①根据Richarrd规则将集总参数的串联电感和并联电容变化成短路短截线和开路短截线。②Kuroda等效通过加入相应的微带传输线把串联短截线变换为并联短截线③选择微带线参数(厚度，介电常数等)，根据计算的特性阻抗确定各部分微带线尺寸进行电路仿真。(如图3.2,图3.3)图3.2m2freq=5.700GHzdB(S(2,1))=-6471m3瞬躋12图3.3发现在5.7GHZ和5.9GHZ两边的增益很低相差很人，所以在带阻滤波器Z前插入一

6、个频率为15GHZ的低通滤波器后仿真如图3.4。发现仿真结果较之前的增益好很多。至此滤波器部分设计完成。m2freq=5.700GHzdB(S(2J))=-4.017*.—_:mlfreq=5.900GHzdB(S(2,1))=-12.232(=7)S)8P101574T618910freq,GHz图3.42、放大电路的设计因为要满足上述的增益和噪声的要求，所以要在滤波器后面加一个低噪声的放大电路。本设计利用ATF36163芯片进行低噪声放大电路的设计。ATF36163是一款低噪声高增益可用于1GHZ到18G

7、HZ范围内的系统，通过研读它的Datasheet发现适合上文所设计的滤波器的指标耍求的静态工作点为Vds=2VJd=15mA.忽略大于10GHZ的增益大体上能满足要求。iin■10uH210FREOUCNCY(GHi)♦6/10-+T・UCommonSource.Zo■50Q■2.0V.I。■15m負(req.F*G.fVZoGHzdBd8Mag.Ang.20,818.97G832803730521727CJ44103140.561575C67S602550.6114.54CAO710.1960.6513.6

8、8C55890.1S70.7012.47C.461040.1180.7611.660371180.0990£210.94C311)60.081003810.44C211680X)7110.95988C.15-1370.09121.039.38C.18750.13131.128.90C25-41021141238.63C.36•13032151.358.59C.4870.44161.498.63038