基于ADS的Ku波段微带滤波器的设计

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基于ADS的Ku波段微带滤波器的设计

作者：张超 戴永胜

来源：《电子技术与软件工程》2015年第18期

基于平行耦合微带线理论，设计了一款Ku波段微带带通滤波器。该滤波器通带为15.9～16.1GHz，带内波纹为0.5dB，带内插损小于1dB。使用ADS2008微波仿真软件对其进行了仿真与优化，优化完毕制成版图并加工PCB，再使用安捷伦矢量网络分析仪对实物进行测试。最终得到的结果很好的满足了设计指标要求。

【关键词】微带滤波器 Ku波段 平行耦合 ADS仿真

滤波器是一个二端口网络，广泛用于现代微波通信系统的各个方面，对通信质量起着至关重要的作用。尤其是在混频单元中，滤波器承担着选择有用信号、滤除谐波分量、交调分量、杂散信号的作用，并直接决定了混频输出信号的频谱纯度。而 Ku 频段作为高频段的一个重要波段，由于其传输容量大、受外界影响小等特点，常常被用作地面通信站的通信。因此，Ku 波段滤波器的研制对国内外Ku波段通信的发展有着十分重要的作用。本文介绍了一款Ku波段平行耦合微带滤波器，它具有尺寸小、重量轻、带外抑制好、成本低等优点。 1 平行耦合微带滤波器的分析与设计 1.1 平行耦合微带滤波器原理分析

平行耦合微带线是由介质厚度为h，介电常数为的介质层以及附着在介质层上的两条相距为s的平行微带线构成，微带线线宽为W，厚度相对h于可忽略不计。当两条微带线紧靠时，由于线间电磁场的相互作用，在两条微带线之间会有功率耦合。若微带线的长度等于传输信号的1/4波长，此时的耦合微带线就具有一定的带通幅频特性，称为平行耦合微带传输线。 平行耦合微带滤波器是由n+1段耦合微带传输线组成，而每一段传输线又可等效为一种复杂的谐振电路结构，具有奇模和偶模的电路特性。故采用奇偶模分析方法来对传输线进行分析，与分别为耦合线的奇模特性阻抗与偶模特性阻抗，则可由公式（1.1）来确定： （1.1） 式中，，

表示耦合段单元（从0到n）

BW为归一化带宽，可由带通滤波器的上下边频和以及中心频率来确定： （1.2）