基于ADS的平行耦合微带线带通滤波器设计与优化

本文主要探讨了基于ADS设计的平行耦合微带线带通滤波器的相关理论和实践。平行耦合微带线带通滤波器是一种常用的射频和微波频段滤波器，因其制作简单、成本低廉且应用广泛而受到关注。然而，在设计过程中，存在两个主要挑战：一是通带内的电压驻波比（VSWR）在截止频率附近会出现较大波动；二是实际制作的滤波器带宽往往偏离设计预期。 论文首先深入分析了平行耦合微带线带通滤波器的电路结构，它由两条靠近的微带线组成，它们之间的电磁耦合导致了奇模特性阻抗Zo_o和偶模特性阻抗Zo_e的出现。当微带线长度达到中心频率对应波长的1/4时，它具有带通滤波器特性。为了获得更好的滤波性能和陡峭的通带至阻带过渡，通常会串联多个平衡耦合节，形成n+1个节的级联结构。 针对上述设计中的问题，作者提出了一种改进方法，旨在消除滤波器带宽偏离和在截止频率附近控制VSWR的波动。具体策略包括优化微带线的参数设计，如线宽、间距等，以及利用精确的数值模拟工具ADS进行设计和仿真。ADS是一个强大的电路设计软件，能够帮助工程师在设计过程中进行精确的性能预测和优化。 设计流程涉及选择合适的滤波器中心频率、确定耦合系数、计算微带线的物理尺寸，以及使用ADS进行电路模型建立和仿真。在仿真阶段，作者给出了一个具体的10GHz中心频率的滤波器设计实例，并对其进行了详细的分析，结果显示该方法有效地解决了设计难题，验证了其正确性和可行性。 这篇论文不仅介绍了平行耦合微带线带通滤波器的原理，还提供了实用的设计策略和技术支持，对于从事射频和微波滤波器设计的工程师来说，具有重要的参考价值。通过结合理论分析和实际案例，本文展示了如何运用现代设计工具如ADS来克服设计中遇到的问题，提升滤波器的性能。