低通原型滤波器设计
一． 滤波器的设计指标：
1. 具有最平坦的响应。 2. 截止频率为2.5GHz。
3. 在为4GHz处的插入损耗必须大于20dB。
4. 阻抗为50Ω，采用6阶巴特奥兹低通原型，最高实际线阻抗为120Ω，最低实际线阻抗为20Ω，采用的基片参数为d=1.58mm，εr=4.2，tan∂=0.02，铜导体的厚度t=0.035.
二． 设计中涉及的一些参数计算：
WWc
4
-1=-1=0.6 2.5
WWc
根据‘最平坦滤波器原型的衰减与归一化频率的关系曲线’可以看出n=6的曲线，当故最大平坦滤波器级数n=6.
根据‘巴特奥兹滤波器低通原型器件值’可以得到：g1=0.5176，g2=1.4142，g3=0.9318，g4=0.9318，g5=1.4142，g6=0.5176 三． 滤波器原理图的设计：
-1=0.6时，LA>20dB,
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图（1） 滤波器原理图基本结构
以下是对滤波器中微带电路的电气参数和尺寸设置： 1.MSub控件的参数设置
图（2）介质基片参数设置
2.元器件参数设置
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图（3）微带线计算窗口
参数显示窗口包括了物理尺寸参数设置（【Synthesize】按钮）和电气尺寸参数设置（【Analyze】按钮）。 在电尺寸参数设置栏设置：
Z0 =50Ohm，表示微带线的特性阻抗50Ohm
E_Eff=90deg，表示微带线的电长度为90deg
单击【Synthesize】可以再【Physical】栏显示微带线的线宽W=3.087mm和长度L=16.689mm 同理：可以计算出各滤波器节的参数。
3.微带线的长L，宽W是滤波器设计和优化的主要参数，这里还需要设置其优化的取值范围。 首先打开微带线参数设置栏
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图（4）
然后点击Tune/Opt/Stat/DOE Setup…进入微带线的优化范围设置窗口，如图（5），然后对微带线逐一设置。
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图（5）
电路参数设置到此就完成了，完成后的电路图如图（6）
四． 仿真参数设置和原理图仿真
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图（7）完成S参数仿真设置的原理图窗口
如图（7）连接好电路后就可以开始原理图仿真，仿真结果如图所示：
从图中可以看出，滤波器的参数并没有达到指标要求，所以优化电路参数。
五． 滤波器电路参数优化
1． 在原理图设计窗口中选择优化面板列表，在面板列表中
选择优化控件Optim添加到原理图。
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图（8）将优化次数Number of iterations设置为500 2.在优化面板中选择优化目标控件Goal，然后设置其参数
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其中OptimGoal1和OptimGoal2的优化参数是S21，用来设定滤波器的带通和阻带的频率范围及衰减情况；OptimGoal3优化的是S11，用来设定带通内的反射系数
图（9）完成设置的目标控件
3.设置完成后的原理图为：
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4．开始优化仿真
图（10）状态窗口
在如图（10）的状态窗口中，CurrentEF=0，达到了优化目标。
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图（11）S21和S11数据显示窗口
从数据显示窗口中可以看出优化后的结果满足设计要求，优化完成。
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）
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