S波段窄带带通滤波器的优化
引言
近年来，微波系统的设计越来越复杂，对微波滤波器的指标要求也越来越高，传统的设计方法已经不能满足设计的需要，使用微波EDA软件工具进行微波元器件与微波系统的设计，已经成为微波电路设计的必然趋势。Serenade是一种功能强大的微波电路系统仿真软件。应用综合设计法，结合Serenade软件进行仿真、优化，能够克服理论分析精度低的缺点，且使设计周期缩短、设计成本降低。
设计过程
滤波器的设计指标为：
中心频率fc:3GHz;
带宽：2 0%，即0.6 G H z，2.7GHz～3.3GHz：
通带内：S2l>-2dB，S11-20dB;
带外抑制：频带两端±fc×20%，(即2.4GHz和3.6GHz)处，S21≤-25dB;
带内波纹：0.2dB。
具体设计步骤如下：
1.选择标准低通滤波器参数在3.6GHz处，归一化频率
=1.833。指标要求在Ω=1.833处达到-25dB的抑制，经过查表和综合考虑，确定滤波器节数N=5。查表可知，0.2dB波纹的标准5节切比雪夫滤波器归一化参数为：
2.计算归一化带宽
3.根据归一化带宽和标准低通滤波器参数计算奇模、偶模特性阻抗Zo和Zo
取Zo=50Ω。首先根据公式计算下列参数：
计算得：
这些参数代人下列公式可计算Zo和Ze：
计算得
4.确定耦合微带线的原始尺寸
选择PCB板材料，介质基片的相对介电常数为εr=4.2，厚度h=1.5mm，封装高度HU=100mm，每一段耦合微带线的电长度为90°。用Serenade软件中的工具TRL，设置相应的参数，可以计算耦合微带线的原始尺寸W、S、P。
5.应用Serenade进行仿真和优化
在Serenade中建立滤波器的电原理图，如图1所示。
需要注意的是，如果耦合微带线的尺寸小于0.1mm，将使光刻误差过大，而且工艺很难实现，在设计中，这种情况应该避免。如果出现尺寸过小的情况，应该重新优化，或者采用阻抗变换的方法(如可重新选择Z0=70Ω来解决问题。所以，必须对优化后的尺寸进行检查。结果表明，优化尺寸满足工艺要求。最终的优化尺寸如下：
结语
Serenade仿真软件提供了一个优秀的仿真设计平台，设计者可以把精力集中在专业的内容上，而不必为具体的编程花费精力，因而大大提高了工作效率。
- 封装了硅晶体管裸片的S波段功率放大器(上)(03-01)
- 一种S波段窄带带通滤波器的设计和优化(06-13)
- S波段低噪声放大电路设计(01-08)
- 基于ADS的S波段平衡式宽带低噪声放大器设计(07-18)
- 一种S波段宽带GaN放大器的设计(06-29)
- S波段耦合腔行波管非线性注一波互作用方程组的数值(07-16)
