王亚亚 姬冠妮
摘 要：文中根据平行耦合微带线的原理，详细阐述了滤波器的设计步骤，利用此方法设计了通带为3.0-3.1GHz，带内波纹为3dB的平行耦合型滤波器，结合ADS射频软件对所设计的滤波器进行了仿真及优化。结果证明设计的滤波器满足设计指标的要求，效果良好。
关键词：平行耦合；滤波器；ADS
引言
滤波器是一个二端口网络，其功能是用来消除干扰杂讯，得到一个特定频率或消除一个特定频率，滤波器是电路系统中一个必不可少的部分，当频率不高时，滤波器可以由集总元器件的电感和电容构成，但当频率高于500MHZ时，电路寄生参数的影响不可忽略，滤波器通常由分布参数元器件构成。在射频系统中，由于频率过高，所以滤波器通常由分布参数元器件构成，所以人们对微波滤波器的研究越来越多，文章中所介绍的平行耦合型滤波器就是微波滤波器的一种，它具有体积小，质量轻，易于实现等优点。
1 平行耦合型滤波器原理
平行耦合微带线就是有两根宽度为W，间距为S，长度为L的两根相互平行的微带线共同印制在一块介质层厚度为h，相对介电常数为？着r的接地板上。图1为平行耦合微带线的横截面结构图。
平行耦合型微带线由于放置在公共接地板上，必然会产生耦合效应，致使它的传输模式不是TEM模，分析起来比较复杂，但是平行耦合微带线中传输模特性又与TEM模相差较小，所以我们可以看成TEM模式来处理，这样就可以使用奇偶模激励的分析方法对耦合微带线进行分析。如此我们就可以通过下面的步骤设计平行耦合微带线滤波器。
2 平行耦合型滤波器设计步骤
（1）根据工程需要的衰减和波纹参数，选定设计方法之后，确定低通原型的阶数，接着通过查对应的参数表得到低通滤波器原型的归一化参数，g0，g1，g2，gn，gn+1。（2）确定上、下边频，然后根据上边频？棕1和下边频？棕2和及中心频率？棕0确定归一化带宽。中心频率？棕0=（？棕1+？棕2）/2，归一化带宽BW=？棕1-？棕2/？棕0。（3）计算得到耦合微带传输线的各节奇偶模特性阻抗。
（4）选定介质基片，得到基板参数。（5）初步确定微带线的尺寸大小。得到了奇偶模特性阻抗与基板参数利用ADS软件中微带线计算器LineCalc可以确定微带线的宽度W，耦合间距S，长度L。（6）根据上述步骤，可以初步得到微带线的尺寸大小，但却不是精确的参数，需要对这些数值进行修正，这个我们可以借助ADS仿真软件提供的自动优化功能，对所设计的滤波器尺寸进行多次修正，最终得到满足实际要求的精确尺寸。
3 平行耦合型滤波器的实例设计及仿真
由仿真结果可以看出：由公式计算得到的仿真结果与设计要求还存在比较大的偏差，（1）滤波器的中心频率偏小；（2）滤波器的通带偏小，致使带宽不够；（3）通带内衰减幅度较大。出现这些问题的原因在于计算过程与仿真过程中都取了数据的近似值，多次的近似取值，致使出现较大的偏差，所以要对微带线的各个尺寸进行修正，ADS软件的一个很大优点就是自动优化，有了这样的功能，就可以大大缩短滤波器的设计周期。经过多次修正以后，我们的最终结果如图3所示。
5 结束语
文章根据平行耦合微带线滤波器的基本原理，阐述了平行耦合微带线滤波器的一般设计步骤，并依据设计步骤，设计了通带为3.0-3.1GHz，带内波纹为3dB的平行耦合型滤波器，结合ADS软件对该滤波器进行了仿真及优化设计，提高了设计精度和设计效率，并降低了设计成本。
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