一款超高频带通滤波器的设计方案
2 ADS 优化仿真
2.1 方案设计的原理图
利用计算所得尺寸,建立如图1所示原理图,并进行仿真。
由图2的仿真结果可以看出,850 MHz及950 MHz以上衰减大于60 dB,符合设计要求,但是902~928 MHz之间的衰减过大,不符合设计指标,需进一步优化。
2.2 优化仿真
方案在进行设计时,主要是以滤波器的S 参数作为优化目标进行优化仿真。S2(1 S12)是传输参数,滤波器通带、阻带的位置以及衰减、起伏全都表现在S21(S12)随频率变化曲线的形状上。S1(1 S22)参数是输入/输出端口的反射系数,由它可以换算出输入/输出端的电压驻波比。
如果反射系数过大,就会导致反射损耗增大,并且影响系统的前后级匹配,使系统性能下降。常用的优化方法有Random和Gradient,随机法通常用于大范围搜索,梯度法则用于局部收敛。因此,在具体的设计中,首先适当放宽各个参数的取值范围,采用随机法进行优化,而后参照之前随机法优化结果,适当缩小各个参数的取值范围,进而采用梯度法再次优化。根据设计指标的要求,优化目标的设置如图3所示。优化后的原理图仿真结果如图4所示。由图3,图4可看出,优化后的尺寸可以满足设计指标的要求。之后可以进行版图仿真。
2.3 版图仿真
原理图的仿真实在完全理性的状态下进行的,而实际电路板的制作往往与理论有较大的差距,这就需要考虑干扰、耦合等因素的影响。因此需要在ADS中进一步对版图仿真。
用于生成版图的原理图如图5所示。
版图仿真结果与原理图仿真结果有所不同,它与原理图仿真的方式不同,更为严格,因此很有可能仿真出的结果不符合要求,需返回到原理图进行再次优化之后,再进行版图的仿真,直到仿真结果可以达到设计指标的要求为止。版图的仿真结果如图7所示,由图可以看出,设计出的尺寸符合方案
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