ADS 设计实验教程 Advanced Design System

### ADS 设计实验教程——Advanced Design System #### 实验一：微波滤波器的设计、制作与调试 ##### 一、实验目的 1. **理解微波滤波电路的原理及设计方法**：掌握微波滤波器的基本理论，包括其工作原理、分类以及关键性能指标。 2. **学习使用ADS软件进行微波电路的设计、优化和仿真**：熟悉并掌握Advanced Design System (ADS) 软件的操作流程和技术要点，能够利用该软件进行微波电路的设计、参数优化和性能仿真。 3. **掌握微带滤波器的制作及调试方法**：学会如何根据软件设计结果绘制电路版图，并将其加工成实际电路板，同时具备基本的调试技能以确保滤波器符合设计要求。 ##### 二、实验内容 1. **使用ADS软件设计一个微带带通滤波器**：首先明确设计目标，例如本实验中的设计指标为通带3.0－3.1GHz，带内衰减小于2dB，起伏小于1dB，2.8GHz以下及3.3GHz以上衰减大于40dB，端口反射系数小于-20dB。然后，在ADS软件中绘制电路原理图，并进行参数优化和仿真。 2. **根据软件设计的结果绘制电路版图，并加工成电路板**：依据优化后的设计方案绘制电路版图，并进一步加工成实际的微带滤波器电路板。 3. **对加工好的电路进行调试，使其满足设计要求**：完成电路板的制作后，对其进行测试和调试，确保滤波器的各项性能指标达到预期的设计标准。 ##### 三、微带滤波器的技术指标 1. **通带边界频率与通带内衰减、起伏**：这些指标描述了滤波器在通带内的频率响应特性，包括允许信号通过的频率范围以及在该范围内信号的衰减程度。 2. **阻带边界频率与阻带衰减**：指滤波器在阻带内的频率响应特性，即滤波器阻止信号通过的频率范围以及在这个范围内的信号衰减程度。 3. **通带的输入电压驻波比**：用来衡量滤波器输入端口的匹配情况，即输入端口的反射损耗大小。 4. **通带内相移与群时延**：相移是指信号通过滤波器时相位的变化量；群时延是指信号的不同频率成分通过滤波器时经历的时间差异。这两个指标对于确保信号的完整性非常重要。 5. **寄生通带**：由于滤波器内部的分布参数效应而产生的额外通带，可能会干扰到滤波器的设计通带性能。 ##### 四、ADS软件的使用 1. **启动ADS软件**：打开软件后，会进入主界面，可以从这里开始新建项目或打开已有项目。 2. **创建新的工程文件**：点击“File”>“New Project”，设置项目名称和存储路径。在设置长度单位时选择“毫米”。 3. **绘制原理图**：在原理图设计窗口中，选择相应的工具栏来添加所需的微带电路组件，如耦合线、微带线等。具体操作步骤包括放置耦合线Mcfil、微带线MLIN以及控件MSUB等，并进行连线。 4. **设置微带电路的基本参数**：通过双击控件MSUB来设置微带线的参数，包括基板厚度、基板相对介电常数、磁导率、金属电导率等。 5. **使用微带线计算工具**：为了计算滤波器两端引出线的宽度，可以通过“Tools”>“LineCalc”>“Start Linecalc”来打开微带线计算工具。在此工具中，填写微带线的相关参数，如中心频率、基板参数等，以计算出满足特性阻抗要求的微带线宽度。 通过以上步骤的学习和实践，不仅可以深入了解微波滤波器的工作原理和技术指标，还能熟练掌握使用ADS软件进行微波电路设计、优化和仿真的全过程。这对于从事微波通信领域的技术人员来说是一项非常重要的技能。