微波电路课程设计报告--典型射频电路设计

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1、 典型射频电路设计 1 课程设计任务书 课程设计题目 微波技术及应用实践 学院 通信工程 专业 通信工程 年级 2013 级 设计要求： 1、微带低通滤波器 2、微带功分器 通带频率：2.5GHz 工作中心频率：2.5GHz 止带频率：5GHz 23 :1 : 2PP 通带波纹：0.5dB 输入输出阻抗：50 衰减40 dB 3、微带带通滤波器 4、射频放大器 带内波纹：0.01dB 工作频率：3.2GHz 中心频率：5GHz 增益：10dB 下边频：4.5GHz 带宽：100MHz 上边频：5.5GHz 噪声系数：30dB 学生应完成的工作： 分别完成微带低通滤波器、功率分配器、带通滤波器和

2、放大器的一系列工作 1）电路原理图设计； 2）进行相应的仿真和调试； 3）进行相应的 Layout 图的设计； 4）进行电磁能量图仿真 参考资料： 微波技术基础廖承恩 编著 西安电子科技大学出版社 微波技术及光纤通信实验韩庆文 主编 重庆大学出版社 射频电路设计理论与应用Reinhold Ludwig Pavel Bretchko 编著 电子工业出 版社 课程设计工作计划： 设计分两周进行： 第一周完成切比雪夫低通滤波器和威尔金森功分器的设计 第二周完成微带滤波器和放大器的设计 任务下达日期 2016 年 9 月 5 日 完成日期 2016 年 9 月 18 日 指导教师 （签名） 学生 （签

3、名） 说明：说明：1、学院、专业、年级均填全称。 2、本表除签名外均可采用计算机打印。本表不够，可另附页，但应在页脚添加页码。 典型射频电路设计 2 摘要摘要 本次主要涉及了低通滤波器，功分器，带通滤波器和放大器，用到了 AWR， MATHCAD 和 ADS 软件。 在低通滤波器的设计中，采用了两种方法：第一种是根据设计要求，选择了 合适的低通原型，利用了 RICHARDS 法则用传输线替代电感和电容，然后用 Kuroda 规则进行微带线串并联互换，反归一化得出各段微带线的特性阻抗，组 后在 AWR 软件中用 Txline 算出微带线的长宽，画出原理图并仿真，其中包括 S 参数仿真，Smith

4、圆图仿真和 EM 板仿真。第二种是利用低通原型，设计了高低 阻抗低通滤波器，高低阻抗的长度均由公式算得出。 在功分器的设计中，首先根据要求的工作频率和功率分配比 K，利用公式求 得各段微带线的特性阻抗 1，2，3 端口所接电阻的阻抗值，再用 AWR 软件确定 各段微带线的长度和宽度，设计出原理图，然后仿真，为了节省材料，又在原来 的基础上设计了弯曲的功分器。同时通过对老师所给论文的学习，掌握到一种大 功率比的分配器的设计，其较书上的简单威尔金森功分器有着优越的性能。 对于带通滤波器，首先根据要求选定低通原型，算出耦合传输线的奇模，偶 模阻抗，再选定基板，用 ADS 的 LineCalc 计算耦

5、合微带线的长和宽，组图后画 出原理图并进行仿真。 设计放大器时，一是根据要求，选择合适的管子，需在选定的频率点满足增 益，噪声放大系数等要求。二是设计匹配网络，采用了单项化射界和双边放大器 设计两种方法。 具体是用 ADS 中的 Smith圆图工具 SmitChaitUtility来辅助设计， 得到了微带显得电长度，再选定基板，用 ADS 中的 LineCalc 计算微带线的长和 宽。最后在 ADS 中画出原理图并进行仿真，主要是对 S 参数的仿真。为了达到 所要求的增益，采用两级放大。其中第一级放大为低噪声放大，第二级放大为双 共轭匹配放大。 由于在微波领域，很多时候要用经验值，而不是理论值

6、，来达到所要求的元 件特性，因此在算出理论值之后，常常需要进行一些调整来达到设计要求。 关键词：低通原型关键词：低通原型 Kuroda 规则规则 功率分配比功率分配比 匹配网络匹配网络 微带线微带线 典型射频电路设计 3 课程设计正文 1. 切比雪夫低通滤波器的设计 1.1 设计要求： 五阶微带低通滤波器： 截止频率 2.5GHZ 止带频率：5GHZ 通带波纹：0.5dB 止带衰减大于 42dB 输入输出阻抗：50 欧 1.2 设计原理： 切比雪夫低通滤波器具有陡峭的通带阻带过渡特性，且陡峭程度与带 内波纹有关。一般来说波纹越大，通带阻带过渡越陡峭。在通带外，切比雪 夫低通滤波器衰减特性较其他低通滤波器提高很多倍。 切比雪夫低通滤波器在过 渡带比巴特沃斯滤波器的衰减快，但频率响应的幅频特性不如后者平坦。切比雪 夫滤波器和理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小