RF实验报告.docx

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RF实验报告

电子系2006级《射频电路设计》

上机实验报告要求

1．设计目标

Chebyshew带通滤波器，并对其参数进行优化，仿真。

滤波器性能指标如下：

中心频率：

（GHZ）其中c为班级号，n为学号的最后一位

带宽：

20％

带外抑制：

>＝20dB@1.15f0

端口驻波：

小于1.5

计算得到：

中心频率f0=2.27GHZ；下边频fl=2.27*0.9=2.043GHZ；上边频fh=2.27*1.1=2.497GHZ

由归一化公式得到：

=wc/（wu-wl）*（w/wc-wc/w）=1.4

由带外抑制条件和查表的得：

N=5

2．滤波器的仿真设计

2．1建立低通原型滤波器，仿真S21、VSWR

图

（1）低通原型电路

图

（2）低通原型滤波器的仿真dB（S21）和VSWR1结果

2．2建立阻抗反归一化的LPF的仿真S21、VSWR1

2.2.1反归一化阻抗变换

R0=1*RG=50

L0=1.7058*RG=85.29H

L1=2.5408*RG=127.04H

C0=1.2296/RG=0.0246F

图（3）反归一化低通电路

2.2.2反归一化仿真

图（4）反归一化低通滤波器的仿真dB（S21）和VSWR1结果

2．3建立带通滤波器，并仿真S21、VSWR

2.3.1中心频率2.27GHz的带通滤波器电路结构,通过MicrosoftExcel得到较精确的结果。

图（5）中心频率2.27GHz的带通滤波器电路

2.3.2仿真结果

图（6）中可以看出：

=

=2.27GHZ处，S21=0.00；

=0.9

=2.043GHZ处，S21=-3.01dB;

=2.52GHZ处，S21=-2.96dB;

=1.15

=2.6105GHZ处，S21=-21.70dB

图（6）中心频率2.27GHz的带通滤波器dB（S21）仿真结果

图（7）中可以看出：

=

=2.27GHZ处，VSWR1=1.00

图（7）中心频率2.27GHz的带通滤波器VSWR1仿真结果

2．4建立分布参数微波带通滤波器

2.4.1分布参数带通滤波器电路

三类电感所致电抗为：

ZL1=w0*L1=426.45

;ZL2=w0*L2=8.13

;ZL3=w0*L3=635.2

三类电容所致的电抗为：

两类电容所致的电抗为

ZC1=1/（wC1）=426.47

;ZC2=1/（wC2）=8.133

;ZC3=1/（wC3）=426.47

;

图（8）分布参数带通滤波器电路结构

2.4.2分布参数带通滤波器仿真结果

图（9）中可以看出：

=

=2.27GHz处，S21=0；

=1.15

=2.61GHz处，S21=-51.07dB

=

=2.27GHz处，VSWR1=1.02。

图（9）、图（10）分布参数带通滤波器仿真结果

2.4.3另外根据向导做得标准变换传输线图如下：

图（11）向导做的分布参数图

2．5利用有限Q值元件建立带通滤波器并仿真，讨论电容、电感Q值对虑波器件性能的影响。

图（12）Q值优化图

图（13）只对电感Q值优化图

如上图所示，当电容Q值固定，随着电感Q值的增加，中心频率点的衰减逐渐减小，带宽也增大，但是VSWR1的峰值却增大了，但变化不大，所以总体来讲电感Q增大，滤波器的性能变好。

图（14）只对电容Q值优化图

如上图所示，当电感的Q值确定后，电容的Q值增加（从3000到5000），中心频率点的S21变化不大，只有0.02dB，带宽和驻波比的峰值也变化很小，说明当电容的Q在很大值附近变化时，对滤波器的性能影响不大。

综上所述，现实中的滤波器电路之所以为什么很少用电感，而多用电容，是因为电感的寄生效应太强，它只要变化一点点对电路性能影响很大。

2．6以电感Q值为变量对滤波器进行调谐优化

2.6.1只对电感Q值优化图如下：

图（15）对电感Q值优化

2.6.2对电感、电容Q值一起优化。

图（16）对电容、电感Q一起优化

2.6.3对所有值优化如图

图（17）对所有值优化的滤波器

实验总结及感想：

通过此次实验，我学到了以下东西：

1、对designer这个软件懂得了很多，基本上能运用它分析一些比较复杂的电路了。

2、对书本上的知识系统的复习了一遍，理论和实践相结合。

3、同时对滤波器的设计有了更清楚的了解，也进一步增加了我对射频电路设计的兴趣。

当然这个实验又存在点问题；

1、实验覆盖面积不够广，对大多数人而言软件学习也是半生半熟，建议下次的课程设计从一开始就开始布置下去，这样内容也可以多点，我们就有更多的时间来设计，和比较系统的学习。

2、抄袭现象比较严重，不过也是这样的作业普遍面对的问题，这个要看各个班级怎样来一帮一了。