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一种根据CAD/EDA东西规划的2.6GHz微带发夹式带通滤波器

对于当今的无线通讯行业而言,CAD/EDA工具是无线产品设计周期必不可少的部分。这些工具实际上体现了设计工程师对设计及上市周期的关注。CAD/EDA工具只有做到准确模拟和易于使用,才能使得设计工程师们

关于当今的无线通讯职业而言,CAD/EDA东西是无线产品规划周期必不可少的部分。这些东西实际上表现了规划工程师对规划及上市周期的重视。CAD/EDA东西只要做到精确模仿和易于运用,才干使得规划工程师们到达最好的功率。

  本文评论了一种2.6GHz微带发夹式带通滤波器的规划,这个规划是运用Ansoft公司Serenade规划环境中的Harmonica电路级模仿器完结的。规划成果经过Serenade的布线东西S2A,被导出到Ansoft的Ensemble(2.5维平面电磁模仿器)以及LPKF样品板制造应用程序。这个规划实例的首要意图是把Serenade的模仿成果与Ensemble的模仿成果以及实测数据进行比较。

  表1总结了这个规划实例中用到的一切CAD/EDA东西。留意一切的东西都在PC上运用。

  

  表1. 滤波器规划中运用的CAD/EDA东西。

  滤波器规划

  咱们运用了一种四片式微带发夹式滤波器结构来完结呼应中心值为2.6GHz,带宽为3dB(约为280MHz)的带通式滤波器。开始的规划经过Serenade桌面的原理抓取器输入(见图1),该规划运用了Harmonica的微带散布元件库。

  Harmonica散布库模型包含了一种多耦合线元件(MCPL)模型,这个模型可以用来规划发夹滤波器的耦合部分。MCPL运用了一个全波频域算法,可以在恣意给定的频率规模,精确核算恣意线宽,距离和组合的多达20条的耦合线的电气特性。在图1所示原理图中,MCPL元件是图中居中的八条耦合线。

  

  图1 Serenade中的微带发夹式滤波器的原理图。

  发夹式滤波器的转机部分表明成子电路(“U”型符号),它包含直的传输线部分以及转弯的衔接部分。因为没有为滤波器指定屏蔽区域,一切的辐射效应都应被归入考虑的规模。Harmonica和Ensemble两个模仿器都是这样做的。基材挑选了Rogers TMM-4。它的相关标准祥见表2。

  

  表2 Rogers TMM-4基材标准

  滤波器的尺度经过优化,以完结需求的带通波段。因为MCPL元件可以模仿恣意的线宽和线距组合,经过优化参数,咱们保留了滤波器的对称性规划。

  滤波器制造

  滤波器在Harmonica中经过了一再优化之后,其拓扑结构就可以被输出成规划图样。Serenade的桌面菜单中包含了一项S2A布线东西,翻开它之后,它会主动依据之前的原理图生成规划图。

  

  图2 由Serenade图画规划软件生成的规划图。

  随后,运用S2A,咱们可以生成一个DXF文件。这个文件被导入到LPKF CircuitCAM中,经过简略处理之后,生成雕琢机应用软件LPKF BoardMaster可以辨认的加工文件。CircuitCAM是用来在导线间生成绝缘沟道,一起对规划图进行检查和修改的东西。图3展现了CircuitCAM的处理成果。终究的规划图样被输入到LPKF ProtoMat 95s体系中(图4),预备加工。

  

  图3 LPKF的CircuitCAM程序生成的切开轨道

  除了能输出DXF文件,S2A还能输出一个Ansoft 中性文件集(ANFS),用来在Ensemble中发生一个滤波器规划工程。图5显现了一个假色的抓图,该图表明在2.6GHz时,该滤波器的射频电流强度在Ensemble中的模仿成果。

  

  图4 LPKF ProtoMat® 95直接从CAD数据雕琢电路板。

  滤波器丈量

  滤波器制造完结后,SMA衔接器被焊接到它上面。图六表明在终究丈量中运用的滤波器样品。咱们运用HP 8510B网络分析仪丈量了滤波器的插损和回损。Serenade可以经过GPIB/HPIB接口,从各式各样的网络分析仪直接下载和保存S参数。

  

  图5 Ensemble中的滤波器模型。

  数据比较

  图6 表明插损和回损的实测数据与Harmmonica和Ensemble模仿成果的比较。关于一个一次经过的样品来说,这样的成果可以说符合得十分好了。表3总结了三个数据集相应的3dB点,带宽以及中心频率的值。

  

  图6 滤波器样品相片。

  

  表3 总结了三个数据会集的滤波器的频率特性。咱们留意到,中心频率值都在2.600GHz的±1%以内。

  总结

  本文评论了一个2.6GHz微带发夹式滤波器的规划以及验证。运用两种相同来自Ansoft公司的模仿器对规划进行了模仿核算。一种是Serenade规划环境中的Harmonica模仿器;另一种是Ensemble 2.5D 电磁模仿器。咱们把来自这两种模仿器的模仿值与样品的实测值进行了比较。规划图由S2A布线东西生成,并被导出成DXF文件;LPKF公司的CircuitCAM对DXF文件进行修改和处理后,将终究加工文件导出到LPKF BoardMaster;Protomat 95s体系依据该文件主动完结样品的加工。插损和回损的两个模仿成果和实测成果都进行了比较,互相有很好的符合度。

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