Теоретические сведения. Параметрическая оптимизация микрополосковых схем в программной среде ADS

Параметрическая оптимизация микрополосковых схем в программной среде ADS

Лабораторная работа №3

Требования к отчету

В результате работы должны быть представлены графики частотных характеристик коэффициентов усиления и отражения, устойчивости, шума и КСВ, соответствующие заданию, указанному в таблице 1.

Цель работы: изучение методов параметрической оптимизации высокочастотного полосового фильтра.

Инструментарий: компьютерный класс МИЭТ, программа ADS, расположенная на сервере удаленного доступа ВЦ МИЭТ.

Продолжительность работы 3 часа.

Программы автоматизированного проектирования включают в себя наряду с ручной регулировкой схем автоматизированную настройку, основанную на методах теории оптимизации [1]. Использование различных методов оптимизации наглядно демонстрируется при проектировании высокочастотных фильтров. Программы синтеза высокочастотных фильтров не обладают достаточной точностью для попадания в требуемый частотный диапазон, ручная регулировка занимает значительное время. Программа оптимизации позволяет добиться необходимой точности на любом иерархическом уровне представления данной модели. В данной работе предлагается проектирование фильтра на связанных микрополосковых линиях, показанном на рисунке 1. В программах автоматизированного проектирования пользователю предлагается несколько методов оптимизации. Выбранный метод оптимизации может быть эффективным для одного устройства и не эффективным для другого. Наиболее распространенный градиентный метод эффективен для задач, содержащих локальный экстремум, другой распространенный метод случайного поиска требует большее количество испытаний, но при этом позволяет определять в много экстремальной задаче глобальный экстремум. Высокочастотный фильтр представлен каскадным включением модели микрополосковой линии, модели скачка ширины линии, модели связанной линии. Количество связанных микрополосковых отрезков определяет количество резонансных контуров и, следовательно, определяет порядок фильтра. Порядок фильтра влияет на затухание частотной характеристики за пределами полосы пропускания.

Рис. 1. Микрополосковый фильтр на связанных линиях

Лабораторное задание

1. Провести параметрическую оптимизацию микрополоскового фильтра на связанных линиях лестничной структуры. Варианты задания представлены в таблице 1. Порядок фильтра не менее третьего.

Вариант задания
Центральная частота, ГГц		5,5		6,5		7,5		8,5
Полоса фильтра не менее, %
Затухание вне полосы, дБ	-10	-10	-10	-10	-10	-10	-10	-10	-10	-10

Таб.1 Варианты задания

Толщина подложки h =1 мм для частот до 8 ГГц и h =0,5 мм для более высоких частот. Ширина зазора связанной линии S не менее 0,1 мм, ширина связанных полосков w₁=w₂ регулируется от 0,2 до 2 мм. Диэлектрическая проницаемость подложки ε=9.8. Ширина подводящей линии равна ширине линии с волновым сопротивлением 50 Ом. Начальная длина МПЛ равна четверти длины волны в микрополосковой линии на центральной частоте; количество связанных отрезков – не менее трех. Ширина полосы пропускания оценивается по уровню -3 дБ коэффициента передачи по мощности.

Вычислить частотные характеристики S -параметров и КСВ фильтра С помощью блока оптимизации провести коррекцию размеров фильтра, исходя из минимума затухания S₂₁ на рабочей частоте и максимума затухания вне полосы.

Дата добавления: 2017-01-13