基于 ADS的椭圆函数微带低通滤波器的设计
董利芳
摘 要：采用椭圆函数型低通原型设计低通滤波器，在微波平面电路的设计中有着良好的应
用前景。本文设计的滤波器是在传统的高低阻抗线结构滤波器基础上实现的。用 ADS对这
种新型滤波器仿真可知：在特性方面，新型滤波器比传统滤波器具有更陡峭的过渡带和更宽
的频带等优点；在结构方面，新型滤波器电路相对传统滤波器可以减少基板面积。
关键字：椭圆函数；频率选择性；衰减极点； ADS
1.引言
微带线型滤波器在RF或微波领域中起着重要的作用，它是一种被广泛研究的微波滤波器
类型。该结构形式的滤波器品种繁多，性能各异,是现代电子系统中的关键器件之一。微带
电路系统中，常常需要抑止高频分量的低通滤波器。并且随着滤波器在微波领域的广泛应用，
已经迫切需要大量的高性能、小尺寸、重量轻、低成本的滤波器。本文设计了椭圆函数低通
滤波器，结果表明，在一定阶数下，该滤波器与传统的微带滤波器相化，具有更紧凑的电路
结构、更陡峭的过渡带和更宽的阻带。
在对滤波器的设计中，要考虑通带纹波、阻带衰减等许多特殊因素，这就需要大量的理
论计算，给设计工作带来较大的困难。Agilent公司的EEsof/ADS软件是一款功能强大的射频
仿真设计软件，它极大地提高了射频电路设计的准确性和效率，在射频和微波设计中得到了
广泛的应用。本文使用Agilent公司的EEsof/ADS软件对椭圆函数滤波器进行了设计，获得了
较好的仿真效果。
2.低通滤波器的设计原理
巴特沃斯型、 切比雪夫型和椭圆函数型低通滤波器的电路原理图和衰减特性分别如图
1、2、3 所示：
图1. a .n=7巴特沃斯型滤波器电路原型
b.巴特沃斯滤波器的衰减特性
图2. a .n=7切比雪夫滤波器原型电路
b.切比雪夫滤波器的衰减特性
图3. a .n=7椭圆函数滤波器原型电路
b.椭圆函数滤波器的衰减特性
从图中可以看出在相同的阶数下切比雪夫滤波器比巴特沃斯滤波器的选择性要好得多，
而椭圆函数滤波器比切比雪夫滤波器要好得多，带外抑制更加陡峭。
椭圆函数低通原型滤波器的通带和阻带都具有切比雪夫低通原型滤波器的特点，它的阻
ωs
ωc
带衰减极点不全在无穷远处，因而这种滤波器的频率选择性很好。通常把ΩS=
（ωc是
通带的带边频率，ω是阻带带边频率）看作选择性因数，它的倒数k= 1Ωs是计算这种滤
s
波器参数的椭圆函数的模数，这种椭圆函数的低通滤波器的阻带最小衰减可近似表示为
LAr = [lg(10LAr10 ?1) ? nlgq(k) ?1.2]dB
q(k) = 1k6[1