微波仿真课12.docx

1、微波仿真课12北京邮电大学微波仿真实验报告 微波仿真课（1-2）FR4基片：介电常数为4.4,厚度为1.6mm，损耗角正切为0.021 Linecal的使用a) 计算FR4基片的50欧姆微带线的宽度 图1.1 50欧姆微带线的计算b) 计算FR4基片的50欧姆共面波导（CPW）的横截面尺寸（中心信号线宽度与接地板之间的距离） 图1.2 50欧姆共面波导的计算2 了解ADS Schematic的使用和设置在老师的指导下，熟悉了各个功能的基本用法，添加器件，进行仿真等简单的功能都能够自己完成。3 分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆四分之波长开路线的性能参数，工作

2、频率为1GHz。观察Smith圆图变化。1 理想传输线 图3.1 50欧姆理想传输线仿真电路 图3.2 50欧姆理想传输线特性2 微带传输线 图3.3 50欧姆微带传输线仿真电路 图3.4 50欧姆为微带传输线特性4 分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆四分之波长短路线的性能参数，工作频率为1GHz。观察Smith圆图变化。1 理想传输线 图4.1 50欧姆四分之波长理想传输线仿真电路 图4.2 50欧姆四分之波长理想传输线特性曲线2 微带传输线 图4.3 50欧姆四分之波长微带线仿真电路 图4.4 50欧姆四分之波长微带线特性曲线5 分别用理想传输线和微带传

3、输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆二分之波长开路线的性能参数，工作频率为1GHz。观察Smith圆图变化。1 理想传输线二分之波长开路线特性 图5.1 计算二分之波长开路理想传输线参数 图5.2 二分之波长开路理想传输线仿真电路 图5.3 二分之波长开路理想传输线特性曲线2 微带传输线二分之波长开路线特性 图5.4 二分之波长微带线仿真电路 图5.5 二分之波长微带线开路特性曲线6 分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆二分之波长短路线的性能参数，工作频率为1GHz。观察Smith圆图变化。1 二分之波长理想传输线短路 图6.1 二分之波长理想传输线

4、短路仿真电路 图6.2 二分之波长理想传输线短路特性曲线2 二分之波长微带线短路 图6.3 二分之波长短路微带线仿真电路 图6.4 二分之波长短路微带线特性曲线7 用一段理想四分之一波长阻抗变换器匹配10欧姆到50欧姆，仿真S参数，给出-20dB带宽特性，工作频率为1GHz。图7.1 四分之一波长变换器匹配电路 图7.2 匹配后的特性曲线 图7.3 -20dB带宽特性8 用一段FR4基片上四分之一波长阻抗变换器匹配10欧姆到50欧姆，仿真S参数，给出-20dB带宽特性，工作频率为1GHz，分析7 和8结果。 图8.1 四分之波长阻抗变换器图8.2 匹配电路 图8.3 匹配后特性曲线图8.4 -

5、20dB带宽特性曲线微带线上的-20dB带宽为145MHz，理想传输线上的-20dB带宽为145MHz左右，两者相差并不大。9 设计一个3节二项式匹配变换器，用于匹配10欧姆到50欧姆的传输线，中心频率是1GHz，该电路在FR4基片上用微带线实现，设计这个匹配变换器并计算的带宽，给出回波损耗和插入损耗与频率的关系曲线。根据公式计算得到三节二项式变换器的三段阻抗分别为 Z1=40.88827，Z2=22.3607，Z3=12.228457然后使用Lincal计算各节微带线的长宽W1=4.20500mm L1=40.4015mmW2=9.65335mm L2=38.8275mmW3=19.9648

6、mm L3=37.6388mm 图9.1 设计的三节二项式匹配变换器 图9.2 得到的各特性曲线10 例题9，若用3节切比雪夫匹配变换器实现，比较同样情况下的带宽，回波损耗和插入损耗与频率的关系曲线。经过计算得到三节变换器的阻抗：Z1=36.6503 Z2=22.36100 Z3=13.645700使用Lincal计算各节的长宽：W1=4.94837mm L1=40.0910mmW2=9.65318mm L2=38.8276mmW3=17.5771mm L3=37.8241mm 图10.1 三节切比雪夫变换器匹配图10.2 得到的各特性曲线11 导出S参数数据，比较7-10题的-20dB带宽特

7、性。 NO.7中-20dB带宽为：1080-935=145(MHz)NO.8中-20dB带宽为：1080-935=145(MHz)NO.9中-20dB带宽为：1330-670=660(MHz)NO.10中-20dB带宽为：1470-540=930(MHz)12 对于一个负载阻抗ZL=60-j80欧姆，利用Smith Chart Utility功能，分别设计并联短路单枝节和并联开路单枝节匹配，并将Smith Chart Utility给出的匹配结果在Schematic中仿真，给出1-3GHz的回波损耗与频率的关系曲线，并给出的带宽。图12.1 并联短路单枝节匹配电路图12.2 Smith Chart Utility匹配图12.3 S11关系曲线 图12.4 实际匹配电路图12.5 并联开路单枝节匹配电路图12.6 Smith Chart Utility匹配图12.7 S11关系曲线图12.8 实际匹配电路13 并联双枝节匹配电路，并联双枝节为开路，枝节之间相距/8，中心工作频率为2GHz,利用理想传输线，给出1-3GHz的回波损耗与频率的关系曲线，并给出的带宽。图13.1 设计匹配电路图13.2 Smith Chart Utility匹配图13.3 关系曲线图13.4 实际匹配电路