1、微波電路ADS仿真,周亮 12111043,1,微帶傳輸線設(shè)計,幾種方法： （1）經(jīng)驗公式法 （2）手動設(shè)置法 （3）計算法，需要ADS的計算控件 （4）優(yōu)化法,2,經(jīng)驗計算方法,3,Matlab編程,本設(shè)計中使用=2.3的介質(zhì)，那么對于不同的W/h，使用matlab編程計算： disp(微帶線阻抗計算) er=2.3; wh=1:0.1:10 ee=(1+er)/2+(er-1)/2*(1+10*(1./wh).(-0.5); z0=120*pi./(wh+2.44-0.44./wh+(1-1./wh).6) z1=60*pi*pi*sqrt(1./ee)./(1+pi*wh+log(1+p

2、i/2.*wh) subplot(1,2,1) plot(wh,z0) subplot(1,2,2) plot(wh,z1) 最終得到WH比為1.95,4,Matlab計算結(jié)果,5,Matlab計算結(jié)果,6,Matlab計算結(jié)果,7,Matlab計算結(jié)果,8,ADS建模仿真,新建工程，選擇【File】【New Project】，系統(tǒng)出現(xiàn)新建工程對話框。在name欄中輸入工程:microstrip，并在Project Technology Files欄中選擇ADS Standard：Length unitmillimet，默認(rèn)單位為mm。單擊OK，完成新建工程，此時原理圖設(shè)計窗口會自動打開。 在

3、原理圖設(shè)計窗口中選擇TLines-Microstrip元件面板列表,并選擇MSUB，按照如圖所示的方式連接起來。 在原理圖設(shè)計窗口中選擇S參數(shù)仿真工具欄，Simulation-S_Param。選擇Term放置在微帶線兩邊，用來定義端口1和2，并放置兩個地，連接好電路。 選擇S參數(shù)掃描控件放置在原理圖中，并設(shè)置掃描的頻率范圍和步長。雙擊S參數(shù)仿真控制器，參數(shù)設(shè)置如下。 Start=0 GHz，表示頻率掃描的起始頻率為0 GHz。 Stop=5 GHz，表示頻率掃描的終止頻率為5 GHz。 Step=0.01 GHz，表示頻率掃描的頻率間隔為0.01 GHz。,9,ADS建模仿真,設(shè)置控件MSUB

4、微帶線參數(shù) copper： relative permittivity：1 relative permeability：0.999991 conductivity：58000000 siemens/m mass density：8933 H=1mm，微帶線基板厚度為1mm Er=2.3，微帶線基板的相對介電常數(shù)為2.3 Mur=1，微帶線基板的相對磁導(dǎo)率為1 Cond=58000000，微帶線導(dǎo)體的電導(dǎo)率為58000000 Hu=1.0e+0.33mm,表示微帶線的封裝高度 T=0.05mm，微帶線的導(dǎo)體層厚度為0.05mm（50um） TanD=0.0003，微帶線的損耗角tan=0.000

5、3 Rough=0mm，微帶線表面粗糙度為0mm,10,ADS建模仿真,11,MUSB,12,MUSB,13,MLIN,14,ADS建模仿真,15,ADS建模仿真,16,手動設(shè)置法,手動微調(diào)微帶傳輸線的W，當(dāng)WH=2.96時，S11-40dB，可以求出反射系數(shù)為0.01，反射能量為萬分之一，滿足設(shè)計要求。,17,計算法,微帶線計算控件：選擇【Tools】【LineCalc】【Start LineCalc】工具來分析綜合微帶線的特性阻抗。 在Substrate Parameters欄中填入與MSUB相同的微帶線參數(shù)。 在Component Parameters欄中填入中心頻率。 Physical

6、欄中的W和L分別表示微帶線的寬和長。 Electrical欄中的Z0和E_Eff分別表示微帶線的特性阻抗和相位延遲，點擊Synthesize和Analyze欄，可以進行W、L與Z0、E_Eff間的相互換算。,18,計算結(jié)果,19,綜合10Ghz頻段,20,綜合4Ghz頻段,21,使用計算參數(shù)仿真結(jié)果,22,優(yōu)化法,單擊工具欄上的VAR 圖標(biāo)，把變量控件VAR放置在原理圖上，雙擊該圖標(biāo)彈出變量設(shè)置窗口，依次添加各變量。 在Name欄中填變量名稱，Variable Value欄中填變量的初值，點擊Add添加變量，然后單擊Tune/Opt/Stat/DOE Setup按鈕設(shè)置變量的取值范圍，其中的E

7、nabled/Disabled表示該變量是否能被優(yōu)化，Minimum Value表示可優(yōu)化的最小值Maximum Value表示可優(yōu)化的最大值。 在原理圖設(shè)計窗口中選擇優(yōu)化面板列表optim/stat/Yield/DOE,在列表中選擇優(yōu)化控件optim，雙擊該控件設(shè)置優(yōu)化方法和優(yōu)化次數(shù)，常用的優(yōu)化方法有Random(隨機)、Gradient(梯度)等。隨機法通常用于大范圍搜索，梯度法則用于局部收斂。 在優(yōu)化面板列表中選擇優(yōu)化目標(biāo)控件Goal放置在原理圖中，雙擊該控件設(shè)置其參數(shù)。 Expr是優(yōu)化目標(biāo)名稱，dB(S(1,2) SimlnstanceName是仿真控件名稱，這里選擇SP1。 Min和

8、Max是優(yōu)化目標(biāo)的最小與最大值。 Weight是指優(yōu)化目標(biāo)的權(quán)重。 RangeVar1是優(yōu)化目標(biāo)所依賴的變量，這里為頻率freq。 RangeMin1和RangeMax1是上述變量的變化范圍。,23,優(yōu)化法結(jié)果,24,介電常數(shù)1.3,25,介電常數(shù)2.3,26,介電常數(shù)3.3,27,導(dǎo)帶線寬2mm,28,導(dǎo)帶線寬3mm,29,導(dǎo)帶線寬4mm,30,介質(zhì)高度1mm,31,介質(zhì)高度1.5mm,32,介質(zhì)高度2mm,33,理想電容,34,理想電容仿真結(jié)果,35,理想電容仿真結(jié)果,36,微帶傳輸線電容,砷化鎵 介電常數(shù)為13.1 Aluminum： relative permittivity：1 re

9、lative permeability：1.000021 conductivity：38000000 siemens/m mass density：2689,37,微帶傳輸線電容,38,微帶傳輸線電容,39,微帶交指電容,40,微帶交指電容,41,微帶交指電容優(yōu)化結(jié)果,42,W=13.98mil （指寬）,43,W=23.98mil （指寬）,44,G=2.59mil （指間橫向縫隙）,45,G=5.59mil （指間橫向縫隙）,46,微帶交指電容參數(shù),47,理想電感,48,理想電感,49,理想電感,50,微帶電感橋,砷化鎵 介電常數(shù)為13.1 Aluminum： relative permittivity：1 relative permeability：1.000021 conductivity：38000000 siemens/m mass density：2689,51,微帶電感橋,52,