用ADS软件进行滤波器的设计ppt课件

1、实验矩形微带天线的设计 一实验目的n了解微带天线设计的根本流程n掌握矩形微带天线的设计方法n熟习在ADS的layout中进展射频电路设计的方法二设计要求n用陶瓷基片r9.8，厚度h1.27mm，设计一个在3GHz附近任务的矩形微带天线。n基片选择的理由是：陶瓷基片是比较常用的介质基片，其常用的厚度是h1.27mm，0.635mm，0.254mm。其中1.27mm的基片有较高的天线效率，较宽的带宽以及较高的增益。 三微带天线的技术目的n辐射方向图n天线增益和方向性系数n谐振频率处反射系数n天线效率四设计的总体思绪n计算相关参数n在ADS的Layout中初次仿真n在Schematic中进展匹配n修

2、正Layout，再次仿真，完成天线设计五相关参数的计算n需求进展计算的参数有n贴片宽度Wn贴片长度Ln馈电点的位置zn馈线的宽度五相关参数的计算续n贴片宽度W、贴片长度L、馈电点的位置z可由公式计算得出n馈线的宽度可以由Transmission Line Calculator 软件计算得出五相关参数的计算续六用ADS设计过程n有了上述的计算结果，就可以用ADS进展矩形微带天线的设计了n下面详细引见设计过程ADS软件的启动n启动ADS进入如下界面创建新的工程文件n进入ADS后，创建一个新的工程，命名为rect_prj。翻开一个新的layout文件，首先设定度量单位。在ADS中，度量单位的缺省值为

3、mil，把它改为mm。方法是：单击鼠标右键PreferencesLayout Units ，如以下图所示设定度量单位介质层设置n在ADS的Layout中进展设计，介质层和金属层的设置很重要n在菜单栏里选择MomentumSubstrateCreate/Modify， 在Substrate Layer标签里，保管FreeSpace和/GND/的设置不变，点击Alumina层，修正其设置为： 介质层设置续金属层设置n点击Metallization Layers标签，在Layout Layer下拉框中选择cond，然后在右边的Definition下拉框中选择SigmaRe，thickness，参数设

4、置如下页图。n然后在Substrate Layer栏中选择“-后，点击“Strip按钮，这将看到“-Strip cond。一切完成后，点击OK。 金属层设置续在Layout中制版n预备任务做好以后，下面就可以进展Layout中的作图了。 n先选定当前层为v cond，再按照前面计算出来的尺寸作图。n最后在馈线端参与端口在Layout中制版续仿真预设置n在进展layout仿真之前，先要进展预设置。在菜单栏选择Momentum -Mesh-Setup，选择Global标签。 鉴于ADS在Layout中的Momentum仿真是很慢的，在允许的精度下，可以把“Mesh Frequency和 “Numb

5、er of Cells per Wavelength 设置得小一点仿真预设置续进展仿真n点击Momentum - Simulation - S-parameter弹出仿真设置窗口，该窗口右侧的Sweep Type选择Linear， Start、Stop分别选为2.5GHz、3.5GHz，Frequency Step选为0.05GHz。Update后，点击Simulation按钮。仿真结果对仿真结果的讨论 n由上图可见，实际上的计算结果与实践的符合还是相当不错的，中心频率大约在2.95GHz左右。只是中心频率处反射系数S11还比较大，从而匹配不理想，在3GHz处，m1间隔圆图上的坐标原点还有相当

6、的间隔。在3GHz下的输入阻抗是：Z0*0.103-j0.4425.15j22.1 总体的2D辐射方向图在原理图中进展匹配n为了进一步减小反射系数，到达较理想的匹配，并且使中心频率更加准确，可以在Schmatic中进展匹配。 n天线在3GHz下的输入阻抗是：Z0*0.103-j0.4425.15j22.1，这可以等效为一个电阻和电容的串连。 匹配原理n匹配的原理是：串联一根50欧姆传输线，使得S11参数在等反射系数圆上旋转，到达g=1的等g圆上，然后再并联一根50欧姆传输线，将S11参数转移到接近0处。所需求计算的就是串连传输线和并联传输线的长度 nADS原理图中优化功能可以出色的完成这个义务

7、 匹配过程n新建一个Schematic文件，绘出如下的电路图： 匹配过程续n其中TL1和TL2的L是待优化的参量，初值取10mm，优化范围是1mm到20mm。n设置好MSub的值匹配过程续n插入S参数优化器，一个Goal。其中Goal的参数设置如下：n这里dBS1，1的最大值设为-50dB，是由于在Schematic中的仿真要比在Layout中的仿真理想得多，所以要求设置得比较高，以期在Layout中有较好的表现。 匹配过程续n设置好OPTIM。n常用的优化方法有Random(随机)、Gradient(梯度)等。随机法通常用于大范围搜索，梯度法那么用于部分收敛。这里选择Random。n优化次数

8、可以选得大些。这里设为300。n其他的参数普通设为缺省即可。匹配过程续n优化电路图为：匹配过程续n点击仿真按钮，当CurrentEF0时，优化目的完成。把它update到原理图上SimulateUpdate Opimization Values。nDeactivate优化器。最终原理图如下： 匹配过程续原理图中的仿真n点击仿真按钮，可以看到仿真结果为：原理图中的仿真续n放置Marker可以得到更详细的数据n在中心频率f3GHz处，S(1,1)的幅值是5.539E-4，可见曾经到达相当理想的匹配。修正Layoutn参照Schematic计算出来的结果，修正Layout图形如下两点阐明n由于这里是

9、手工布板，而不是由Schematic自动生成的，传输线的长度能够需求稍作调整(但不超越1mm)。留意要把原先的3mm馈线长度也算进去。n为了方便输入，在电路的左端加了一段50的传输线。其长度对最终仿真结果的影响微乎其微。这里取1mm。仿真结果n按照前述的步骤进展仿真，仿真结果是仿真结果续n为了较准确地给出匹配的结果，我们将仿真频率范围设为2.9GHz到3.1GHz，步长准确到10MHz。n可见进展原理图匹配的结果是非常理想的。n下面详细给出一些仿真结果。总体的2D辐射方向图 天线增益和方向性系数 天线效率七设计小结n矩形微带天线设计是微带天线设计的根底，然而作为一名新手，想熟练顺利地掌握其设计方法与流程却也有些路要走。 n多仿照他人的例子操作，多本人动手亲身设计，多看协助文件，是进入射频与微波设计殿堂的不是捷径的捷径。七设计小结续n普通来说，按照公式计算出来的矩形天线其反射系数都还会比