微波仿真实验报告

1、微波仿真实验报告班级：姓名： 学号：班内序号：仿真模型FR4基片：介电常数为4.4,厚度为1.6mm，损耗角正切为0.02【实验内容】1. Linecal的使用(1) 计算FR4基片的50欧姆微带线的宽度实验步骤：a) 新建工程：Main界面 -> File -> New Project -> 选择文件夹 -> 输入工程名 -> OKb) 打开Linecal：Schematic界面 -> Tools -> LineCalc -> Start LineCalcc) 仿真计算：设置参数（如下图） -> Synthesize 向上小三角(2) 计

2、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）Component:Type选择共面波导CPW2. 了解ADS Schematic的使用和设置Simulation-S_Param库：扫频设置器S_Parameters、基片参数设置器MSub和S参数负载端口TermLumped-Components库：电容、电感、电阻等常见电路元件TLines-Ideal库：理想传输线器件TLines-Microstrip库：微带传输线器件仿真步骤：a) 搭建仿真电路b) 点击工具栏按钮，进行仿真c) Page界面左侧面板添加测量图3. 分别用理想传输线和微带传输线在FR

3、4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，工作频率为1GHz。观察Smith圆图变化。理想传输线：微带传输线：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。理想传输线：微带传输线：5. 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欧姆二分之波长开路线的性能参数，工作频率为1GHz。观察Smith圆图变化。理想传输线：微带传输线：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。

4、观察Smith圆图变化。理想传输线：微带传输线：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。Z1=22.3607-20dB带宽：1072-928=144MHz8. 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。实际微带传输线四分之一波长阻抗变换器无法实现频率在1GHz处的完全匹配，只能达到-38dB左右。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

5、计这个匹配变换器并计算m=0.01的带宽，给出回波损耗和插入损耗与频率的关系曲线。计算：Z1=33.4370Z2=22.3607Z3=14.9535-20dB带宽：1325M-681M=644MHz10. 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。-20dB带宽：1479M-540M=939MHz11. 导出S参数数据，比较7-10题的-20dB带宽特性。理想四分之一波长阻抗变换器-20dB带宽144MHz；实际微带传输线四分之一波长阻抗变换器-20dB带宽145MHz，与理想情况相符。3节二项式匹配变换器-20dB带宽644MHz；3节

6、切比雪夫匹配变换器-20dB带宽939MHz，比二项式匹配变换器扩展了49%，但带内起伏较大，与理论相符。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m=0.01的带宽。并联短路单枝节：m=0.01对应 -20dB 带宽：2110M-1906M=204MHz并联开路单枝节：-20dB带宽：2047M-1947M=100MHz13. 并联双枝节匹配电路，并联双枝节为开路

7、，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m=0.01的带宽。-20dB带宽：2016M-1980M=36MHzMomentum1. 在FR4基板上分别仿真四分之一波长开路线，四分之一波长短路线，二分之一波长开路线和二分之一波长短路线，中心工作频率为1GHz，并与Schematic仿真结果比较。仿真的频率（0-3GHz）四分之一波长开路线：四分之一波长短路线：二分之一波长开路线：二分之一波长短路线：2. 针对第1题，改变仿真的频率为（0-20GHz），观察上述传输线的性能变化并分析原因四分之一波长开路线：四分之一波长短路线：二

8、分之一波长开路线：二分之一波长短路线：3. 在Schematic里，分别仿真理想电容20pF和理想电感5nH，仿真频率为（0-40GHz），观察仿真结果，并分析原因。20pF电容：S21=T=1+L=2ZLZL+Z0ZL=ZC+RLZc=j12fC频率低时Zc大，负载与传输线不匹配，|S21|小；频率越高Zc越小，等效负载越接近传输线特征阻抗，匹配程度越好，|S21|越接近1；当f=1.5GHz时，Zc=j2fC=j5.31，Zc影响可以近似忽略，负载与传输线近似匹配，|S21|1；频率再增大，|S21|基本不变。5nH电感：ZL=j2fL频率低时ZL小，负载与传输线近似匹配，|S21|接近1；频率越高ZL越大，对负载影响越大，匹配程度越差。4. 在Momentum 里，仿真一个大小为80mm*80mm的负载（频率:0.5-2.5GHz），求出f=1.6GHz的阻抗值，并在该频率下针对该负载分别设计并联开路单枝节和并联短路单枝节匹配，观察