基于ads软件的传输线理论仿真设计与分析

.基于ADS软件的传输线理论仿真设计与解析一．实验目的：1、熟习ADS软件的使用；2、利用ADS软件进行基本传输线和微带线的电路设计和仿真。二．实验原理：对无耗平均传输线，线上各点电压U（z），电流I（z）与终端电压U1，终端电流I1的关系为：U（z）=U1cos（βz）+jI1Z0sin（βz）（z）=I1cos（βz）+j（U1/Z0）sin（βz）此中Z0为无耗传输线的特征阻抗；β为相移常数。定义传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比为该点的输入阻抗，记作Zin，即：Zin（z）=U（z）/I（z）由此可以得：Zin=zz1jz0tan(z)0zjztan(z)01此中，Z1为终端负载阻抗。三．软件仿真（1）.终端为般配负载状况下的特征：..图（a）终端负载般配时的原理图图（b）终端负载般配时输入阻抗分布列表和S参数分布仿真结果解析：传输线上任意点的输入阻抗为50Ω，此时Zin=Z0，与理论切合；终端负载般配时反射系数为-50dB，（2）负载短路状况下的特征：..图（a）终端负载短路时的原理图图（b）终端负载短路时S参数分布和smith圆图..图（c）终端负载短路时的输入阻抗分布列表仿真结果解析：终端负载短路状况下，S11=-1，反射系数为0dB，传输线上任意一点Z处的反射系数Γ（z）=-1，如图（b）smith圆图，与理论相切合；传输线上任意一点Z处的输入阻抗为Zin=jZ0tan(Z)。（3）终端负载开路状况下的特征：..图（a）终端负载开路时的原理图图（b）终端负载开路时的S参数分布和smith圆图图（c）终端负载开路时的输入阻抗分布列表仿真结果解析：终端负载开路状况下，此时只好储存能量而不可以传输能量，反射系数为0dB，发生了全反射，如smith圆图，与理论切合；输入阻抗值如图（c）所示，与理论公式Zin=-jZcot(Z)相切合。..（4）终端负载为纯电抗时的特征：图（a）终端负载为纯电抗时的原理图图（b）终端负载为纯电抗时的S参数分布和smith圆图..图（c）终端负载为纯电抗时的输入阻抗分布列表仿真结果解析：终端负载为纯电抗状况下，相同，负载不用耗能量，发生了全反射，如图（b）与理论相切合；此时的输入阻抗值如图（c）所示，满足理论公式Zin=jX。（5）终端负载为复阻抗时的特征：图（a）终端负载为复阻抗时的原理图..图（b）终端为复阻抗时的S参数分布和smith圆图图（c）终端负载为复阻抗时的输入阻抗分布列表仿真结果解析：当终端负载为复阻抗时，信号源入射的电磁波功率一部分被终端负载汲取，另一部分被反射，此时反射系数Γ（z）<1，1=|Γ1|，与图（b）相切合；此时传输线上输入阻抗如图（c）所示，满足理论公式Zin=Z0。..基于HFSS的传输线仿真设计与理论解析基于HFSS软件的终端为般配负载的特征图（d）仿真原理图图（e）输入阻抗的S（11）参数分布图（f）smith圆图结果仿真结果解析：传输线上任意点的输入阻抗为50Ω，此时Zin=Z0，与..理论切合；终端负载般配时反射系数为-50dB，能量几乎都传达到了负载，与传输线终端般配理论Γ（z）=0切合。基于HFSS软件的负载短路的特征图（d）负载短路时的原理图（此中将终端负载电阻值设置为5*e9，近似于短路）图（e）负载短路时的S参数分布仿真结果解析：终端负载短路状况下，Γ（z）=-1，反射系数为0dB，传输线上任意一点Z处的反射系数=-1，如图（b）smith圆图，与理论相切合；传输线上任意一点Z处的输入阻抗为Zin=jZ0tan（Z）。基于HFSS的终端负载开路下的特征..图（d）负载开路时的原理图（将终端负载的电阻值改为，）图（e）S参数分布和smith圆图仿真结果解析：终端负载开路状况下，此时只好储存能量而不可以传输能量，反射系数为0dB，发生了全反射，如smith圆图，与理论切合；输入阻抗值如图（c）所示，与理论公式Zin=-jZcot（Z）相切合。..基于HFSS软件下的负载为纯电抗的特征图（d）仿真原理图（将终端电阻值改为j*50）图（e）S参数分布和smith圆图仿真结果解析：终端负载为纯电抗状况下，相同，负载不用耗能量，发生了全反射，如图（b）与理论相切合；此时的输入阻抗值如图（c）所示，满足理论公式Zin=jX。基于HFSS软件的终端负载为复阻抗时的特征：..图（d）负载为复阻抗的原理图图（e）S参数分布仿真结果解析：当终端负载为复阻抗时，信号源入射的电磁波功率一部分被终端负载汲取，另一部分被反射，此时反射系数<1，1=|1|，与图（b）相切合；此时传输线上输入阻抗如图（c）所示，满足理