2016年《射频电路设计》实验

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RF射频电路设计与测试

RF射频电路设计与测试

重要参数
工作频率
射频电路的工作频率决定了其通信带宽和传输距 离。
线性度
射频电路的线性度决定了其信号处理的精度和失 真程度,影响通信质量。
ABCD
灵敏度
射频电路的灵敏度决定了其接收微弱信号的能力 ,直接影响通信距离和抗干扰能力。
噪声系数
射频电路的噪声系数反映了其内部噪声水平,对 通信系统的性能产生影响。
特点
射频电路具有高频率、高带宽、 高灵敏度等特点,能够实现高速 、远距离的信息传输。
工作原理
01
02
03
信号产生
射频电路通过振荡器等元 件产生高频信号,作为通 信系统的载波。
信号处理
信号经过调制解调、放大 滤波等处理,实现信息的 传输与接收。
能量传输
射频电路通过电磁波的形 式传输能量,实现无线通 信。
规范测试方法
在测试射频电路时,应制定规范的测试方法,并确保测 试人员严格按照方法进行操作,以提高测试结果的稳定 性和可重复性。
CHAPTER 05
发展趋势与展望
技术发展现状
当前rf射频电路设计已广泛应用在通信、雷达、导航、电 子对抗等领域,技术发展已经相对成熟。
随着集成电路技术的发展,rf射频电路设计正朝着小型化 、集成化、高性能化的方向发展,同时对电路的稳定性、 可靠性、一致性等性能要求也越来越高。
通过调整电路的参数和结构,仿真设 计可以预测电路在不同频率和不同环 境下的性能表现,为实际制作提供参 考。
实际设计
实际设计是将仿真设计得到的电路结构和参数应用到实际的 电路板和元器件上。
实际设计需要考虑电路板的布局、元器件的选择和安装、以 及电磁兼容性等问题,以确保电路的性能和稳定性。
优化设计

射频电路设计实例以及一些经常遇见的问

射频电路设计实例以及一些经常遇见的问

射频电路设计实例以及一些经常遇见的问射频电路设计很多人都会,那么你知道它的一些注意事项吗?在实际电路设计中,会遇到各种奇怪的问题,这就需要自己通过实践来积攒经验。

真正实用的技巧是当这些准则和法则因各种设计约束而无法准确地实施时如何对它们进行折衷处理。

当然,有许多重要的RF设计课题值得讨论,包括阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板以及波长和驻波等,在全面掌握各类设计原则前提下的仔细规划是一次性成功设计的保证。

一、RF电路设计的常见问题1、数字电路模块和模拟电路模块之间的干扰如果模拟电路(射频)和数字电路单独工作,可能各自工作良好。

但是,一旦将二者放在同一块电路板上,使用同一个电源一起工作,整个系统很可能就不稳定。

这主要是因为数字信号频繁地在地和正电源(>3 V)之间摆动,而且周期特别短,常常是纳秒级的。

由于较大的振幅和较短的切换时间。

使得这些数字信号包含大量且独立于切换频率的高频成分。

在模拟部分,从无线调谐回路传到无线设备接收部分的信号一般小于lμV。

因此数字信号与射频信号之间的差别会达到120 dB。

显然.如果不能使数字信号与射频信号很好地分离。

微弱的射频信号可能遭到破坏,这样一来,无线设备工作性能就会恶化,甚至完全不能工作。

2、供电电源的噪声干扰射频电路对于电源噪声相当敏感,尤其是对毛刺电压和其他高频谐波。

微控制器会在每个内部时钟周期内短时间突然吸人大部分电流,这是由于现代微控制器都采用CMOS工艺制造。

因此,假设一个微控制器以lMHz的内部时钟频率运行,它将以此频率从电源提取电流。

如果不采取合适的电源去耦,必将引起电源线上的电压毛刺。

如果这些电压毛刺到达电路RF部分的电源引脚,严重时可能导致工作失效。

3、不合理的地线如果RF电路的地线处理不当,可能产生一些奇怪的现象。

对于数字电路设计,即使没有地线层,大多数数字电路功能也表现良好。

而在RF频段,即使一根很短的地线也会如电感器一样作用。

粗略地计算,每毫米长度的电感量约为l nH,433 MHz时10 toni PCB线路的感抗约27Ω。

射频电路原理实验报告

射频电路原理实验报告

射频电路原理实验报告实验目的本实验旨在通过搭建射频电路原理实验平台,探索射频信号的特性,并了解射频电路中的基本元件和原理。

实验器材与材料- 射频信号发生器- 射频功率放大器- 直流电源- 变压器- 电感- 电容- 电阻- 示波器- 天线实验步骤1. 首先,将射频信号发生器和示波器正确接入电路,并设置合适的工作频率和幅值。

2. 接下来,通过变压器将输入信号的电压转换成合适的射频信号,并将其输入到射频功率放大器中。

3. 将射频功率放大器的输出信号连接到天线,以实现信号的无线传输。

4. 在示波器上观察到放大器输入和输出的波形,并记录相关数据。

5. 调整射频信号发生器和射频功率放大器的参数,观察波形的变化,进一步了解射频信号的特性和电路的响应。

实验结果分析通过观察示波器上的波形,可以看出射频功率放大器能够有效地将输入信号放大,并通过天线将信号发送出去。

随着射频信号发生器输出频率的增加,波形的周期性变化也能够清晰地观察到,表明电路对不同频率的信号具有不同的响应特性。

同时,我们还可以通过记录的数据计算出电路的增益,并与理论数值进行对比。

通过比较实际测量结果和理论预期,可以评估电路的性能和实验的准确性。

实验总结与心得通过本实验,我对射频电路的基本原理和电路中的元件有了更深入的了解。

通过搭建实验平台,我能够直观地观察到射频信号的特性,并掌握了调节参数以实现不同频率响应的技巧。

在实验过程中,我也遇到了一些问题,比如调节信号发生器的频率不够精确,导致波形的观察和数据的测量不够准确。

为了解决这个问题,我学会了合理选择仪器和参数,以获得更精确的实验结果。

总的来说,本实验对我进一步理解和掌握射频电路原理和实验方法有着重要的意义,也为我今后的学习和研究打下了坚实的基础。

参考文献- 《射频电路设计与实验指导书》- 《电子电路基础》。

《射频电路设计》课程教学大纲

《射频电路设计》课程教学大纲

《射频电路设计》课程教学大纲课程代码:0806608027课程名称:射频电路设计英文名称:Radio-frequency(RF) Circuit Design总学时:48 讲课学时:34 实验学时:14上机学时:课外学时:学分:3适用对象:电子信息工程专业本科四年制学生先修课程:《模拟电子技术》、《高频电子线路》一、课程性质、目的和任务本课程是电子信息工程专业的一门实用性很强的专业课。

本课程将运用大量的图解和实例,为学生讲解传输线原理、线性网络的匹配、滤波电路的设计、射频放大器等有源电路的设计,旨在使该专业的学生学习并掌握射频电路的基本概念以及射频电子线路设计原理等方面的知识。

为学生今后从事相关专业的工作,打下良好的基础。

二、教学基本要求射频电路设计内容涵盖频率为30MHz至4 GHz范围的电路设计,通过本课程的学习使学生能掌握采用分布参数等效电路进行射频电路的设计原理及方法,除了匹配及滤波等无源电路外,还要掌握线性有源网络和非线性有源网络的设计。

三、教学内容及要求1、射频电路设计基础教学内容:①射频电路的基本概念、应用领域与设计特点②波传播中的基本概念,传输线理论③二端口RF/微波网络的电路表示④基于S参数的分析方法。

教学要求:①理解射频电路和低频电路的区别②掌握基于S参数的分析方法2、无源电路设计教学内容:①Smith 圆图及其应用②匹配网络的设计③滤波电路的设计教学要求:①掌握用Smith圆图进行匹配设计的基本方法②掌握滤波电路的设计方法3、有源网络的线性和非线性设计教学内容:①有源网络中的稳定性及其分析②有源网络的噪声及其模型③放大器的增益④射频放大器的小信号设计⑤射频放大器的大信号设计⑥射频振荡器的设计⑦射频检波器和混频器的设计教学要求:①理解射频电路设计中所要考虑的三个方面:稳定性、增益、噪声②掌握射频放大器的小信号设计和大信号设计③掌握射频振荡器的设计,射频检波器和混频器的设计四、实践环节实验安排在本课程内,总计8个学时的实验:1、ADS软件的应用初步4学时2、微带滤波器的设计与仿真3学时3、阻抗匹配网络的设计与仿真3学时4、射频放大器的设计与仿真4学时五、课外习题及课程讨论为达到本课程的教学基本要求,鼓励学生结合实际电路设计多做相关课外习题,多进行电路的设计与仿真分析。

射频微波电路综合课程设计带通滤波器实验报告(模板)

射频微波电路综合课程设计带通滤波器实验报告(模板)

射频微‎波电路‎综合课‎程设计‎带通滤‎波器实‎验报告‎射频‎微波电‎路综合‎课程设‎计带通‎滤波器‎实验报‎告‎‎‎‎篇一‎:‎‎‎射频电‎路课程‎设计‎摘要‎滤波‎电路的‎综合设‎计是相‎当复杂‎的,需‎要好多‎理论知‎识和数‎学知识‎做铺垫‎,我们‎知道用‎于无线‎的模拟‎电路是‎在吉赫‎兹频段‎,高性‎能计算‎机、工‎作站,‎当然还‎有作为‎这方面‎例子的‎个人计‎算机,‎他们所‎使用电‎路的时‎钟频率‎不断的‎增加。

‎全球定‎位系统‎载波频‎率在1‎22‎ 7‎.60‎m hz‎~15‎7‎5.‎42m‎h z范‎围,而‎此次课‎程设计‎主要向‎大家介‎绍最大‎平滑巴‎特沃兹‎微波电‎路和等‎波纹契‎比学夫‎微波电‎路设计‎方法。

‎当微波‎电路工‎作在射‎频的低‎端频段‎,可以‎使用集‎总参数‎的元件‎进行设‎计,利‎用集总‎参数的‎电感和‎电容,‎按照一‎定的设‎计规则‎选取合‎适的电‎路和元‎件的参‎数,就‎可以实‎现归一‎化低通‎滤波电‎路的设‎计。

然‎后通过‎利用频‎率变换‎就可以‎低通微‎波电路‎、高通‎微波电‎路、带‎通微波‎电路和‎带阻微‎波电路‎的设计‎。

关‎键字:‎‎滤波‎电路‎平滑巴‎特沃兹‎微波电‎路等‎波纹契‎比学夫‎微波电‎路一‎引言‎通过‎对射频‎设计电‎路的学‎习,我‎们知道‎无线通‎信的快‎速发展‎,更紧‎凑的滤‎波器和‎混频器‎电路正‎在被设‎计和使‎用。

通‎常这些‎电路的‎工作频‎率高于‎1Gh‎z。

毫‎无疑问‎这种趋‎势将会‎继续下‎去,因‎此不仅‎要有独‎特性能‎的技术‎装置,‎而且要‎学会对‎高频电‎路中遇‎到的问‎题进行‎分析,‎我们知‎道随着‎频率的‎升高以‎及其相‎应的电‎磁波的‎波长变‎得可与‎分立电‎路元件‎的尺寸‎相比拟‎时,电‎阻、电‎容和电‎感这些‎元件的‎电响应‎就开始‎偏离他‎们的理‎想频率‎特性,‎下面将‎简单的‎向大家‎介绍一‎下本次‎滤波电‎路的设‎计方法‎,以及‎如何对‎其进行‎归一化‎。

射频射频LNA设计

射频射频LNA设计

《射频集成电路设计》课程设计报告LNA的设计和仿真专业:集成电路班级:电子0604学号:200681131姓名:高丕龙LNA的设计和仿真一.实验目的:1.了解低噪声放大器的工作原理及设计方法。

2.学习使用ADS软件进行微波有源电路的设计,优化,仿真。

3.掌握低噪声放大器的制作及调试方法。

二.原理简介1.低噪声放大器低噪声微波放大器(LNA)已广泛应用于微波通信、GPS接收机、遥感遥控、雷达、电子对抗、射电天文、大地测绘、电视及各种高精度的微波测量系统中,是必不可少的重要电路。

LNA是射频接收机前端的主要部分,它主要有以下四个特点:首先,它位于接收机的最前端,这就要求它的噪声系数越小越好。

为了抑制后面各级噪声对系统的影响,还要求有一定的增益,但为了不使后面的混频器过载,产生非线性失真,它的增益又不宜过大。

放大器在工作频段内应该是稳定的。

其次,它所接受的信号是很微弱的,所以低噪声放大器必定是一个小信号放大器。

而且由于受传输路径的影响,信号的强弱又是变化的,在接受信号的同时又可能伴随许多强干扰信号输入,因此要求放大器有足够的线型范围,而且增益最好是可调节的。

再次,低噪声放大器一般通过传输线直接和天线或者天线滤波器相连,放大器的输入端必须和他们很好的匹配,以达到功率最大传输或者最小的噪声系数,并保证滤波器的性能。

最后,它应具有一定的选频功能,抑制带外和镜像频率干扰,因此它一般是频带放大器。

LNA低噪声放大器的主要指标如下:1)工作频率与带宽2)噪声系数3)增益4).放大器的稳定性5)输入阻抗匹配6)端口驻波比和反射损耗在设计较高的频段低噪声放大器,通常选用场效应管FET和高电子迁移率晶体管(HEMT)。

影响放大器噪声系数的因素除了与所选用的选用元器件有关外,电路的拓扑结构是否合理也是非常重要的。

放大器的噪声系数和信号源的阻抗有关,放大器存在着最佳的信号源阻抗Zso,此时,放大器的噪声系数应该是最小的,所以放大器的输入匹配电路应该按照噪声最佳来进行设计,也就是根据所选晶体管的Гopt来进行设计。

射频集成电路设计实验报告

射频集成电路设计实验报告

大连理工大学本科实验报告课程名称:射频集成电路设计实验学院(系):电子信息与电气工程学部专业:集成电路设计与集成系统班级:学号:学生姓名:成绩:2016 年 6 月 5 日目录实验一分立电容电感匹配仿真实验 (3)一、实验目的 (3)二、设计平台 (3)三、实验原理 (3)四、实验步骤 (3)五、原理图设计 (3)1、匹配电路原理图: (3)2、匹配过程及网络响应图: (4)3、匹配网络电路图: (4)4、SMITH原图及仿真结果: (5)实验二微带线单支短截线匹配仿真实验 (6)一、实验目的 (6)二、设计平台 (6)三、实验原理 (6)四、实验步骤 (6)五、原理图设计 (6)1、匹配电路原理图: (6)2、匹配网络电路图: (7)3、SMITH原图及仿真结果: (7)五、实验心得 (8)实验一分立电容电感匹配仿真实验一、实验目的使用ADS2011仿真软件,用分立的电容电感元件串并联构成无源网络,使负载阻抗和源阻抗共轭匹配,实现电路的最大功率传输。

二、实验平台ADS2011仿真软件三、实验原理在射频电路设计中,阻抗匹配十分的重要。

阻抗匹配的通常做法是在源和负载之间插入一个无源网络,使负载阻抗与源阻抗共轭匹配,这种网络称为匹配网络。

本次实验的目的是实现电路的最大功率传输,阻抗匹配的具体思路如下图所示,其中是看向负载的输入阻抗,是看向信号源的源阻抗,和共轭;是负载看向左边的输出阻抗,和共轭,则整个电路实现最大功率的传输。

但若没有设计中间的匹配网络,那么看向左边的阻抗是,看向右边的阻抗是,阻抗不共轭,产生反射信号,即有功率损失。

故电路设计当中需要在输入阻抗和输出阻抗中间插入一个匹配网络来实现阻抗变换,使变换成,使其与共轭,消除反射信号,实现最大功率传输。

由于分立元件在高频是会产生寄生效应,由其组成的匹配网络一般用于1GHz及更低的频段。

故本次实验的S参数网络的扫描频段为1MHz到100MHz。

如果要求匹配网络的工作频段在1GHz以上时,应采用为微带线的分布参数元件来实现。

射频电路实验

射频电路实验

Z oe 01 117.37717 Z oe 12 88.21582 Zoo 23 60.19147
Zoo 01 52.59732
Zoe 23 83.78443
Z oo 12 58.21366
由于终端电容效应,L要减去大约0.33h ,得到的滤波器 微带耦合线的尺寸为:
三、实验原理
使用0.25个导波波长耦合谐振器构成的微带带通滤波器
设计方程 (1)求解导纳变换器的值
(2)求出导纳变换器的值后,可以根据下面的公式计算奇模、 偶模阻抗
(3)根据lincalc工具计算耦合微带线的尺寸
例子:滤波器的设计指标为:通带5000MHz~6000MHz,带内波纹小于0.5dB, 带外频率4500MHz以及6500MHz处衰减大于30dB,基片介电常数为2.8, 厚度为1mm。
等波纹切比雪夫低通原型的值可以通过下面的公式来求取
阶梯阻抗低通滤波器设计近似理论
对于长度为l,特性阻抗为Z0的传输线,其负载阻抗为ZL,则输入阻抗公式 为:
ZL cos( l ) j sin( l ) Z L jZ0tg ( l ) Z0 Z in Z 0 Z0 Z Z 0 jZ Ltg ( l ) cos( l ) j L sin( l ) Z0

4 1 1 1 C 2
及下面的图可以知道,滤波器的阶数为5
通带波纹为0.5dB低通原型的衰减和归一化频率的关系
(2)根据Linecalc工具可以知道20欧,120欧微带线的宽度分别为: 11.27mm,0.4mm. 120欧微带线对应的有效介电常数为2.84,20欧 微带线对应的有效介质常数为3.65(lincal工具求解)(实际的工 程设计中,一般是采用软件工具来求微带线的宽度)
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实验三RFID标签的设计、制作及测试一、【实验目的】在实际的生产过程中,RFID电子标签在设计并测试完成后,都是在流水线上批量制造生产的。

为了让学生体会RFID标签天线设计的理念和工艺,本实验为学生提供了一个手工蚀刻制作RFID电子标签的平台,再配合微调及测试,让学生在亲自动手的过程中,不断地尝试、提炼总结,从而使学生对RFID标签天线的设计及生产工艺,有进一步深刻的理解。

二、【实验仪器及材料】计算机一台、HFSS软件、覆铜板、Alien Higgs芯片、热转印工具、电烙铁、标签天线实物,UHF测试系统,皮尺三、【实验内容】第一步(设计):从UHF标签天线产品清单中,挑选出一款天线结构,或者自己设计一款标签天线结构,进行HFSS建模画图第二步(制作):将第一步中设计好的标签模型用腐蚀法进行实物制作第三步(测试):利用UHF读写器测试第二步中制作的标签实物性能四、【实验要求的知识】下图是Alien(意联)公司的两款标签天线,型号分别为ALN-9662和ALN-9640。

这两款天线均采用弯折偶极子结构。

弯折偶极子是从经典的半波偶极子结构发展而来,半波偶极子的总长度为波长的一半,对于工作在UHF频段的半波偶极子,其长度为160mm,为了使天线小型化,采用弯折结构将天线尺寸缩小,可以适用于更多的场合。

ALN-9662的尺寸为70mm x 17mm,ALN-9640的尺寸为94.8mm x 8.1mm,之所以有不同的尺寸是考虑到标签的使用情况和应用环境,因为天线的形状和大小必须能够满足标签顺利嵌入或贴在所指定的目标上,也需要适合印制标签的使用。

例如,硬纸板盒或纸板箱、航空公司行李条、身份识别卡、图书等。

ALN-9662天线版图ALN-9640天线版图五、【画图练习】为了熟悉HFSS画图方法,先练习画出以下4幅图形六、【实验步骤】第一步:根据以下要求进行HFSS 的建模仿真天线结构和尺寸:可参照“UHF 标签天线产品清单”,或者标签实物,选择其中一种,估算或用尺子测量其实际尺寸,进行HFSS建模。

绘制弯折结构时主要用到:画矩形面,合并,对称复制绘制缝隙结构时主要用到:画矩形面,画线,挖空视图调整主要用以下三个按钮:,,注意天线中间要留有2mm乘以2mm大小的空隙,用于焊接芯片。

第二步:标签天线实物制作:本次实验采用热转印的方法进行标签制作,具体步骤此处不详细叙述,应注意以下两点:1、图纸的生成:上一步在HFSS中创建的模型可导出为AutoCAD的dxf文件,注意该HFSS图纸导出方法,只能导出XOY(Z=0)面的图纸信息,如果需要的图层不在XOY面上,则需要在HFSS中将图层位移到XOY面,再做导出操作。

接下来,参照视频“AutoCAD 打印过程”,用AutoCAD软件进行图纸打印。

2、芯片焊接:如下图所示,本实验中用的芯片集成模块是将芯片制成可焊接封装,通过引出针脚来实现芯片与外部天线的链接。

芯片有三个引脚,其中位于一侧的OPEN引脚是悬空的,无需焊接,另外两个引脚RF1和RF2分别焊接到天线的两个焊点上。

使用电烙铁和焊锡将芯片焊接到天线上,推荐先在天线焊点焊锡,然后使用镊子夹住芯片对准焊点,用电烙铁融化焊锡即可完成焊接。

完成天线刻蚀和芯片焊接后,一个完整的标签即制作完成。

SOT封装的Alien Higgs-3芯片第三步:标签性能测试部署读写器及天线,调整读写器的频率、功率等参数,测试该标签性能,记录标签的最大读取距离、频率特性等性能指标。

根据测试结果评估该标签的性能是否满足设计要求。

按照上图所示方式将标签天线对准UHF读写器天线,并沿图中所示虚线向远离读写器方向移动标签,找出能否成功读取的临界点,记录读取距离。

在读写频率设置为915.4-921.8(33-49),功率等级设置为20的条件下,分别测试并记录本次制作的标签的EPC码和读取距离七、【实验结果】1、将标签天线的实物图粘贴于此2、填写本次制作的标签的EPC码和读取距离实验五L形匹配网络设计一、【实验目的】阻抗匹配的概念是射频电路设计中最基本也是最重要的概念之一,贯穿射频电路设计的始终。

要实现最大功率传输,必须使传输线与负载匹配,同时使负载阻抗与源阻抗共轭匹配。

当今业界进行射频电路设计采用的是商用的射频仿真软件,其中最具代表性的是安捷伦公司的ADS软件。

本次实验通过阻抗匹配的设计实例,作为ADS的入门,为将来从事射频设计工作打下基础。

有兴趣的同学课后可以自学徐兴福编著的《ADS2008射频电路设计与仿真实例》。

二、【实验仪器及材料】PC机一台,ADS2008仿真软件三、【实验内容】利用ADS软件设计阻抗匹配电路四、【实验要求的知识】实验前先熟悉教材中第6章关于阻抗匹配的内容,并在PC机上安装好ADS2008软件。

五、【范例:利用史密斯圆图设计L形匹配网络】先通过一个范例进行练习,设计过程如下:1)创建项目(Project)①启动ADS软件,弹出主视窗②选择主视窗中[File]菜单>[New Project],弹出[New Project]对话框,如下图所示,在“Name”文本框中输入新建工程的名字Match1,同时在“Project Technology Files”下拉框中选择工程使用的长度单位为millimeter。

选择完毕后点击[OK]按钮,弹出原理图向导,点击[Cancel]按钮关闭向导,弹出原理图编辑视窗。

2)创建原理图(Schematic)①在弹出原理图编辑视窗中,当前显示为untitled,表示未命名,选择[File]菜单>[Save Design ],弹出[Save Design as]对话框②在[Save Design as]对话框中,输入文件名Match1,然后单击[保存]按钮,将原理图命名为Match1.3)利用史密斯圆图设计L形匹配网络本设计指标如下:设计集总参数L形匹配网络中心频率为1GHz负载由10Ω的电阻和1.6nH的电感串联而成要求负载与50Ω的传输线相匹配设计步骤如下:①在新建的原理图Match1中,选择[tool]菜单>[Smith Chart]命令,弹出[Smith Chart Utility]窗口,在该窗口中,需要设置Freq(频率)和Z0(传输线特性阻抗),这里默认设置为Freq=1GHz,Z0=50Ω,与本次设计需求一致,故无需修改。

单击[Define Source/Load Network Terminations]按钮,弹出“Network Terminations”对话框,按照下图所示进行设置: 选中[Enable Source Termination]选中[Enable Load Termination]在[Load Impedance]项中,选择Series RL,R=10Ω,L=1.6nH②回到原理图Match1的编辑窗口中,在左上角的元件库一栏,点击“Lumped Components”右边的下拉箭头,在下拉列表中选择倒数第3个的[Smith Chart Matching ]元件库,选好后在左侧的元件面板中将显示唯一的元件图标,这个图标代表史密斯圆图元件,将该元件插入到原理图中,如下图所示。

③下面设计匹配网络:选中原理图中的史密斯圆图元件选中[Smith Chart Utility]窗口中的[Build ADS Circuit]按钮,弹出“Smart Component Sync”对话框,选择“Update Smart Component from Smith Chart Utility”选项,单击OK按钮选中[Smith Chart Utility]窗口中的[Auto 2-element Match]按钮,弹出[Network Selector]窗口,选中该窗口中左边的“串联电容,并联电感”图标,关闭该窗口,回到[Smith Chart Utility]窗口,在右下角会观察到出现了匹配电路图,如下图所示,单击图中的电容,可以查看电容的数值,是5.29579pF,同样单击电感能看到电感的数值为3.97887nH。

在[Smith Chart Utility]窗口的左半边,可以观察到经过L形匹配网络后阻抗的移动路径,负载(方形标记)阻抗点先经过等电阻圆,再经过等电导圆,最终到达圆心的匹配点。

这样我们就完成了L形匹配网络的设计。

④在原理图中观察子电路现在原理图中的史密斯圆图元件已经有了子电路,下面观察子电路,步骤如下:单击原理图中的史密斯圆图元件然后单击原理图工具栏中的按钮,进入子电路,如下图所示,从图中可以看出,子电路由L=3.98nH的电感和C=5.3pF的电容组成。

在原理图的工具栏中,单击按钮,从子电路退出。

⑤在原理图中仿真匹配网络选择左上角的元件库为[Lumped Components],在左侧的元件面板中,选择电阻R和电感L,分别插入到原理图中,将电阻的阻值设置为10Ω,电感的感值设置为1.6nH。

放置过程中可用Ctrl+R对元件进行90度旋转单击工具栏中的按钮,将电阻和电感连接起来,并将电感接地,如下图所示,这构成负载电路。

选择左上角的元件库为[Simulation-S_Param],在左侧的元件面板中,选择,插入原理图中,并将其接地。

单击工具栏中的按钮,将Term、匹配电路和负载电路连接起来,如下图所示。

在左侧的元件面板中,选择S参数仿真控件SP,插入原理图的画图区,对SP 仿真控件设置扫频范围如下:⏹频率扫描的起始值为0.5GHz⏹频率扫描的终止值为1.5GHz⏹频率扫描的步长为0.01GHz点击OK按钮现在可以对原理图进行仿真了,目的是观察加入匹配网络后的参数曲线,在原理图工具栏中单击按钮,运行仿真,仿真结束后,数据显示弹窗自动弹出,初始状态没有任何数据显示,用户自己选择需要显示的数据和数据显示的方式。

在数据显示视窗中,单击左侧面板中的按钮,在弹出的对话框中,选择要显示的数据为S(1,1)并点击>>Add>> 按钮,选择dB单位,添加到Trace中,点击OK,则S11曲线将显示在数据显示区中,点击工具栏中的按钮,添加一个Marker,可以在曲线上标记出中心频率处的S11值,如下图所示,可以看出,中心频率为1GHz,对应的S11为-57.194dB,表示在中心频率处的匹配良好。

六、【设计题】完成第五部分的范例练习后,根据以下设计需求,设计一个L形匹配网络,并完成第七部分思考题。

本设计指标如下:要求采用下图所示的L形匹配网络中心频率为500MHz负载为(90+j75)Ω要求负载与特性阻抗为75Ω的传输线相匹配七、【思考题】1)将第六部分的设计结果截图粘贴到以下空白处a)包含Term,匹配电路和负载电路的完整原理图b)S11曲线(标注出中心频率处的S11数值)提示:将读出的S11由dB单位换算成倍数单位,结合S11的物理意义进行分析。

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