北邮 微波工程基础ADS仿真实验报告

微波工程基础仿真

实验报告

学院：电子工程学院

班级：2012211xxx

学号：******xxxx

姓名：xxxx

班内序号：xx

一、实验题目

实验一

1．了解ADS Schematic的使用和设置

2．在Schematic里，分别仿真理想电容20pF和理想电感5nH，仿真频率为（1Hz-100GHz），观察仿真结果，并分析原因。

3．Linecalc的使用

a)计算中心频率1GHz时，FR4基片的50Ω微带线的宽度

b)计算中心频率1GHz时，FR4基片的50Ω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）

4．基于FR4基板，仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长开路CPW线的性能参数，中心工作频率为1GHz。仿真频段（500MHz-3GHz）,观察Smith 圆图变化，分析原因。

5．基于FR4基板，仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长短路CPW线的性能参数，中心工作频率为1GHz。仿真频段（500MHz-3GHz）,观察Smith 圆图变化，分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗，分析变化原因。6．分别用理想传输线和在FR4基片上的微带传输线，仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长开路线的性能参数，工作频率为1GHz。仿真频段（500MHz-3GHz）,观察Smith圆图变化，分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗，分析变化原因。扩展仿真频率（500MHz-50GHz），分析曲线变

化原因。

7．分别用理想传输线和在FR4基片上的微带传输线，仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长短路线的性能参数，工作频率为1GHz。仿真频段（500MHz-3GHz）,观察Smith圆图变化，分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗，分析变化原因。扩展仿真频率（500MHz-50GHz），分析曲线变化原因。

8．分别用理想传输线和在FR4基片上的微带传输线，仿真一段特性阻抗为50Ω二分之一波长开路线的性能参数，工作频率为1GHz。仿真频段（500MHz-3GHz）,观察Smith圆图变化，分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗，分析变化原因。扩展仿真频率（500MHz-50GHz），分析曲线变化原因。

9．分别用理想传输线和在FR4基片上的微带传输线，仿真一段特性阻抗为50Ω二分之一波长短路线的性能参数，工作频率为1GHz。仿真频段（500MHz-3GHz）,观察Smith圆图变化，分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗，分析变化原因。扩展仿真频率（500MHz-50GHz），分析曲线变化原因。

实验二

10．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。

11．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，比较分析题1和题2的结果。

12． 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，设计这个匹配变换器并计算1.0=Γm 的带宽，给出回波损耗和插入损耗与频率的关系曲线，比较分析题2和题3的结果。

13． 题3中，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，比较分析题3和题4结果。

14． 对于一个负载阻抗Z L =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1.0=Γm 的带宽。

15． 并联双枝节匹配电路，并联双枝节为开路，枝节之间相距λ/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1.0=Γm 的带宽。

实验三

Momentum

16． 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 ）

17． 针对第14题，改变仿真的频率为（0-40GHz ），观察上述传输线的性能变化并分析原因

18． 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。

19．在Momentum 里，仿真一个大小为40mm*45mm端接3mm*1mm的负载（频率:0.5-2.5GHz），结构如下：

3mm

40mm

1mm

45mm

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，观察仿真结果，分析带宽性能，如果中心频率出现偏移，试看能否通过调整传输线尺寸，将其性能调回1.6GHz。

20．用17题中的负载，在扫描的频率范围内，找出虚部为0的频率点，并在该频率点用四分之一阻抗变换器实现匹配，并观察和分析仿真结果。

二、实验内容

微波仿真课（1）

1.了解ADS Schematic的使用和设置

2.在Schematic里，分别仿真理想电容20pF和理想电感5nH，仿真频率为（1Hz-100GHz），观察仿真结果，并分析原因。

理想电容：

理想电感：

分析：理想电容为容性，因此在史密斯原图下半平面上，阻抗随频率增大而减小；理想电感为感性，因此在史密斯原图上半平面上，阻抗随频率增大而增大。

3.Linecalc的使用

a)计算中心频率1GHz时，FR4基片的50Ω微带线的宽度

b)计算中心频率1GHz时，FR4基片的50Ω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）