微波技术与天线实验3利用ADS设计集总参数匹配电路
微波技术与天线实验三
微波技术与天线实验报告图1.新建HFSS工程图2. 设置求解类型2.创建微带天线模型2.1设置默认的长度单位为mm图3. 设置默认的长度单位为mm 2.2建模相关选项设置图4. 建模相关选项设置2.3 创建参考地在Z=0的XOY面上创建一个顶点位于（-45mm, -45mm），大小为90mm×90mm 的矩形面作为参考地，命名为GND，并为其分配为理想导体边界条件。
2.4 创建介质板模型创建一个长、宽、高为80mm×80mm×5mm的长方体作为介质板层，介质板层的底部位于参考地上，其顶点坐标为（-40，-40, 0），介质板的材料为R04003，介质板层命名为Substrate2.5 创建微带贴片在Z=5的XOY面上创建一个顶点坐标为（-15.5mm,-20.7mm,5mm），大小为30.0mm×41.4mm的矩形面作为微带贴片，命名为Patch，并为其分配理想导体边界条件。
2.6 创建同轴馈线的内芯创建一个圆柱体作为同轴馈线的内芯，圆柱体的半径为0.5mm，长度为5mm，圆柱体底部圆心坐标为（9.5mm,0,0）,材质为理想导体，同轴馈线命名为Feed。
2.7 创建信号传输端口面同轴馈线需要穿过参考地面，传输信号能量，因此需要在参考地面GND上开一个圆孔允许能量传输。
圆孔的半径为 1.5mm，圆心坐标为（9.5mm,0,0），并将其命名为port.2.8 创辐射边界表面创建一个长方体，其顶点坐标为（-80，-80，-35），长方体的长宽高为160mm ×160mm×75mm,长方体模拟自由空间，因此材质为真空，长方体命名为Air,创建好这样一个长方体之后，设置其四周表面为辐射边界条件。
、图5 微带贴片天线模型3.设置激励端口设置同轴信号端口面的激励方式为集总端口激励。
4.添加和使用变量添加设计变量Length,初始值为30.0mm,用以表示微带贴片天线的长度，添加设计变量Width，初始值为41.4mm, 用以表示微带贴片天线的宽度，添加设计变量Xf, 用以表示同轴馈线的圆心点的X轴坐标。
射频微波天线及ADS仿真
单极天线 D=1.5 或 1.76 dB
D
(d )2 (d2)2
式中,d为抛物D面半径2 ,λ 为信号波长,A为喇叭口面
面积。
第12章 射频/微波天线
12.1.2 通常,天线看作是辐射点源,近区是球面波,远区为
平面波, 如图12 - 4 所示。辐射方向图是在远区测量。 下面给出远、 近场的分界点。
(b)
图 12-2 (a) 按电场定义； (b) 按功率定义
第12章 射频/微波天线
(6) 旁瓣: 在主辐射波瓣旁,还有许多副瓣,沿角 度方向展开如图12 - 3 所示。其中, HPBW 为半功 率波束宽度,辐射最大功率下降3dB时的角度; FNBW 为第一零点波束宽度; SLL为旁瓣高度,辐射最大功率与 最大旁瓣的差。
第12章 射频/微波天线
12.6
微带天线的优缺点及应用
同常规的微波天线相比，微带天线具有一些优点。因而，在大约从100MH 到50GHz的宽频带上获得了大量的应用。与通常的微波天线相比，微带天线的 一些主要优点是： 重量轻、体积小、剖面薄的平面结构，可以做成共形天线； 制造成本低，易于大量生产； 可以做得很薄，因此，不扰动装载的宇宙飞船的空气动力学性能；无需作大的变 动，天线就能很容易地装在导弹、火箭和卫星上； 天线的散射截面较小； 稍稍改变馈电位置就可以获得线极化和圆极化（左旋和右旋）； 比较容易制成双频率工作的天线； 不需要背腔； 微带天线适合于组合式设计（固体器件，如振荡器、放大器、可变衰减器、开关、 调制器、混频器、移相器等可以直接加到天线基片上）； 馈线和匹配网络可以和天线结构同时制作。
第12章 射频/微波天线 图 12-6 常见天线
第12章 射频/微波天线
喇叭 型 螺旋型 对称阵子型
微带天线ADS设计
实验八 微带天线一．实验目的：1. 掌握微带天线基本理论和设计方法。
2. 利用ADS 仿真设计仿真微带天线。
3. 利用匹配的参数值对微带天线进行仿真 二．预习内容：1．熟悉微波课程有关微带的理论知识。
2．熟悉微波课程有关阻抗匹配的理论知识。
三、软件仿真：设计3GHz 微带天线，基板参数为( )4.5/0.762mm,导电材料为铜，导电率6.45e+7,铜皮厚度t=0.05mm，损耗角正切0.015。
并用四分之一线段实现与h r /ε50Ω馈线的匹配。
⑴ 先进行理论计算(要求算出微带天线的长L、宽W，输入阻抗Zin，并进行匹配，要求用四分之一阻抗变换器匹配到特性阻抗为50Ω的微带线上,并求出四分之一阻抗变换器的长宽(44,λλW L )，并求出特性阻抗的宽度W ，长度自定)。
0Z ⑵ 用ADS 进行验证仿真。
在原理图中的天线示意图如下ADS 的版图示意图如下：(真实的天线及其馈线并不是这个形状)0.①用momentum的S参数仿真控件进行S参数仿真②要求得出输入反射系数的[S(1,1)]幅值和相位，输入端的阻抗。
③根据求出的输入阻抗等，用Momentum中的post-Processing—Radiation Pattern(辐射方向图)进行仿真。
天线S11在频率为3GHz时为0 dB，说明输入端匹配，无反射。
相位为90度。
四、通过ADS 软件对已知尺寸的天线进行匹配有一面微带天线中心工作频率为1.5GHz,长100mm，宽25mm,从宽边的中间馈电，基板参数为( )4.5/0.762mm,导电材料为铜，导电率6.45e+7,铜皮厚度t=0.05mm，损耗角正切0.015。
hr /ε要求：① 先测出传输线的输入阻抗。
②利用传输线先销掉虚部。
③再利用四分之一阻抗变换器把阻抗变换到50Ω，TL3④要求测出天线的一些相关参数。
五 试验小结1，试验中的天线先接一段50特性阻抗的微带，在该段微带端进行匹配，这样做是考虑到50欧的微带尺寸容易实施操作，因为，微带线宽确定（基板参数确定）的情况下，改变线长，只有阻抗的虚部会改变。
2024版ADS设计实验教程微波滤波器的设计制作与调试
•引言•微波滤波器基本原理•ADS 软件在微波滤波器设计中的应用•微波滤波器制作工艺流程•调试技巧与常见问题解决方案•实验案例分析与讨论•总结与展望目录01引言微波滤波器概述微波滤波器是一种用于控制微波频率响应的二端口网络，广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
微波滤波器的主要功能是允许特定频率范围内的信号通过，同时抑制其他频率范围的信号，从而实现信号的选频和滤波。
微波滤波器的性能指标包括插入损耗、带宽、带内波动、带外抑制等，这些指标直接影响着通信系统的性能。
设计制作与调试重要性设计是微波滤波器制作的首要环节，良好的设计能够确保滤波器的性能指标满足系统要求。
制作是将设计转化为实物的过程，制作精度和质量直接影响着滤波器的最终性能。
调试是对制作完成的滤波器进行性能调整和优化，使其达到最佳工作状态的过程。
本教程旨在介绍微波滤波器的设计、制作与调试过程，帮助读者掌握相关知识和技能。
教程内容包括微波滤波器的基本原理、设计方法、制作流程和调试技巧等。
通过本教程的学习，读者将能够独立完成微波滤波器的设计、制作与调试，为实际工程应用打下基础。
教程目的和内容02微波滤波器基本原理低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器微波滤波器分类工作原理及性能指标工作原理性能指标常见类型微波滤波器特点集总参数滤波器分布参数滤波器陶瓷滤波器晶体滤波器03ADS软件在微波滤波器设计中的应用ADS软件简介及功能模块ADS（Advanced Design System）是一款领先的电子设计自动化软件，广泛应用于微波、射频和高速数字电路的设计、仿真与优化。
ADS软件包含多个功能模块，如原理图设计、版图设计、电磁仿真、系统级仿真等，可满足不同设计阶段的需求。
ADS软件支持多种微波滤波器类型的设计，如低通、高通、带通、带阻等，具有强大的设计能力和灵活性。
微波滤波器设计流程确定滤波器类型和性能指标根据实际需求选择合适的滤波器类型，并确定滤波器的性能指标，如中心频率、带宽、插入损耗、带外抑制等。
微波技术与天线实验.
《微波技术与天线》实验一、实验目的：学会利用MATLAB 软件进行微波技术与天线的仿真，通过实验提高学生实际动手和编程能力，加深对基础知识的理解。
二、实验内容:1. 特性阻抗为Z0=150Ω的均匀无耗传输，终端接有负载100350j Z L +=Ω，用4/λ阻抗变换器实现阻抗匹配（如图所示），试计算4/λ阻抗变换器的特性阻抗Z01及离终端距离（设1=λ）。
2．利用MATLAB 分别绘出对于无耗传输线阻抗zjZ Z z jZ Z Z z Z L L in ββtan tan )(000++=的实部、虚部关于长度z 的图形，已知频率Hz f 9102⨯=，10120j Z L +=。
3.利用教材53页公式：导带厚度不为零(0≠t )的特性阻抗的近似公式为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫⎝⎛⋅+⋅⋅+=27.61818141ln 3020m m m Z r πππε (2–83)式中 tb wt b w m -∆+-=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛---=-∆n x b w x x x x x t b w 1.1/0796.02ln 5.01)1(2π (2–84) xx n -+=13/212 ； b tx = 画出r Z ε0关于w/b 的关系（t/b 取不同值时）。
4.利用MA TLAB 软件编程：求下图网络的[A]矩阵和[S]矩阵，设10==Y Y ,4/21πθθ==。
完成后发至sunxbcg68@《微波技术》实验报告学院：电子与信息工程学院专业：通信工程班级：＿＿＿＿＿＿＿姓名：＿＿＿＿＿＿＿学号：＿＿＿＿＿＿＿实验一阻抗匹配实验一、实验目的：学会利用MATLAB软件进行微波技术方面的仿真。
通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。
二、实验内容：利用MATLAB软件编程求解下面问题：1.特性阻抗为Z0=150Ω的均匀无耗传输线, 终端接有负载Z l=250+j100Ω, 用λ/4阻抗变换器实现阻抗匹配(如图所示), 试求λ/4阻抗变换器的特性阻抗Z01及离终端距离（可设λ=1）。
微带天线设计与仿真ADS
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微波电路与系统仿真实验报告（第三次）
一、实验名称：微带天线设计与仿真
二、实验技术指标：
1.频率：3GHz附近
2.陶瓷基片：介电常数εr＝9.8 厚度h＝1.27mm
3.输入阻抗：50Ω
三、报告日期：2011年10 月13 日
四、报告页数：共5 页
五、报告内容：
1.电路原理图（原理图应标明变量名称的含义，可用文字表述或画图说明）
2.电路图（利用ADS创建的电路图，可用屏幕截图）
这是微带天线未匹配的结构图：
这是输入匹配电路的原理图：
3.仿真结果（可用图形或数据显示）
这是未加入匹配电路的仿真结果：
4.布局图
这是加入匹配电路之后的布局图：
5.优化方法和优化目标（可用屏幕截图）
6.优化之后的电路图和仿真结果
优化之后的仿真结果之一：S11
方向图：
增益与方向性系数以及效率：
六、仿真结果分析
可以看出，微带天线的设计主要是参数的调节和匹配网络的优化，较小的反射系数可以使天线的效率更高，增益更大。
微带天线在半空间具有较好的全向性，但是增益低。
签名：赵翔
日期：2010年10月13日
1页。
微波技术与天线 实验报告
微波技术与天线实验报告微波技术与天线实验报告引言：微波技术和天线是现代通信领域中不可或缺的重要组成部分。
微波技术的应用范围广泛，包括无线通信、雷达、卫星通信等领域。
而天线作为微波信号的收发器，起到了关键的作用。
本实验旨在通过实际操作和测量，探索微波技术与天线的基本原理和应用。
实验一：微波信号的传输特性测量在本实验中，我们使用了一对微波发射器和接收器，通过测量微波信号的传输特性，来了解微波信号在传输过程中的衰减和干扰情况。
首先，我们将发射器和接收器分别连接到示波器上，并设置合适的频率和功率。
然后，将发射器放置在一个固定位置，接收器在不同距离上进行测量。
通过记录示波器上的信号强度，并计算出衰减值，我们可以得到微波信号在传输过程中的衰减情况。
实验结果表明，在传输距离增加的情况下，微波信号的强度逐渐减弱，呈指数衰减的趋势。
同时，我们还观察到在某些距离上，微波信号受到了干扰，出现了明显的波动和噪声。
这些干扰可能来自于周围的电磁辐射或其他无线设备的干扰。
实验二：天线的性能测量在本实验中，我们选择了不同类型的天线，并通过测量其增益、方向性和波束宽度等参数，来评估天线的性能。
首先，我们使用一个定位器来确定天线的指向性。
通过调整定位器的方向，观察信号强度的变化，我们可以确定天线的主瓣方向。
然后，我们通过改变接收器的位置和角度，测量不同方向上的信号强度，从而计算出天线的增益。
实验结果表明，不同类型的天线具有不同的性能特点。
某些天线具有较高的增益和较窄的波束宽度，适用于需要远距离传输和精确定位的应用。
而其他天线则具有较宽的波束宽度，适用于覆盖范围广泛的通信需求。
实验三：微波技术在通信领域的应用微波技术在通信领域有着广泛的应用。
其中，微波通信是最为常见和重要的应用之一。
通过使用微波信号进行通信，可以实现高速、稳定的数据传输。
微波通信广泛应用于无线网络、卫星通信和移动通信等领域。
此外，微波雷达也是微波技术的重要应用之一。
实验三 匹配.
实验三匹配
一．实验目的：
1.了解基本的调谐阻抗匹配理论和设计方法。
2.利用ADS仿真设计匹配电路。
3.利用调谐的方法得到匹配的参数值
二．预习内容：
1．熟悉微波课程有关阻抗匹配的理论知识。
2．熟悉微波课程有关阻抗变换器的理论知识。
三、软件仿真：
(一)设计一个工作中心频率400MHz，频宽40MHz的50-75Ω的T型阻抗变换
器。
(R
S =50Ω, R
L
=75Ω)
先进行理论计算，求得L1=199nH,C1=0.79pF,C2=0.64pF,L2=243nH. 然后用ADS进行验证，结果如下：
图一理论计算后的匹配电路及阻抗圆图
观察可上图可知：输入输出的阻抗已非常接近匹配点。
(二)用调谐的方法求(一)的匹配电路，仿真结果如下：
图二调谐法匹配的电路及阻抗圆图
经比较：通过调谐S11由-49.832dB进一步提高到-74.839dB，匹配的效果更好。
(三)对试验2中的功率放大器进行调谐，功放电路原理图如图三示。
图三功放电路图
图四调谐过程
由图四的调谐过程调谐后得到调谐后电路各个散射参量的smith圆图及其矩形框图。
图7
示。
图7 调谐后功放各个散射参量
由于放大器为有源器件，因此在调谐时不能做到完全匹配。
我们只能尽可能调谐到阻
抗轴上，并且尽可能接近匹配点。
射频ADS微波HFSS相关 射频实验二 射频CAD软件ADS的使用方法
实验二射频EDA软件ADS的使用方法一实验目的1. 简单了解射频EDA软件的原理及构成。
2. 初步掌握使用射频电路仿真软件ADS进行基本射频电路设计与仿真的方法。
二实验原理1. ADS简介ADS（软件全称为Advanced Design System）是美国安捷伦（Agilent）公司开发的电子设计自动化软件。
ADS功能十分强大，包含时域电路仿真(SPICE-like Simulation)、频域电路仿真(Harmonic Balance、Linear Analysis)、三维电磁仿真(EM Simulation)、通信系统仿真(Communication System Simulation)和数字信号处理仿真设计（DSP），支持射频和系统设计工程师开发所有类型的RF设计，从简单到复杂，从离散的射频/微波模块到用于通信和航天/国防的集成MMIC，是当今国内各大学和研究所使用最多的微波/射频电路和通信系统仿真软件软件。
最新版本为ADS2006A。
ADS软件可以供电路设计者进行模拟、射频与微波等电路和通信系统设计，其提供的仿真分析方法可分为时域仿真、频域仿真、系统仿真和电磁仿真四大类。
ADS软件包含的具体仿真分析方法如下：◆高频SPICE分析和卷积分析（Convolution）◆线性分析◆谐波平衡分析( Harmonic Balance)◆电路包络分析（Circuit Envelope）◆射频系统分析◆拖勒密分析（Ptolemy）◆电磁仿真分析(Momentum)随着电路结构的日趋复杂和工作频率的提高，在电路与系统设计的流程中，EDA软件已经成为不可缺少的重要工具。
EDA软件所提供的仿真分析方法的速度、准确与方便性便显得十分重要，此外该软件与其他EDA软件以及测量仪器间的连接，也是现在的庞大设计流程所必须具备的功能之一。
Agilent公司推出的ADS软件以其强大的功能成为现今国内各大学和研究所使用最多的软件之一。
(保姆级教学)ads设计高频微波整流电路
(本文旨在研究和探讨ads设计高频微波整流电路的相关内容，以及该领域的一些基本概念和理论，旨在帮助读者更深入地了解该主题。
)在当今的通信、射频和微波领域中，高频微波整流电路扮演着至关重要的角色。
作为整个系统中不可或缺的一部分，它的设计和性能对系统的稳定性和效率有着直接的影响。
本文将从浅入深地探讨ads设计高频微波整流电路的过程，帮助读者全面、深刻地理解这一主题。
1. 初识高频微波整流电路在微波通信系统中，高频整流电路的作用是将微波信号转换为直流信号，以供后续模块的使用。
然而，由于高频微波信号的特殊性，整流电路的设计相对复杂，需要考虑诸多因素，如寄生参数、匹配网络和功率损耗等。
ads设计高频微波整流电路并不是一件容易的事情，需要综合考虑各种因素并进行精准的仿真和优化。
2. 高频微波整流电路的基本原理在高频微波整流电路中，常见的整流方式包括单片整流、整流桥和谐振整流等。
这些整流方式具有各自的特点和适用范围，需要根据具体的应用场景进行选择。
另外，整流电路中的二极管和滤波电路也是至关重要的部分，直接影响着整流效率和稳定性。
在ads设计高频微波整流电路时，需要对这些基本原理有着清晰的理解，以便进行合理的设计和优化。
3. ads设计高频微波整流电路的关键技术在ads设计高频微波整流电路时，需要考虑的关键技术包括匹配网络设计、功率传输效率、材料选择和热管理等。
匹配网络的设计需要考虑到负载的变化和频率的影响，以实现最佳的匹配效果；功率传输效率则直接影响着整流电路的性能和稳定性；材料选择和热管理则是为了保证整流电路在高频微波环境下能够稳定运行。
这些关键技术需要在设计过程中综合考虑和优化，以实现高性能的整流电路。
4. 我的观点和理解作为整流电路设计的爱好者，我深知ads设计高频微波整流电路的复杂性和挑战性。
在实际的项目中，我发现需要不断地学习和实践，才能够掌握整流电路设计的精髓。
我相信，随着技术的不断进步和自身经验的积累，我能够设计出更加优秀的高频微波整流电路，为通信系统的稳定运行贡献自己的一份力量。
基于ADS的微带天线设计
射频实验报告（5）班级：信息83学号：08058017姓名：何彬实验要求：作业：设计、制作一中心频率为2.45GHz 的微带天线,天线采用50Ohm 微带线馈电，扫频范围：2.2GHz-2.7GHz 。
板材参数：H:基板厚度(1.5 mm)， Er:基板相对介电常数(2.65) Mur:磁导率(1)， Cond:金属电导率(5.88E+7) Hu:封装高度(1.0e+33 mm)， T:金属层厚度(0.035 mm) TanD:损耗角正切(1e-4)， Roungh:表面粗糙度(0 mm)报告要求：（1）简单叙述微带天线工作原理； （2）给出微带天线的版图尺寸；（3）给出版图仿真结果，并对其结果进行分析；（4）制作该天线，进行测试，给出天线的驻波测试结果，分析误差原因。
一、 实验原理：微带天线：参数计算方法：zyL/2g 的微带辐射单元与接地板之间的场分布微带辐射单元四周的场分布二、数值计算：据经验公式计算各微带的数值为： W =45.3 mm, L=40.2 mm;W1=0.52 mm, L1=21.86 mm; W2=4 mm, L2=20.64 mm.三、根据算得的数据进行设计：根据数据设计版图为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==20220212029022λλW W G Y inW>λ0W ≤λ0)2(20L L cf e ∆+=ε2/10122⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=r f c W ε()()⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧++-+=∆⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++==-8.0/264.0/258.03.0412.012121211202/10h W h W hL W h W h Z e e r r eeεεεεεεπ版图仿真结果：由仿真结果可以看见中心频率不对，比预期的2.45G要低。
另一种仿真：首先只画天线辐射贴片仿真结果为：可以看出直接由经验公式算出的贴片参数是不能满足要求的，需要进行改动：设W=45mm,L=37.1mm。
ADS天线匹配仿真设计
ADS天线匹配仿真设计1打开ADS并新建一个工程文件点击Create A New Project,将弹出下面的对话框：这里要注意两点：1、Project Technology Files一定要选择正确的单位，一般选择millimeter2、文件路径请不要带有中文和空格，在default\后面输入工程（Project）的名称。
这里我们将要建立的工程命名为“AntennaMatching”，点击OK建立工程。
2建立、保存电路图文件工程建立后会自动弹出电路图（Schematic）文件，如图所示：注意：此时电路图文件还未保存。
在进行设计之前，建议先保存电路图文件。
若电路图文件未自动弹出，可以新建一个，具体方法如图：点击之后会新建一个未命名的电路图文件，先命名并保存为Matching1.（在ADS中，所有的电路图文件后缀名是.dsn）3创建一个一端口电路的仿真为了生成一个合适的s1p文件（后面用来放入仿真或测试得到的天线无源参数），这里先进行一个任意的一端口电路仿真，并生成.s1p文件。
注意：这个方法只针对无法直接得到.s1p的情况。
若电磁仿真软件和矢网能够生成一端口s1p文件，则可跳过此步。
另外，该方法对两端口网络的其中任何一个端口都是同样适用的。
选择Tlines-Ideal中的TLIN元件（理想传输线,会和实际传输线有所差别）并将其拖拽放置到电路图中。
双击可以改变这段理想传输线的参数：这里我们可以用默认的参数即可。
为了得到这个一端口网络的S参数，我们要加入S参数仿真控制器和端口：在左上角下拉菜单中选择“Simulation-S_Param”选择其中的S P和Term两个元件，拖拽加入电路图文件中，并将T erm接地：连接完成后电路图如图所示：此时需要设置S参数仿真的频率，请按照实际测试的频率范围设置，比如这里设置700MHz到2.3GHz，选取201个仿真点。
双击S-Parameters仿真控制器进行设置：设置完成后点击F7,或者下面的图标开始仿真：仿真完成之后，在菜单中选择Tools>Data File Tool,弹出下列对话框：如图所示设置参数，将仿真的文件写入到一个名叫Antenna1.s1p 的文件中，点击Write to File可产生此文件。
基于ADS的微波混频器设计分析
基于ADS的微波混频器设计分析微波混频器设计时采用了ADS软件，ADS软件能够优化微波混频器中的电路，提高微波混频器的工作性能。
微波混频器中采用了微电子技术、射频通信技术，运用ADS软件保障各项技术在微波混频器中的有效应用，促使微波混频器可以满足使用标准，因此，本文主要探讨ADS中微波混频器的相关设计。
标签：ADS；微波混频器；设计微波混频器设计中采用了单平衡混频器电路，此项电路设计时需以平面微带混合集成为基础，为了保障微波混频器设计的合理性，应该采用ADS软件完善设计，辅助安排电路的仿真，促使微波混频器能够达到技术指标，优化电路结构在微波混频器中的应用，表明ADS软件在微波混频器中的可靠性。
1 原理微波混频器在使用时过滤掉不需要的频率分量，主要由信号输入、非线性器件、本地振荡器、滤波器以及输出中频信号几个模块构成，当两个不相同频率的高频电压加载到一个非线性器件上后，应该要经过非线性变换，流经混频器的电流中有差频分量、谐波、基波以及直流分量[1]，比如这些电流中的差频分量，属于微波混频器中有用的中频信号，此时就要利用微波混频器过滤掉除差频分量以外的电流信号，得出差频分量以后完成混频的过程。
微波混频器使用ADS软件设计时要注意谐波平衡法的应用，分析混频器的非线性电路，简化混频器的电路设计。
2 优势ADS软件下，微波混频器设计表现出了明显的优势，首先是ADS简化了微波混频器的电路，在简单电路下就能完成频率的集成，提高了混频器工作的稳定性；然后是微波混频器的工作带宽设计的频程大，维护好混频器的性能[2]；最后是微波混频器采用ADS软件设计后优化了各项指标，包括噪声系数、带宽以及动态范围等，保障微波混频器的使用性能。
3 设计3.1 设计方案基于ADS的微波混频器设计方案中，最先要规划整体电路的拓扑设计，微波混频器的主要组成有：定向耦合器、电感线、二极管、阻抗匹配电路、相移线、匹配负载和中频及直流通路[3]，ADS软件给出了拓扑设计，混频器中的微波信号经过定向耦合器从输入端口1进入，本振功率的入口是输入口2，定向耦合器在混频器中区分了本振口与信号口，设计出了适当的距离，耦合度设计为10dB，阻抗变换器安装到混频管到耦合器的四分之一位置，阻抗完成匹配之后，信号与本振功率就可以准确的加载到二极管，混频器中安装的二极管为复阻抗，直接在正常的工作频率下测量，ADS在电路设计方案中使用了两个混频管，在相位关系的条件下促使信号与本振都能等分加载到对应的二极管上，混合电路与耦合器连接时，需采用分支线和环形桥连接，保障电线连接的合理性。
ADS仿真实验报告
电磁场与微波实验报告ADS仿真实验目的1.熟悉ADS软件的基本操作；2.掌握微带线的基本原理；3.掌握微带线基本元件和匹配电路的设计。
微带线工作原理微带线是当前广泛应用的微波传输线，其结构如图5-1所示，它的工作模式是准TEM 模。
微带线的基本参数有： ● 宽高比W/h =0.1~5● 有效介电常数εe =(0.5~0.8)εr ● 特性阻抗Z c ● 微带线中的波长λg =0e =e● 微带线中的相速νp =e微带电路的基本元件特性是：● 微带终端短路线段的特性：Z =jZ c tan 2πλgl● 微带终端开路线段的特性：Z =−jZ c tan2πλgl● 微带电路接地：通常采用打沉铜孔的方式，使上层的金属与下层的地板相连。
微波电路中各接地点就近接地，通过一段线再接地和直接接地效果是不同的。
实验内容1. 计算微带线的参数2. 开路/短路微带线的元件特性仿真3. 设计匹配电路实验步骤1. 计算微带线的基本参数 计算结果r图1 微带线基本参数由图知，当微带线特性阻抗大小为50Ω，电长度为1/4波长时，计算所得的微带线的线宽和线长分别为1.917410mm和13.853500mm。
2.开路线/短路线的元件仿真特性：计算f=3 GHz时，特性阻抗为75 Ω的不同长度的微带线的特性。
计算特性阻抗为75 Ω，电长度为1/4波长的微带线的线宽和线长，步骤同上，计算所得的微带线的线宽和线长分别为0.878198mm和14.3300mm。
原理电路和仿真结果图2 元件特性仿真电路图图3 开路微带线和短路微带线阻抗特性仿真结果对于开路微带线长度为14.30mm（1/4波长）、8mm（小于1/4波长）、20mm （大于1/4波长）的微带线其对应的输入阻抗分别Z0*0.011（约为0）、Z0*(-j1.162)、Z0*j1.169，分别等效于串联谐振（短路）、电容、电感。
对于短路微带线长度为14.30mm（1/4波长）、8mm（小于1/4波长）、20mm（大于1/4波长）的微带线其对应的输入阻抗分别Z0*62.788（约为∞）、Z0*(j1.814)、Z0*(-j2.098)，分别等效于并联谐振（开路）、电感、电容。
基于ADS的微波混频器设计分析
基于ADS的微波混频器设计分析
微波混频器是一种电路元件，主要用于将两个或多个不同频率的信号混合，产生出一个新的频率。
基于ADS进行微波混频器的设计分析，可以通过模拟和优化来实现性能的优化。
本文将以一个典型的微波混频器为例，阐述基于ADS的微波混频器设计分析的过程。
在ADS软件中创建工程，并选择混频器设计的频率范围。
然后，选择适当的混频器拓扑结构，如集总型或分布型结构。
在本例中，我们选择集总型结构。
接下来，选择适当的元器件，包括衰减器、耦合器、滤波器等。
根据混频器的要求，我们需要确定一些关键参数，如带宽、插入损耗、隔离度等。
通过对基本的混频器方程进行计算和仿真，我们可以得到一些初步的结果。
接着，进行电磁仿真，通过ADS软件中的电磁仿真工具来验证设计的可行性。
在仿真中，我们可以看到元器件的S参数、功率分布、相位分布等信息，以及设计的问题和改进的方向。
在得到初步的仿真结果后，我们可以进行参数扫描，找到最佳的参数组合。
我们可以改变元器件的尺寸、材料等参数，来优化性能。
通过ADS软件中的优化工具，我们可以快速找到最佳解，并得到相应的参数取值。
我们可以对设计进行验证。
通过将仿真的结果与实际测量结果进行比对，来验证设计的准确性和可靠性。
如果有差异，可以相应地对设计进行修正。
基于ADS的微波混频器设计分析是一个逐步迭代的过程，通过模拟和优化来实现性能的优化。
通过这种设计方法，我们可以更好地理解混频器的原理和工作方式，并实现设计的准确性和可靠性。
这对于微波混频器的设计和应用具有重要意义。
利用ADS进行微带天线设计
微带天线设计（ADS）一、设计原理微带贴片天线是由介质基片、在介质一面上有任意平面几何形状的导电帖片和基片另一面上的地板构成。
一般来说，设计中常用的有以下两种：1、矩形微带天线；2、圆形微带天线。
圆形微带天线的波瓣宽度较矩形的窄，但是方向性系数几乎相同。
它们应用在不同方面。
前不久曾用SONNET进行过一个矩形微带天线的设计，所以这次我采用ADS软件来进行一个圆形天线的设计。
遗憾的是，书中只有关于矩形贴片的设计步骤及公式，圆形的我没有查到，只是按照自己的理解进行，错误之处请老师批评指正。
我选择了介电常数ε为 2.32，厚度为0.159的介质基片，利用软件Transmission Line_Calculator来计算其宽度如下图。
二、用ADS软件进行初始设计1、设置背景参数首先设置Layout Unit。
然后设置Momentum/Substrate/Create/Modify，参数如下：再选择Metallization Layers对话框，选择其中的……，然后点击Strip，原来的……变成……Strip cond，在Conductivity中填电导率，Thickness中填金属厚度。
其中铜的电导率为5.78E＋006，厚度为0.018mm。
2、天线设计图取圆半径为25mm，在圆周左端进行馈电，即加入一条微带线，其中长为10mm，宽为4.8mm，是一条50欧姆特征阻抗的微带线。
再在矩形贴片中心位置接入馈入点，如下图。
3、用S参数进行仿真此时，电路反射系数S11为0.949 /42.564，输入阻抗为：Z0*（0.200+j2.554）=10+j127.7ohm 用Momentum中的Post－Processing ――Radiation Pattern（辐射方向图）进行仿真，得到图象如下：此时最大增益为3.016dB，最大方向性系数为5..211 dB，效率为58.383%。
三、对天线进行匹配1、打开Schematic文件，将天线输入阻抗10+j127.7ohm等效为一个纯电阻与一个电感串联后接地。
射频ADS微波HFSS相关 微波实验三 微带谐振器品质因数的扫频实验
实验三微带谐振器品质因数的扫频实验一实验目的1、了解微波扫频测量的工作原理及特点。
2、掌握扫频测量微带谐振器Q值的方法。
二实验原理1. 扫频测量的原理扫频技术是六十年代发展起来的测量技术，具有宽带、快速、连续、直观等优点，和传统的点频测量技术相比，速度可提高成百倍；而且能全面反映被测器件的频率特性，能迅速确定各种因素对整个微波电路频率特性的影响程度，因此，它已成为设计、研制微波元件的有力手段。
虽然，点频测试精度较高，但近年来，随着测试设备和方法的改进，扫频测试精度已达到可与点频测量相当的水平。
目前大多数微波参量，如反射（或驻波）、衰减（或插入损耗）、频率（或波长）、功率、相位、噪声等都可以采用扫频技术加以测量，其频率上限国内已达18GHz。
尽管扫频测量系统的门类繁多，但一个扫频测量系统基本上由扫频信号发生器、微波宽带元件、显示和指示器三部分组成。
其组成可由图3-1来表示。
图3-1 扫频系统的组成扫频信号发生器在测量中是信号产生部分，是整个测量系统的心脏。
它能提供符合测量需要的扫频信号、驱动显示器X轴的扫描信号和对X轴（时间轴）进行频率定度的频率标记。
通常的扫频信号发生器有返波管振荡器和固态扫频振荡器两种。
微波宽带元件在扫频测试系统中应具有良好的宽带特性，即在整个扫频范围内均具有平坦响应，主要有定向耦合器、晶体管检波器、固定衰减器等。
显示和指示器是用来显示、记录或指示检波后的低频信号。
在扫频测量系统中有时还要使用一种专用的音频放大器，为了放大微弱的被测信号。
2. 谐振腔Q 值的测量品质因数Q 是表征微波谐振系统的一个重要的技术参量，品质因素Q描述了谐振系统频率选择性的优劣及电磁能量损耗程度。
它定义为其中l P 为腔的平均损耗功率，W 为腔内的储能。
品质因素Q 的测量方法很多，例如：功率传输法、功率反射法、阻抗法等等，通常可根据待测谐振腔Q 值的大小、外界电路耦合的程度及要求的精度等，选用不同的测量方法。
ADS实验报告
射频微波EDA课程报告学院：班级：姓名：学号：指导老师：2015年5月一、本课设学习目的通过射频微波EDA课程设计的学习，在学习EDA仿真软件ADS使用方法的基础上，掌握最基本的射频无源/有源电路的工作原理与系统仿真设计。
加深对于EDA的理解，并将理论与实践相结合，用实践证明理论，更深入掌握EDA。
二、本课设报告内容（一）、利用ADS进行放大器匹配电路设计。
要求：1）使用晶体管为bjt_pkg （参数beta=50），2）中心频率为1900MHz，对应的S21>30dB，S11和S22<-30dB。
1）相关电路原理简介：（一）1.导入ac_vcc.dns，按照书本所示更改电路图，添加终端负载等元件，写入改变终端阻抗的方程：2）必要的设计参数、步骤、仿真电路图2.开始仿真，引入S21的矩形图，并插入标志，得到如下：3.运行仿真，输出portZ （2）数据列表，可以看出，当频率大于等于400MHz 时，负载阻抗为35欧：freq100.0 M Hz 200.0 M Hz 300.0 M Hz 400.0 M Hz 500.0 M Hz 600.0 M Hz 700.0 M Hz 800.0 M Hz 900.0 M Hz 1.000 GHz 1.100 GHz 1.200 GHz 1.300 GHz 1.400 GHz 1.500 GHz 1.600 GHz 1.700 GHz 1.800 GHz 1.900 GHz 2.000 GHz 2.100 GHz 2.200 GHz 2.300 GHz 2.400 GHz 2.500 GHz 2.600 GHz 2.700 GHz 2.800 GHz 2.900 GHz 3.000 GHz 3.100 GHz 3.200 GHz 3.300 GHz 3.400 GHz 3.500 GHz 3.600 GHz 3.700 GHzPortZ(2)50.000 / 0.000 50.000 / 0.000 50.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.000 35.000 / 0.0004.在数据显示窗中计算感抗，容抗值：（3）插入列表，显示电感值和感抗范围:(二)1.代入L 和C 的计算值并仿真，电路图如下：2.在数据显示窗口显示，对传输参数S12和S21，和反射参数s11和S22仿真数据绘图并做标志，如下图所示：freq, GHzd B (S (2,2))m2d B (S (1,1))m3d B (S (2,1))m1m1freq=dB(S(2,1))=15.0511.900GHzm2freq=dB(S(2,2))=-0.3851.900GHz m3freq=dB(S(1,1))=-1.8271.900GHzfreq (100.0MHz to 4.000GHz)S (1,1)m4S (2,2)m4freq=S(1,1)=0.810 / -4.472impedance = Z0 * (8.393 - j3.088)1.900GHzfreq (100.0MHz to 4.000GHz)S (1,1)m4S (2,2)m4freq=S(1,1)=0.810 / -4.472impedance = 419.627 - j154.4191.900GHz（三）匹配电路设计：1.启动史密斯原图工具，由上可知ZL 阻抗值为419627-j*154419，设置完成后，并联相应的电容和电感，使之达到匹配点：2.频率范围为0~3.8GHz 时，S11参数曲线如下图所示：3.完成匹配之后，单击史密斯控件，并单击按钮，进入子电路，如下图所示：4.将史密斯控件直接进入电路输入端，如图所示：5.进行仿真，添加S11，S21，S22数据显示，输入端已经达到匹配，但输出端没有匹配：0.5 1.0 1.50.0-30-20-10-40freq, GHzdB(S(2,2))m2dB(S(1,1))m3dB(S(2,1))m1m2freq=dB(S(2,2))=-0.4031.900GHzm3freq=dB(S(1,1))=-34.4241.900GHzm1freq=dB(S(2,1))=21.1791.900GHz（四）输出端阻抗匹配：1.引入S11和S22的史密斯圆图，并在1900MHz处插入标志，如图所示;freq (100.0MHz to 4.000GHz)S(1,1)m4S(2,2)m5m4freq=S(1,1)=0.019 / -84.736impedance = 50.139 - j1.8981.900GHzm5freq=S(2,2)=0.955 / -3.341impedance = Z0 * (16.721 - j20.985)1.900GHz2.通过史密斯圆图可得知S22的实际阻抗值，输入并进行阻抗匹配，可得如下结果：3.将史密斯控件插入电路并仿真得出如下结果：0.5 1.0 1.50.0-40-2020-6040freq, GHzdB(S(2,2))m2dB(S(1,1))m3dB(S(2,1))m1m2freq=dB(S(2,2))=-45.5501.900GHzm3freq=dB(S(1,1))=-11.3171.900GHzm1freq=dB(S(2,1))=31.7021.900GHz由图可看出，尽管S22达到了指标要求，但S11,没有达到要求。
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一、实验目的
学会用ADS进行集总参数匹配电路设计。
二、实验步骤
1、打开“ADS（Advanced Design System）”软件：点击图标。
2、点击“Close”键，关闭Getting start with ADS窗口（如图1）。
图1
3、在“Advanced Design System 2009（Main）”窗口中点击“File>New Project”（如图2），
图2
在“New project”窗口中的“C:\users\default\”后输入“matching”，点击“OK”（如图3）。
图3
4、默认窗口中的选项（如图4（a）），关闭窗口“Schematic Wizard:1”，进入
“[matching-prj]untitled1(Schematic):1”窗口（如图4（b））。
图4（a）
图4（b）
5、找到“Smith Chart Matching”，并点击（如图5）。
图5
点击“Palette”下的“Smith chart”图标，弹出“Place SmartComponent:1”窗口,点击“OK”按钮（如图6（a））。
在操作窗口中点击出一个smith chart，然后点击鼠
标右键选择“End Command”（如图6（b））。
图6 （a）
图6（b）
6、点击“Tools>Smith Chart”（如图7（a）），出现“Smith Chart Utility”以及
“SmartComponent Sync”窗口，点击“Smartcomponent Sync”窗口中的“OK”（如
图7（b））。
图7 （a）
图7（b）
7、在“Smith Cahrt Utility”窗口中Zl值为300-j*55，点击Auto 2-Element Match（如
图（8）。
图8
8、选择一种电路方式（如图9）。
图9
9、回到SmithChart Utility窗口，查看结果（如图10）。
图10 （a）
图10（b）
10、回到“[matching-prj]untitled1(Schematic):1”窗口，在左侧找到“Simulation-S
PAram”并点击（如图11）。
图11
11、在左侧Palette中选择，插入2个在右侧窗口，点击鼠标右键“End
Command”结束插入（如图12）。
两次插入连接“Term”与“SmithChartmatch1”，点击鼠标右键“End Command”结束
插入（如图13）。
图13
两次插入分别与“Term1”与“Term2”连接，实现接地，点击鼠标右键“End Command”结束插入，双击Term2，将Z值更改为300-j*55Ohm。
（如图14）。
图14
12、点击，在右侧窗口中添加“S-PARAMETERS”，点击鼠标右键“End
Command”结束插入（如图15）.
图15
双击，出现窗口中更改，点击“OK”（如图16）。
图16
图17
点击进行仿真计算，计算完毕弹出数据显示窗口“untitled1[page 1]:1”（如图18），点击左侧的，出现画图选项“Plot Trace & Attributes:2”子窗口（如图18），选择“S(1,1)”，然后点击“>>Add>>”，出现“Complex Data:2”窗口，选择“dB”，点击“OK”（如图17），
回到“Plot Trace & Attributes:2”，点击“OK”。
图18 “untitled1[page 1]:1”窗口的曲线如图19。
图19。