第12章ADS射频电路仿真设计简介
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射频电路理论与设计 （第2版）
第12章
ADS射频电路仿真设计简介
射频电路的设计非常繁杂。为简化射 频电路的设计过程，美国安捷伦（Agilent） 公司开发ADS（Advanced Design System） 软件，ADS已经成为射频和微波电路设计 领域的首选工业级软件。
本章只作简要介绍，关于ADS的详细 内容请参考人民邮电出版社出版的配套教 材《ADS射频电路设计基础与典型应用》 和《ADS射频电路仿真与实例详解》。
（2）设计模板举例
6. 设计转换
ADS可以将原理图设计直接转换成布 局图设计，对布局图也可以进行编辑和仿 真，由布局图可以直接显示电路板的物理 结构。
7. 设计仿真结果显示
ADS可以对原理图设计进行仿真分析 ，仿真结果在数据显示视窗中显示。
8. 电子笔记本
电子笔记本可以让使用者将所设计的 电路与仿真结果加入文字叙述，制成一份 网页式的报告。
4. ADS的开放与兼容性
（1）与其它软件的连接。 （2）与测试设备连接。 （3）与厂商元件模型间的沟通。
12.2 ADS的设计功能
ADS可以提供原理图设计。 ADS还可以提供布局图设计，布局图 也称为版图。
1. 设计面板
（1）设计面板的功能 利用元件面板上提供的元部件，可以
进行原理图设计。
（2）设计面板举例 （a）频域源 （b）微带线（d）带通滤波器
12.1 美国安捷伦（Agilent）公司与ADS软件
12.2
ADS的设计功能
12.3
ADS的仿真功能
12.4 ADS的4种主要工作视窗
12.1 美国安捷伦（Agilent）公司 与ADS软件
美国安捷伦公司是世界最大的测试测 量公司，1999年从惠普（HP）研发有限合 伙公司分离出来，目前主要致力于信息通 讯和生命科学两个领域内的工作。
2. 设计工具
（1）设计工具的功能
在原理图设计中提供了多种设计工具，使 用者可以利用设计工具提供的图形化界面 进行传输线计算、史密斯圆图计算、阻抗 匹配等辅助设计。
（2）设计工具举例
3. 设计向导 （1）设计向导的功能
在原理图设计中，设计向导提供设定 界面，供设计人员进行电路分析与设计。
（2）设计向导举例
4. 设计指南
设计指南以范例与指令说明的形式示 范电路的设计流程，使用者可以利用这些 范例，学习如何利用ADS进行电路的高效 设计。
5. 设计模板
（1）设计模板的功能 为方便，wenku.baidu.comDS将经常重复使用的仿真设定 （如晶体管工作点扫描、仿真控制器、变 量参数设定等）制成一个模板直接使用， 避免了重复设定所需的时间和步骤。
（2）射频系统分析举例
12.4 ADS的4种主要工作视窗
ADS软件主要是由各种工作视窗构成 的，设计人员在工作视窗的界面上对电路 和系统进行仿真、规划和评估。ADS软件 主要有4种工作视窗，分别为主视窗、原理 图视窗、布局图（版图）视窗和数据显示 视窗，ADS软件的其它工作视窗是在上述4 种工作视窗的基础上引申出来的。
1. 安捷伦公司
1939年，斯坦福大学电子工程专业毕 业的戴维·帕卡德（Dave Packard）和比尔 ·休利特（Bill Hewlett）创立了惠普公司。 1943年惠普公司为海军研究实验室开发了 信号发生器及雷达干扰设备，从而进入微 波领域。
2000年6月2日，惠普公司把其拥有的 安捷伦股份分配给惠普股东，安捷伦公司 完全独立。现在安捷伦公司的矢量网络分 析仪是全球最优秀的同类测量仪器，该仪 器是射频微波行业最高技术的体现，安捷 伦公司也因此成为世界最优秀的微波仪器 公司。
12.3 ADS的仿真功能
ADS的仿真功能十分强大，可以提供 直流仿真、交流仿真、S参数仿真、谐波平 衡仿真、增益压缩仿真、电路包络仿真、 瞬态仿真、预算仿真和电磁仿真等，这些 仿真可以进行线性和非线性仿真、电路和 电磁仿真、频域和时域仿真、射频系统仿 真等。
1. 线性分析
（1）线性分析的功能 线性分析为小信号、频域电路的仿真
5. 电磁仿真分析
（1）电磁仿真分析的功能 ADS软件采用矩量法（Momentum）
对电路进行电磁仿真分析。
（2）电磁仿真举例
6. 射频系统分析
（1）射频系统分析的功能 射频系统分析提供使用者模拟评估系统特 性的方法，其中系统的电路模型除可以使 用行为级模型外，也可以使用元件电路模 型进行响应验证。
12.4.1 主视窗
启动ADS后，首先进入主视窗，主视 窗是进入和退出ADS系统的桥梁。此外， 必须通过主视窗才能进入原理图视窗、版 图视窗和数据显示视窗。主视窗上不能做 任何射频电路的设计工作，主视窗主要用 于浏览文件和管理项目。
12.4.2 原理图视窗
在原理图视窗上可以设计原理图，包 括设计射频电路的原理图和设计射频系统 的原理图。原理图视窗提供了设计、编辑、 仿真原理图的环境，是进行设计时使用最 多的视窗。
2. ADS软件
ADS软件由美国安捷伦公司开发，是 工业级射频和微波电路设计的工程软件， 已经成为当今业界最流行的射频微波电路 和系统的设计工具。
在深入理解射频电路理论的基础上， 结合ADS软件工具进行设计，是通向射频 电路和射频系统设计成功的最佳路线。
3. ADS的设计、仿真功能
ADS的功能十分强大，支持开发所有 类型的射频（RF）设计，从离散的射频/ 微波模块，到用于通信、航天和国防的射 频系统。
分析方法，可以对线性和非线性射频电路 进行线性分析。
（2）线性分析举例
2. 瞬态分析
（1）瞬态分析的功能 瞬态分析可以分析线性与非线性电路的
瞬态响应，是一种时域的仿真分析方法。
（2）瞬态分析举例
3. 谐波平衡和增益压缩分析
（1）谐波平衡和增益压缩分析的功能 谐波平衡仿真是有效的频域分析工具。
谐波平衡仿真提供频域、大信号、非线性 、稳态的电路分析仿真方法，可以用来分 析具有多频输入信号的非线性电路，得到 非线性的电路响应。
（2）仿真举例
4. 电路包络分析
电路包络仿真是近年来通信系统的一 项标志性技术，可以将高频调制信号分解 为时域和频域两个部分进行处理，非常适 合对数字调制射频信号进行快速、全面的 分析。
第12章
ADS射频电路仿真设计简介
射频电路的设计非常繁杂。为简化射 频电路的设计过程，美国安捷伦（Agilent） 公司开发ADS（Advanced Design System） 软件，ADS已经成为射频和微波电路设计 领域的首选工业级软件。
本章只作简要介绍，关于ADS的详细 内容请参考人民邮电出版社出版的配套教 材《ADS射频电路设计基础与典型应用》 和《ADS射频电路仿真与实例详解》。
（2）设计模板举例
6. 设计转换
ADS可以将原理图设计直接转换成布 局图设计，对布局图也可以进行编辑和仿 真，由布局图可以直接显示电路板的物理 结构。
7. 设计仿真结果显示
ADS可以对原理图设计进行仿真分析 ，仿真结果在数据显示视窗中显示。
8. 电子笔记本
电子笔记本可以让使用者将所设计的 电路与仿真结果加入文字叙述，制成一份 网页式的报告。
4. ADS的开放与兼容性
（1）与其它软件的连接。 （2）与测试设备连接。 （3）与厂商元件模型间的沟通。
12.2 ADS的设计功能
ADS可以提供原理图设计。 ADS还可以提供布局图设计，布局图 也称为版图。
1. 设计面板
（1）设计面板的功能 利用元件面板上提供的元部件，可以
进行原理图设计。
（2）设计面板举例 （a）频域源 （b）微带线（d）带通滤波器
12.1 美国安捷伦（Agilent）公司与ADS软件
12.2
ADS的设计功能
12.3
ADS的仿真功能
12.4 ADS的4种主要工作视窗
12.1 美国安捷伦（Agilent）公司 与ADS软件
美国安捷伦公司是世界最大的测试测 量公司，1999年从惠普（HP）研发有限合 伙公司分离出来，目前主要致力于信息通 讯和生命科学两个领域内的工作。
2. 设计工具
（1）设计工具的功能
在原理图设计中提供了多种设计工具，使 用者可以利用设计工具提供的图形化界面 进行传输线计算、史密斯圆图计算、阻抗 匹配等辅助设计。
（2）设计工具举例
3. 设计向导 （1）设计向导的功能
在原理图设计中，设计向导提供设定 界面，供设计人员进行电路分析与设计。
（2）设计向导举例
4. 设计指南
设计指南以范例与指令说明的形式示 范电路的设计流程，使用者可以利用这些 范例，学习如何利用ADS进行电路的高效 设计。
5. 设计模板
（1）设计模板的功能 为方便，wenku.baidu.comDS将经常重复使用的仿真设定 （如晶体管工作点扫描、仿真控制器、变 量参数设定等）制成一个模板直接使用， 避免了重复设定所需的时间和步骤。
（2）射频系统分析举例
12.4 ADS的4种主要工作视窗
ADS软件主要是由各种工作视窗构成 的，设计人员在工作视窗的界面上对电路 和系统进行仿真、规划和评估。ADS软件 主要有4种工作视窗，分别为主视窗、原理 图视窗、布局图（版图）视窗和数据显示 视窗，ADS软件的其它工作视窗是在上述4 种工作视窗的基础上引申出来的。
1. 安捷伦公司
1939年，斯坦福大学电子工程专业毕 业的戴维·帕卡德（Dave Packard）和比尔 ·休利特（Bill Hewlett）创立了惠普公司。 1943年惠普公司为海军研究实验室开发了 信号发生器及雷达干扰设备，从而进入微 波领域。
2000年6月2日，惠普公司把其拥有的 安捷伦股份分配给惠普股东，安捷伦公司 完全独立。现在安捷伦公司的矢量网络分 析仪是全球最优秀的同类测量仪器，该仪 器是射频微波行业最高技术的体现，安捷 伦公司也因此成为世界最优秀的微波仪器 公司。
12.3 ADS的仿真功能
ADS的仿真功能十分强大，可以提供 直流仿真、交流仿真、S参数仿真、谐波平 衡仿真、增益压缩仿真、电路包络仿真、 瞬态仿真、预算仿真和电磁仿真等，这些 仿真可以进行线性和非线性仿真、电路和 电磁仿真、频域和时域仿真、射频系统仿 真等。
1. 线性分析
（1）线性分析的功能 线性分析为小信号、频域电路的仿真
5. 电磁仿真分析
（1）电磁仿真分析的功能 ADS软件采用矩量法（Momentum）
对电路进行电磁仿真分析。
（2）电磁仿真举例
6. 射频系统分析
（1）射频系统分析的功能 射频系统分析提供使用者模拟评估系统特 性的方法，其中系统的电路模型除可以使 用行为级模型外，也可以使用元件电路模 型进行响应验证。
12.4.1 主视窗
启动ADS后，首先进入主视窗，主视 窗是进入和退出ADS系统的桥梁。此外， 必须通过主视窗才能进入原理图视窗、版 图视窗和数据显示视窗。主视窗上不能做 任何射频电路的设计工作，主视窗主要用 于浏览文件和管理项目。
12.4.2 原理图视窗
在原理图视窗上可以设计原理图，包 括设计射频电路的原理图和设计射频系统 的原理图。原理图视窗提供了设计、编辑、 仿真原理图的环境，是进行设计时使用最 多的视窗。
2. ADS软件
ADS软件由美国安捷伦公司开发，是 工业级射频和微波电路设计的工程软件， 已经成为当今业界最流行的射频微波电路 和系统的设计工具。
在深入理解射频电路理论的基础上， 结合ADS软件工具进行设计，是通向射频 电路和射频系统设计成功的最佳路线。
3. ADS的设计、仿真功能
ADS的功能十分强大，支持开发所有 类型的射频（RF）设计，从离散的射频/ 微波模块，到用于通信、航天和国防的射 频系统。
分析方法，可以对线性和非线性射频电路 进行线性分析。
（2）线性分析举例
2. 瞬态分析
（1）瞬态分析的功能 瞬态分析可以分析线性与非线性电路的
瞬态响应，是一种时域的仿真分析方法。
（2）瞬态分析举例
3. 谐波平衡和增益压缩分析
（1）谐波平衡和增益压缩分析的功能 谐波平衡仿真是有效的频域分析工具。
谐波平衡仿真提供频域、大信号、非线性 、稳态的电路分析仿真方法，可以用来分 析具有多频输入信号的非线性电路，得到 非线性的电路响应。
（2）仿真举例
4. 电路包络分析
电路包络仿真是近年来通信系统的一 项标志性技术，可以将高频调制信号分解 为时域和频域两个部分进行处理，非常适 合对数字调制射频信号进行快速、全面的 分析。