利用ADS设计微带平衡混频器
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入password(注意:不回显)，确认后进入CDE环境。 • 在桌面上点击鼠标右键，选中弹出菜单中Programs
->Console项。在窗口命令行中键入hpads，回车后等 待一段时间，出现ADS主窗口。 注意：UNIX区分大小写
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(2)新建工程(project)目录 • 点按 (Create a New Project),系统弹出新建窗口。 • 在弹出的对话框中键入工程名：例如branchline，点
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(3)创建原理图 • 在ADS主窗口中点按 (New Schematic Window)按钮：
(或执行菜单命令：Window－>New Schematic )，将创 建原理图窗口。注意：缺省情况下新工程目录一创建就 会自动弹出一个原理图窗口(可以通过菜单命令Option －> Preferences进行设置)。因此这一步只在原理图窗 口没有被打开或需要同时打开多个原理图窗口时才需执 行。
按 Length Unit… 按 钮 ， 将 长 度 单 位 设 为 毫 米 (millimeter)，确认后回到New Project对话框，点按 OK。 • 现在主窗口显示你已经在工程目录branchline下了。 注意子目录(data、networks等等)已自动创建，而且 图 标 按 钮 (New Schematic Window) 和 (New Layout Window)等按钮也已激活。
(6)退出ADS • 在ADS主窗口的菜单中选择File-> Exit(或按
快 捷 键 Alt+F4) ， 可 退 出 ADS 。 对 于 改 动 后 尚未保存的文件，系统会询问是否保存，根 据需要选择。 • 关闭所有其它窗口后，点击桌面下方控制条 上的EXIT退出。系统会询问是否Continue? 点击OK确认。 • 系统重新显示登录画面，不必关机。
看结果。几次优化后结果如下图：
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(4)生成版图: 由于T型结的影响，自动生成的版图布局不理想，需要
小幅改变环形的角度。这里我们不再说明，而改用手工 绘制。
通过原理图仿真优化得到如下值：w1=0.92，wr=0.4， r1=6(也可以是其它数值，只要结果合理)。
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MLIN
使 用 这 三 节
替 代 原 来 的 后 支 臂
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(7)生成版图(续): 利用Trace进行电气连接，点击 绘制多边形填补空隙。
如Grid太大，点击Options－>Preferences for Layout，修 改如下：
Mesh改为0.1mm。
更改此处
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(5)版图仿真(续): 点击Momentum->Simulation->Simulate Circuit…，设
置好频率开始进行仿真，由于矩量法运算量较大，请耐 心等待。
仿真结束后，利用List查看结果，如图：
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箭头，上下卷动滚动条观察它是如何工作的。
点击这里
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(4)编辑原理图 点击菜单命令File->New，
选择S_Params模板，生成New Design。
将S_Parameters元件的起 始频率改为4.7GHz，终止频 率改为5.3GHz，步长0.1GHz。
选择该模板
更改Spacing
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(7)生成版图(续): 利用四个MLIN作为分支线，宽度
由仿真结果决定(左w1、右w4)，长度 定为2.5mm(也可使用其它值)。
点击Componet－>Port，添加端口。 点击Momentum－>Port Editor…， 将各个端口的Offset改为2.5mm(即上面 四个MLIN的长度)，并将3、4端口的 阻抗改为75(如右图)。 最终版图如下页所示：
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(6)显示结果 • 点按图标按钮 (New Data Display Window)，出现
Data Display窗口。 • 点按List按钮(选择制作列表)，然后将鼠标(带虚框)移
动到窗口内的适当位置，单击鼠标即弹出Insert Plot对 话框。 • 在Insert Plot对话框中选中数据列表中的数据(如S[1,1])， 然后点按Add按键，确认后，回到Insert Plot对话框中 按OK。
(4)生成版图(续): 点击Component－>Port，依次添加端口。再点击
Momentum－>Port Editor…，将各个端口的Offset改为 2.5mm。
利用Trace进行电气连接，点击 绘制多边形填补空 隙。
最终版图如下页图所示：
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微带环形电桥版图
(4)生成版图(续): 返回cond层，利用MLIN绘制四臂，宽度设为0.92mm
(即w1)，长度设为 2.5mm。其中2、3臂需旋转放置，如 只能旋转45度，点击Options－>Preferences，修改 Rotation Increment如下：
修改这里
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(9)联机帮助 • 对工具按钮的联机帮助
– 将光标移至工具按钮上方，停留一会，可以获得该 工具按钮的名称信息。
– 点击Help->What’s This?(或按快捷键Shift+F1)，光 标变成问号形状，用此光标点击工具按钮，即可得 到较详细的说明。
– 点击Help->Help Topics(或按快捷键F1)，利用索引 或查找，可得到详细的说明。
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(3)创建原理图(续)
• 注意原理图窗口顶部title bar中显示了工程名(branchline) 和原理图名(缺省为untitledN)，其中N是递增的整数。
• 通过移动鼠标熟悉一下菜单和按钮选项；点按元件库
列表
(Component Palette List)右侧的小
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微带分支线电桥版图
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(8)版图仿真: 点击Momentum->Substrate->Update from Schematic，
更新衬底参数。 点击Momentum->simulation->Simulate Circuit…，设
第五章 利用ADS设计微带混频器电桥
(一) 设计4.7--5.3GHz的微带分支线电桥 (二) 设计4.7--5.3GHz的微带环形电桥
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(一) 设计微带分支线电桥
(1)登录、启动ADS • 按键盘最右上角键启动工作站，机器自检后出现登
录画面。 • 在login提示符(或提示窗口)下输入用户名，回车后输
点击 (Create A New Circle)，将光标移至原点 (0.00,0.00)，单击鼠标左键；移动鼠标，此时可以看到一 个虚线构成的圆；将光标移至(6.20,0.00)，单击鼠标左键， 形成一个半径6.2mm的实心圆。
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(4)生成版图(续):
点击
选择cond2层，点击图标按钮 (Create
置如图：
频率设置
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(8)版图仿真(续):
点击Simulate开始进行仿真，由于矩量法运算量较大， 请耐心等待。
仿真结束后，利用List查看结果，如图(为了查看幅度 差与相位差，需要定义两个公式):
与原理图仿真结果进行比较，若差别太大，则需修改
版图。
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(5)版图仿真: 点击Momentum->Substrate->Create/Modify...，更改
衬底参数。
更改衬底厚度
更改介电常数
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(5)版图仿真(续): 点击Momentum->Mesh->Setup Controls，将Edge
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(4)编辑原理图(续) 定义优化目标：
定义优化控制器：
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(5)对原理图进行仿真 • 点按 (Simulate)启动仿真。 • 当状态(Status)窗口出现一段时间后，将看到这样一条
消息：Simulation finished表示仿真已经成功结束，数 据已经准备好可以显示。(若仿真失败，将有出错信息， 可以根据该信息修改原理图。) • 关闭Status窗口。
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(4)编辑原理图(续) 定义变量如右图所示：
绘制电路原理图如下页图所示：(这是一个变阻抗分支 线电桥)
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微带分支线电桥原理图
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(4)编辑原理图(续) 放置Msub，修改参数如图： 定义测试量如图：
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(二)设计微带环形电桥
(1)启动: 按照前述步骤启动ADS，创建New Project，此时一个
空白的原理图窗口就会打开。 (2)编辑原理图（如下页图所示）:
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微带环形电桥原理图
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– 点击Help->Help Topics(或按快捷键F1)，利用索引 或查找，即可得到详细的说明。
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(10)退出ADS • 在ADS主窗口的菜单中选择File-> Exit(或按
快 捷 键 Alt+F4) ， 可 退 出 ADS 。 对 于 改 动 后 尚未保存的文件，系统会询问是否保存，根 据需要选择。 • 关闭所有其它窗口后，点击桌面下方控制条 上的EXIT退出。系统会询问是否Continue? 点击OK确认。 • 系统重新显示登录画面，不必关机。
A New Circle)，将光标移至原点(0.00,0.00)，单击鼠标左
键；将光标移至(5.80,0.00)，单击鼠标左键，形成一个半
径5.8mm的实心圆。
点击菜单命令Edit->Boolean Logical，更改如下图，然
后点击OK，生成一个半径6mm，宽0.4mm的圆环。
Fra Baidu bibliotek
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(9)联机帮助(续) • 对元件按钮的联机帮助
– 将光标移至元件按钮上方，停留一会，可以获得该 元件按钮的名称信息。
– 点击Help->What’s This?(或按快捷键Shift+F1)，光 标变成问号形状，用此光标点击元件按钮，即可得 到较详细的说明。
(2)编辑原理图(续) 定义变量：w1（分支臂的宽度），wr（环形的宽度）， r1（环形的半径）
放置Msub，修改参数如图：
定义测试量如图：
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(2)编辑原理图(续) 定义优化目标：
定义优化控制器：
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(3)仿真 • 点按 (Simulate)启动仿真。 • 仿真结束后，在Data Display窗口中，点按List按钮查
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(6)显示结果(续): – 结果如下图：
– 如果不符合要求，则要再次仿真优化，必要时可以 更改优化方法，甚至可以修改原理电路。(优化目标 通常都定的较高，最终结果只要合适即可)。
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(7)生成版图: 点击菜单命令Layout－>Generate/Update Layout…，
生成版图。可能有部分元件没能自动生成，可以点击 Layout－> Place Components From Schem To Layout， 然后选中该元件来手动布版(除非特别声明，以下操作， 均在Layout窗口中执行)。
由于是变阻抗分支线电桥，后支臂有重合。记下有重 合的TL4的长度，然后删除。放置较短的一节MLIN，再 倾斜45度放置两节MLIN(如下页图所示)，使这三节 MLIN的总长度与原来TL4的长度相等。
->Console项。在窗口命令行中键入hpads，回车后等 待一段时间，出现ADS主窗口。 注意：UNIX区分大小写
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(2)新建工程(project)目录 • 点按 (Create a New Project),系统弹出新建窗口。 • 在弹出的对话框中键入工程名：例如branchline，点
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(3)创建原理图 • 在ADS主窗口中点按 (New Schematic Window)按钮：
(或执行菜单命令：Window－>New Schematic )，将创 建原理图窗口。注意：缺省情况下新工程目录一创建就 会自动弹出一个原理图窗口(可以通过菜单命令Option －> Preferences进行设置)。因此这一步只在原理图窗 口没有被打开或需要同时打开多个原理图窗口时才需执 行。
按 Length Unit… 按 钮 ， 将 长 度 单 位 设 为 毫 米 (millimeter)，确认后回到New Project对话框，点按 OK。 • 现在主窗口显示你已经在工程目录branchline下了。 注意子目录(data、networks等等)已自动创建，而且 图 标 按 钮 (New Schematic Window) 和 (New Layout Window)等按钮也已激活。
(6)退出ADS • 在ADS主窗口的菜单中选择File-> Exit(或按
快 捷 键 Alt+F4) ， 可 退 出 ADS 。 对 于 改 动 后 尚未保存的文件，系统会询问是否保存，根 据需要选择。 • 关闭所有其它窗口后，点击桌面下方控制条 上的EXIT退出。系统会询问是否Continue? 点击OK确认。 • 系统重新显示登录画面，不必关机。
看结果。几次优化后结果如下图：
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(4)生成版图: 由于T型结的影响，自动生成的版图布局不理想，需要
小幅改变环形的角度。这里我们不再说明，而改用手工 绘制。
通过原理图仿真优化得到如下值：w1=0.92，wr=0.4， r1=6(也可以是其它数值，只要结果合理)。
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MLIN
使 用 这 三 节
替 代 原 来 的 后 支 臂
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(7)生成版图(续): 利用Trace进行电气连接，点击 绘制多边形填补空隙。
如Grid太大，点击Options－>Preferences for Layout，修 改如下：
Mesh改为0.1mm。
更改此处
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(5)版图仿真(续): 点击Momentum->Simulation->Simulate Circuit…，设
置好频率开始进行仿真，由于矩量法运算量较大，请耐 心等待。
仿真结束后，利用List查看结果，如图：
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箭头，上下卷动滚动条观察它是如何工作的。
点击这里
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(4)编辑原理图 点击菜单命令File->New，
选择S_Params模板，生成New Design。
将S_Parameters元件的起 始频率改为4.7GHz，终止频 率改为5.3GHz，步长0.1GHz。
选择该模板
更改Spacing
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(7)生成版图(续): 利用四个MLIN作为分支线，宽度
由仿真结果决定(左w1、右w4)，长度 定为2.5mm(也可使用其它值)。
点击Componet－>Port，添加端口。 点击Momentum－>Port Editor…， 将各个端口的Offset改为2.5mm(即上面 四个MLIN的长度)，并将3、4端口的 阻抗改为75(如右图)。 最终版图如下页所示：
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(6)显示结果 • 点按图标按钮 (New Data Display Window)，出现
Data Display窗口。 • 点按List按钮(选择制作列表)，然后将鼠标(带虚框)移
动到窗口内的适当位置，单击鼠标即弹出Insert Plot对 话框。 • 在Insert Plot对话框中选中数据列表中的数据(如S[1,1])， 然后点按Add按键，确认后，回到Insert Plot对话框中 按OK。
(4)生成版图(续): 点击Component－>Port，依次添加端口。再点击
Momentum－>Port Editor…，将各个端口的Offset改为 2.5mm。
利用Trace进行电气连接，点击 绘制多边形填补空 隙。
最终版图如下页图所示：
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微带环形电桥版图
(4)生成版图(续): 返回cond层，利用MLIN绘制四臂，宽度设为0.92mm
(即w1)，长度设为 2.5mm。其中2、3臂需旋转放置，如 只能旋转45度，点击Options－>Preferences，修改 Rotation Increment如下：
修改这里
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(9)联机帮助 • 对工具按钮的联机帮助
– 将光标移至工具按钮上方，停留一会，可以获得该 工具按钮的名称信息。
– 点击Help->What’s This?(或按快捷键Shift+F1)，光 标变成问号形状，用此光标点击工具按钮，即可得 到较详细的说明。
– 点击Help->Help Topics(或按快捷键F1)，利用索引 或查找，可得到详细的说明。
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(3)创建原理图(续)
• 注意原理图窗口顶部title bar中显示了工程名(branchline) 和原理图名(缺省为untitledN)，其中N是递增的整数。
• 通过移动鼠标熟悉一下菜单和按钮选项；点按元件库
列表
(Component Palette List)右侧的小
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微带分支线电桥版图
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(8)版图仿真: 点击Momentum->Substrate->Update from Schematic，
更新衬底参数。 点击Momentum->simulation->Simulate Circuit…，设
第五章 利用ADS设计微带混频器电桥
(一) 设计4.7--5.3GHz的微带分支线电桥 (二) 设计4.7--5.3GHz的微带环形电桥
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(一) 设计微带分支线电桥
(1)登录、启动ADS • 按键盘最右上角键启动工作站，机器自检后出现登
录画面。 • 在login提示符(或提示窗口)下输入用户名，回车后输
点击 (Create A New Circle)，将光标移至原点 (0.00,0.00)，单击鼠标左键；移动鼠标，此时可以看到一 个虚线构成的圆；将光标移至(6.20,0.00)，单击鼠标左键， 形成一个半径6.2mm的实心圆。
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(4)生成版图(续):
点击
选择cond2层，点击图标按钮 (Create
置如图：
频率设置
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(8)版图仿真(续):
点击Simulate开始进行仿真，由于矩量法运算量较大， 请耐心等待。
仿真结束后，利用List查看结果，如图(为了查看幅度 差与相位差，需要定义两个公式):
与原理图仿真结果进行比较，若差别太大，则需修改
版图。
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1S 清华—安捷伦微波EDA咨询培训中心
(5)版图仿真: 点击Momentum->Substrate->Create/Modify...，更改
衬底参数。
更改衬底厚度
更改介电常数
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(5)版图仿真(续): 点击Momentum->Mesh->Setup Controls，将Edge
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(4)编辑原理图(续) 定义优化目标：
定义优化控制器：
1S 清华—安捷伦微波EDA咨询培训中心
(5)对原理图进行仿真 • 点按 (Simulate)启动仿真。 • 当状态(Status)窗口出现一段时间后，将看到这样一条
消息：Simulation finished表示仿真已经成功结束，数 据已经准备好可以显示。(若仿真失败，将有出错信息， 可以根据该信息修改原理图。) • 关闭Status窗口。
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(4)编辑原理图(续) 定义变量如右图所示：
绘制电路原理图如下页图所示：(这是一个变阻抗分支 线电桥)
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微带分支线电桥原理图
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(4)编辑原理图(续) 放置Msub，修改参数如图： 定义测试量如图：
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(二)设计微带环形电桥
(1)启动: 按照前述步骤启动ADS，创建New Project，此时一个
空白的原理图窗口就会打开。 (2)编辑原理图（如下页图所示）:
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微带环形电桥原理图
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– 点击Help->Help Topics(或按快捷键F1)，利用索引 或查找，即可得到详细的说明。
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(10)退出ADS • 在ADS主窗口的菜单中选择File-> Exit(或按
快 捷 键 Alt+F4) ， 可 退 出 ADS 。 对 于 改 动 后 尚未保存的文件，系统会询问是否保存，根 据需要选择。 • 关闭所有其它窗口后，点击桌面下方控制条 上的EXIT退出。系统会询问是否Continue? 点击OK确认。 • 系统重新显示登录画面，不必关机。
A New Circle)，将光标移至原点(0.00,0.00)，单击鼠标左
键；将光标移至(5.80,0.00)，单击鼠标左键，形成一个半
径5.8mm的实心圆。
点击菜单命令Edit->Boolean Logical，更改如下图，然
后点击OK，生成一个半径6mm，宽0.4mm的圆环。
Fra Baidu bibliotek
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(9)联机帮助(续) • 对元件按钮的联机帮助
– 将光标移至元件按钮上方，停留一会，可以获得该 元件按钮的名称信息。
– 点击Help->What’s This?(或按快捷键Shift+F1)，光 标变成问号形状，用此光标点击元件按钮，即可得 到较详细的说明。
(2)编辑原理图(续) 定义变量：w1（分支臂的宽度），wr（环形的宽度）， r1（环形的半径）
放置Msub，修改参数如图：
定义测试量如图：
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(2)编辑原理图(续) 定义优化目标：
定义优化控制器：
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(3)仿真 • 点按 (Simulate)启动仿真。 • 仿真结束后，在Data Display窗口中，点按List按钮查
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(6)显示结果(续): – 结果如下图：
– 如果不符合要求，则要再次仿真优化，必要时可以 更改优化方法，甚至可以修改原理电路。(优化目标 通常都定的较高，最终结果只要合适即可)。
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(7)生成版图: 点击菜单命令Layout－>Generate/Update Layout…，
生成版图。可能有部分元件没能自动生成，可以点击 Layout－> Place Components From Schem To Layout， 然后选中该元件来手动布版(除非特别声明，以下操作， 均在Layout窗口中执行)。
由于是变阻抗分支线电桥，后支臂有重合。记下有重 合的TL4的长度，然后删除。放置较短的一节MLIN，再 倾斜45度放置两节MLIN(如下页图所示)，使这三节 MLIN的总长度与原来TL4的长度相等。