实验一匹配电路设计实验

三 实验过程及结果要求 3微带双枝短截线匹配电路设计与仿真
（一）建立工程，保存工程，设计原理图。 （5） 在Simth Chart Utility窗口左上的Palette中选传输线 ，设置其Value 为 135Deg，即3/8λ，再选短路线 ，依从进行选取添加，注意传输线的Value为 45Deg，135Deg，225Deg，不能取其他值。短路线值可以调整，可以在文本框内修 改，也可以在原图里面移动调整。 （6）完成匹配后，单击Buildin ADS Circuit（原图下方）。返回原理图，可以点 进行子图查看，也可以进行仿真。 （二）用微带线置换传输线 （1）在匹配网络子图电路中，面板列表中选择Tlines-Microstrip， 把右边器件调入子图中。
三 实验过程及结果要求 1使用分立电容电感元件设计匹配电路
（1）建立原理图，Term控件在Simulation-S_Param元器件面板中 （2）按实验内容中的参数修改输入输出阻抗 （3）在元器件面板列表中选择Smith Chart Matching 单击其图标，在原理图中加入 DA_ SmithChartMatching 控件，要注意控件方向。 （4）在原来图中加入S-PARAMETERS控件，设置频率范围，若频率为60Mhz，可以 设为1~100Mhz，步长为1Mhz。 （5）双击DA_ SmithChartMatching 控件，设置以下参数：Fp=计算出的结 果,SourceType=Complex Impedance,SourceEnable=True,Zg=算得的 数,SourceImType=Source Impedance,LoadType=Complex Impedance,Load=Enable=True,ZL=算得的数,其他参数默认。 （6）菜单命令中点Tools中的Smith Chart，弹出SmartComponernt Sync对话框，选 Update SmartComponent from simth Chart Unility选项，单击OK，弹出Smich Chart Utility窗口，设置其Freq为自己需要的频率值，Z0=50Ohms不动。
使用分立电容电感元件设计匹配电路仿真结果示例
三 实验过程及结果要求 2 微带单枝短截线匹配电路设计与仿真
（1） 使用ADS2008新建一个工程，出现原理图窗口，进行原理图命名保存。 （2）面板列表选Passive Circuit DG – Matching，原理图中加入MSUB和SSMatch，菜 单Insert中选Template，出现对话框后选S_Params，点OK按钮，在原理图中插入S参 数仿真模块，连接原理图。 （3）双击DA_SSMatch MLin Smatching元件，设置中心频率F，输入阻抗Zin，负载 阻抗Zload。注意每位同学要按二中的要求进行参数设置。 （4）设置Term1阻抗为源阻抗，Term2阻抗为负载阻抗。S参数扫描范围设置为 1~2GHz，步长为0.001GHz （5）菜单命令DesignGuide中Passive Circuit，弹出Passive Circuit对话框，双击 Microstrip Control Window 项打开Passive Circuit DesignGuide对话框。在 Smartcomponent下拉列表中选择DA_SSMatch1，再单击Design按钮，等进度为100% 后，关闭Passive Circuit DesignGuide对话框返回原理图设计窗口。 （6）可以查看生成的子电路，若不能查看，检查前面过程是否正确
三 实验过程及结果要求 3微带双枝短截线匹配电路设计与仿真
（二）用微带线置换传输线 （2）形成的子图如右图。 （3）双击器件MSub，对其进行参数设置， 如下图所示
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三 实验过程及结果要求 3微带双枝短截线匹配电路设计与仿真
（二）用微带线置换传输线 （4）在原理图窗口中，菜单ToolsLineCaclStart LineCacl,打开LIneCacl界面。 （5）进行参数设置，项目同Msub，同时要设置频率，如右图 （6）按Smith原图中的Value值对Electical中的E_Eff进行设置， 每设置好一个，点击Synthesize按钮，得到微带线的物理宽度 和长度。
三 实验过程及结果要求 1 使用分立电容电感元件设计匹配电路
（13） Simth Chart Unility 中有个按钮(auto 2Element Match),单击后，通过选择网络 后单击Build ADS Circuit按钮自动生成匹配电路。其查看电路及仿真同（10）和 （11），同学可以进行结果对比。 （14）注意，电容电感匹配电路的形式可以有多种，同学可以进行设计仿真，并 进行结果对比。 （15）本实验基本要求为按照要求的频率和阻抗设计出匹配电路，S11在中心频率 处满足小于-50dB，S21在中心频率处大于-0.001dB，即在0到-0.001dB之间。各种对 比为扩展要求。
微带单枝短截线匹配电路 仿真结果示例
三 实验过程及结果要求 3微带双枝短截线匹配电路设计与仿真
（一）建立工程，保存工程，设计原理图。 （1）InsertTemplate，打开Insert Template对话框，选 S-Params，单击OK，在面 板列表中选Smith Chart Matching，在其面板中单击Smith原图控件，原理图器件连 线。 （2）Term1为源阻抗，Term2为负载阻抗，修改其阻抗参数。将S参数扫描范围设 置为0~2GHz，步长为0.001GHz。 （3）在原理图设计窗口，菜单ToolsSmith Chart ，弹出SmartComponent Sync 对 话框，选择Update SmartComponent from simth Chart Utility选项后，单击OK，弹出 Smith Chart Utility对话框。 （4）在右下角的Network Schematic窗口中，选中Zs*，将Value设置为50欧姆，再 选择负载ZL，将Value设置为所需的值。在左上方的Freq文本框中将中心频率设置 为所需的频率。
三 实验过程及结果要求 2微带单枝短截线匹配电路设计与仿真
（7）对原理图进行仿真，会出现S11-S22四个图，分别打上MARK，查看所设频率 点的指标。要求S11和S22在所设频率处值很小，阻抗趋近Z0，S12和S21在所设频率 处值趋近于零，注意，MARK框里的频率值可以修改的。 （8）本实验基本要求为按照要求的频率和阻抗设计出匹配电路，得出仿真结果， 要求S21满足大于-0.05dB。 还可以通过在Smith圆图工具里面添加微带线的方法进行匹配，得出的微带线为理 想微带线，需要换算成物理微带线长度，此种方法学生可以选做。
二 实验内容及参数要求 2 微带单枝短截线匹配电路设计与仿真 设计微带单枝短截线匹配电路并进行仿真，ZS=55-2位班 级数字+j*（2位学号), Zin=55-2位班级数字-j*（2位学号)， 与ZS共轭匹配；ZL=30+2位班级数字-j*(30+2位学号) 例如：15班15号同学，ZS=40+j*15， Zin=40-j*15，ZL=45j*45 工作频率为1500+ 2位班级数字+ 2位学号，单位为Mhz。 上例中频率为1500+15+15=1530Mhz
二 实验内容及参数要求 3 微带双枝短截线匹配电路设计与仿真 设计微带双枝短截线匹配电路并进行仿真，频率设置同 单枝短截线。ZS=50欧姆, 特性阻抗为50欧姆，Zin=50欧 姆，与ZS共轭匹配；ZL=30+2位班级数字-j*(30+2位学号) 例如：15班15号同学，ZS=50， Zin=50，ZL=45-j*45 工作频率为1500+ 2位班级数字+ 2位学号，单位为Mhz。 上例中频率为1500+15+15=1530Mhz
三 实验过程及结果要求 1使用分立电容电感元件设计匹配电路
（7）菜单命令中点Tools中的Smith Chart，弹出SmartComponernt Sync对话框，选 Update SmartComponent from simth Chart Unility选项，单击OK，弹出Smich Chart Utility窗口，设置其Freq为自己需要的频率值，Z0=50Ohms不动。 （8）单击Define Source/Load Network Terminations 按钮，弹出Network Terminiations对话框，可以修改阻抗。 （9）把Enable Source Termination和Enable Load Termination的选项勾上，点Apply 可以自动设置所需阻抗。 （10）在Smich Chart Utility窗口的Network Schematic中加入并联电容，再加入串联 电感，注意调整动点位置，使得阻抗达到匹配。 （11）在Smich Chart Utility窗口，单击Build ADS Circuit按钮，生成响应电路。单击 图标可以查看匹配电路。 （12）按F7可以进行仿真，要求得到S11,S22,S12,S21四个图，并在自己的对应频率 及频率点加减10Mhz位置打上Mark，S11对应频率位置应该小于-50dB，若不满足， 重新调整电路。
三 实验过程及结果要求 3微带双枝短截线匹配电路设计与仿真
（二）用微带线置换传输线 （7）把得到的每个微带线宽度和长度，在电路子图中的微带线元件中进行参数修改。
三 实验过程及结果要求 3微带双枝短截线匹配电路设计与仿真
（二）用微带线置换传输线 （8）（7）中进行参数设置时，注意不要漏项，另外注意单位要一致，若不同，则把 单位调整为一致。 （9）把子图中的两个port连接到调整好参数的微带线电路上，删去原来的传输线 （若不能确保微带线参数正确，可以先不删除）。 （10）返回原理图进行仿真，得到如示例的仿真结果。 （11）本实验基本要求为按照要求的频率和阻抗设计出匹配电路，得出仿真结果，要 求S21满足大于-0.01dB。
匹配电路设计实验（包含3个实验内容）
一 实验目的 学习RF匹配电路设计原理、Smith Chart Utility Tool及LineCal工具，分别使用分立电容电感元件、 微带单枝干短截线和微带双枝干短截线设计匹配电 路，了解不同匹配电路的应用场合，理解匹配原理 及熟悉设计流程。
二 实验内容及参数要求 1 使用分立电容电感元件设计匹配电路 设计L型阻抗匹配网络，ZS=50-2位班级数字-j*（2位学 号), ZL=100-2位班级数字-j*(10+2位学号) 例如：15班15号同学，ZS=35-j*15，ZL=85-j*25 工作频率为30+ 2位班级数字+ 2位学号，单位为Mhz。 上例中频率为30+15+15=60Mhz
微带双枝短截线匹配电路 仿真结果示例（传输线模型）
微带双枝短截线匹配电路 仿真结果示例（置入微带器件后）