1、微波电路ADS仿真 周亮 12111043 1 微带传输线设计 几种方法： （1）经验公式法 （2）手动设置法 （3）计算法，需要ADS的计算控件 （4）优化法 2 经验计算方法 3 Matlab编程 本设计中使用=2.3的介质，那么对于不同的W/h，使用matlab编程计算 ： disp(微带线阻抗计算) er=2.3; wh=1:0.1:10 ee=(1+er)/2+(er-1)/2*(1+10*(1./wh).(-0.5); z0=120*pi./(wh+2.44-0.44./wh+(1-1./wh).6) z1=60*pi*pi*sqrt(1./ee)./(1+pi*wh+log(1+
2、pi/2.*wh) subplot(1,2,1) plot(wh,z0) subplot(1,2,2) plot(wh,z1) 最终得到WH比为1.95 4 Matlab计算结果 5 Matlab计算结果 6 Matlab计算结果 7 Matlab计算结果 8 ADS建模仿真 新建工程，选择【File】【New Project】，系统出现新建工程对 话框。在name栏中输入工程:microstrip，并在Project Technology Files栏中选择ADS Standard：Length unitmillimet，默认单位 为mm。单击OK，完成新建工程，此时原理图设计窗口会自动打开
3、。 在原理图设计窗口中选择TLines-Microstrip元件面板列表,并选择 MSUB，按照如图所示的方式连接起来。 在原理图设计窗口中选择S参数仿真工具栏，Simulation-S_Param。 选择Term放置在微带线两边，用来定义端口1和2，并放置两个地，连 接好电路。 选择S参数扫描控件放置在原理图中，并设置扫描的频率范围和步长 。双击S参数仿真控制器，参数设置如下。 Start=0 GHz，表示频率扫描的起始频率为0 GHz。 Stop=5 GHz，表示频率扫描的终止频率为5 GHz。 Step=0.01 GHz，表示频率扫描的频率间隔为0.01 GHz。 9 ADS建模仿真 设
4、置控件MSUB微带线参数 copper： relative permittivity：1 relative permeability：0.999991 conductivity：58000000 siemens/m mass density：8933 H=1mm，微带线基板厚度为1mm Er=2.3，微带线基板的相对介电常数为2.3 Mur=1，微带线基板的相对磁导率为1 Cond=58000000，微带线导体的电导率为58000000 Hu=1.0e+0.33mm,表示微带线的封装高度 T=0.05mm，微带线的导体层厚度为0.05mm（50um） TanD=0.0003，微带线的损耗角ta
5、n=0.0003 Rough=0mm，微带线表面粗糙度为0mm 10 ADS建模仿真 11 MUSB 12 MUSB 13 MLIN 14 ADS建模仿真 15 ADS建模仿真 16 手动设置法 手动微调微带传输线的W，当WH=2.96时，S11-40dB，可以求出反射 系数为0.01，反射能量为万分之一，满足设计要求。 17 计算法 微带线计算控件：选择【Tools】【LineCalc】【Start LineCalc 】工具来分析综合微带线的特性阻抗。 在Substrate Parameters栏中填入与MSUB相同的微带线参数。 在Component Parameters栏中填入中心频率。
6、 Physical栏中的W和L分别表示微带线的宽和长。 Electrical栏中的Z0和E_Eff分别表示微带线的特性阻抗和相位延迟， 点击Synthesize和Analyze栏，可以进行W、L与Z0、E_Eff间的相互 换算。 18 计算结果 19 综合10Ghz频段 20 综合4Ghz频段 21 使用计算参数仿真结果 22 优化法 单击工具栏上的VAR 图标，把变量控件VAR放置在原理图上，双击该 图标弹出变量设置窗口，依次添加各变量。 在Name栏中填变量名称，Variable Value栏中填变量的初值，点击 Add添加变量，然后单击Tune/Opt/Stat/DOE Setup按钮设
7、置变量的取 值范围，其中的Enabled/Disabled表示该变量是否能被优化， Minimum Value表示可优化的最小值Maximum Value表示可优化的最大 值。 在原理图设计窗口中选择优化面板列表optim/stat/Yield/DOE,在列 表中选择优化控件optim，双击该控件设置优化方法和优化次数，常 用的优化方法有Random(随机)、Gradient(梯度)等。随机法通常用于 大范围搜索，梯度法则用于局部收敛。 在优化面板列表中选择优化目标控件Goal放置在原理图中，双击该控 件设置其参数。 Expr是优化目标名称，dB(S(1,2) SimlnstanceName是
8、仿真控件名称，这里选择SP1。 Min和Max是优化目标的最小与最大值。 Weight是指优化目标的权重。 RangeVar1是优化目标所依赖的变量，这里为频率freq。 RangeMin1和RangeMax1是上述变量的变化范围。 23 优化法结果 24 介电常数1.3 25 介电常数2.3 26 介电常数3.3 27 导带线宽2mm 28 导带线宽3mm 29 导带线宽4mm 30 介质高度1mm 31 介质高度1.5mm 32 介质高度2mm 33 理想电容 34 理想电容仿真结果 35 理想电容仿真结果 36 微带传输线电容 砷化镓 介电常数为13.1 Aluminum： relati
9、ve permittivity：1 relative permeability：1.000021 conductivity：38000000 siemens/m mass density：2689 37 微带传输线电容 38 微带传输线电容 39 微带交指电容 40 微带交指电容 41 微带交指电容优化结果 42 W=13.98mil （指宽） 43 W=23.98mil （指宽） 44 G=2.59mil （指间横向缝隙） 45 G=5.59mil （指间横向缝隙） 46 微带交指电容参数 47 理想电感 48 理想电感 49 理想电感 50 微带电感桥 砷化镓 介电常数为13.1 Aluminum： relative permittivity：1 relative permeability：1.000021 conductivity：38000000 siemens/m mass density：2689 51 微带电感桥 52 微带电感桥 53 微带电感桥 54 N=2 55 N=3 56 L1=0.519mm 57 L1=1.019mm 58 L2=0.420mm 59 L2=0.920mm 60 W=0.01mm 61 W=0.02mm 62 S=0.01mm 63 S=0.02mm 64 微带电感桥参数 65
