使用ADS软件进行收发组件系统设计.PDF

使用ADS软件进行收发组件系统设计 EEsof EDA 应用工程师 谢成诚 cheng-cheng_xie@ Agilent EEsof EDA Page 1 目标 • 本专题的主要目标….. – 了解ADS做为射频微波系统完整的设计平台所具有的功能 – 从有源相控阵雷达系统TR组件的系统级设计实例出发，演示ADS 软件集成的设计仿真环境 Agilent EEsof EDA Page 2 内容安排 • 收发组件(TR Module)概况及主要元件 • TR组件系统级仿真 • TR组件中的微波单片电路( MMIC) • TR组件的射频脉冲仿真 • 贴片天线阵 • TR组件及贴片天线阵混合仿真 Agilent EEsof EDA Page 3 T/R组件的尺寸及工作频率 T/R 组件被安放在相控阵中的单元之中，单元尺寸是工作频率的函数 从经验上来讲，组件是以半波长间距进行摆放，如10 GHz 的半波长是1.5 cm, 或600 mils. Source: /encyclopedia/transmitreceivemodules.cfm Agilent EEsof EDA Page 4 典型的收发组件系统框图 Tx入 激励+ PA Tx Out Rx In 数字 数字 收发开关 双工器 耦合器 移相器 衰减器 低噪放级 限幅器或 1、2 接收机保护开关 Tx 功率监控 Rx 出 Agilent EEsof EDA Page 5 TR组件中的主要元件 数字移相器 移相器可以为每个单元电路提供相位增减从而使扫描波束改变方向。由于收发单元都需要移相单元，因此移相 单元经常置于收发公用通道中。这种情况下，移相器一般是无源互易网路。也可以采用有源移相器。 移相器并不是理想的，也包含移相误差。但是有一种未被理解的说法是和频率有关的、VSWR性能较差的移相 器的相位误差会显著提高。 通过带入真实的负载，就可以更真实的了解移相器的性能，降低产品的上市时间和降低成本。 Agilent EEsof EDA Page 6 TR组件中的主要元件 衰减器 衰减器用来帮助改善相控阵主瓣宽度，降低旁瓣大小。一般在接收模式下使用这种 方式，而在发射模式下，往往希望辐射更多的能量。衰减器的第二个作用是调整各 个单元的幅度一致性。 在现代TR组件系统中通常会使用数字衰减器 Agilent EEsof EDA Page 7 TR组件中的主要元件 双工器 双工器可以使发射单元和接收单元共用天线单元。可以是铁氧体环行器，也可以使用单刀多掷 开关。使用环行器时，因为不是固态器件，所以不必要安装在屏蔽盒里。所以有的时候可以看 到TR组件中露在外面的环行器。 另外一个问题是双工器在扫描极端的角度时，会遇到天线驻波比急剧恶化的情形。这种失配传 递到功放后，由于负载牵引效应，会引起功放功率的下降，这种效果甚至比直接的负载失配更 严重。在发射时，LNA呈现的是匹配的负载，问题倒是不大。 Agilent EEsof