北邮微波仿真实验报告.pdf

微波仿真实验 实验报告 题目：微波仿真实验 学院：电子工程学院 班级： 姓名： 学号： 2013xxxxxx 微波仿真课（ 1） 一、 实验要求： 1. 了解 ADS Schematic的使用和设置。 打开 ADS软件（ 2009 版本），选择“以管理员身份运行” ，新建工程 并命名，新建 Schematic窗口。截图如下： 2. 在 Schematic 里，分别仿真理想电容 20pF 和理想电感 5nH，仿真 频率为（ 1Hz-100GHz），观察仿真结果，并分析原因。 ① 理想电容 20pF，仿真频率为（ 1Hz-100GHz）： 电路图： 对数曲线： 分析 ：由计算可知：S 11=Z/Z+2 S12=2/Z+2,该网络互易对称可知 S21 =S12, 22 11 11 S =S , Z=1/j ωC, 随着频率的增加， S =Z/Z+2将会减小，最终趋向 于 0，即-70db, S 12=2/Z+2，f=1HZ 时，Z 趋近于无穷， S12 趋近于 0，即 12 1db, f 逐渐增大到 100GHZ时，Z=1, S =1/3 ，仍然接近于 0 ，即 1db。 ② 理想电感 5nH，仿真频率为（ 1Hz-100GHz）： 电路图： 史密斯圆图： 对数曲线： 分析 ：由计算可知： S 11=Z/Z+2 S12=2/Z+2。由该网络互易对称可知 21 12 22 11 11 S =S , S =S , Z=j ωL, 随着频率的增加， S =Z/Z+2 将会增大， 最终趋向于 1，即 0db, S 12=2/Z+2 将会随着频率的减小而减小，最终 趋向于 0 ，在图中即为 -30db。 3.Linecalc 的使用： a) 计算中心频率 1GHz时， FR4基片的 50 Ω微带线的宽度； 将 FR4基片的参数输入到 Linecalc 中，计算得到中心频率 1GHz时， FR4基片的 50 Ω微带线的宽度为 1.543670mm，截图如下： b) 计算中心频率 1GHz时， FR4基片的 50 Ω共面波导（ CPW）的横 截面尺寸（中心信号线宽度与接地板之间的距离） 。 将 FR4基片的参数输入到 Linecalc 中，计算得到中心频率 1GHz时， FR4基片的 50 Ω共面波导（ CPW）的中心信号线宽度为 87.8355mm, 与接地板之间的距离为 5mm ，截图如下： 4.基于 FR4基板，仿真一段特性阻抗为 50 Ω四分之一波长开路 CPW 线的性能参数，中心工作频率为 1GHz。仿真频段（ 500MHz-3GHz）, 观察 Smith 圆图变化，分析原因。 电路图： Smith 圆图： 分析 ：Smith 圆图上近似在 r = 无穷的等电阻圆上转一圈多，频率每 增加 1G，圆就增加半圈，即 λ/4 电长度，由于 CPW存在损耗，即衰 减系数不为 0，相位常数不为 0 ，所以相位和大小均发生改变，所以 反射系数成螺旋型， 当频率为 0 时，位于史密斯原图开路点处， 1GH