微波电路课程实践.ppt

(2)近似设计(单向化设计)如果放大器的晶体管S12很小，可以近似认为为0，则放大器的增益可以采用下面的公式来描述：如果增益以对数表示，则有上面公式的1,3项表示输入、输出匹配网络的增益，由表达式可以知道其不大于1，因此不存在能量的放大，即没有增益，这里称为增益是由于设计了匹配网络，导致反射损耗减小，相对损耗而言是增益。当晶体管的输入、输出阻抗分别和源以及负载呈共轭匹配的时候，源和负载匹配网络均得到最大的单向增益。01因此近似设计放大器的最大增益为:02仿真晶体管的S参数,采取串联电阻的方式使得晶体放大器的共扼匹配设计流程确定晶体管共扼匹配的输入/输出阻抗设计输入/输出匹配网络S参数的仿真,查看噪声系数和增益管处于绝对稳定五、设计实例采用AT-41511管子设计一个中心频率为2GHz,带宽100MHz的低噪声放大器.(1)管子静态工作点的确定:选择File?NewDesign…进入下面的对话框在下面选择BJT_curve_tracer，在上面给新建的Design命名，这里命名为BJTCurve点击，打开元件库,查询ATF-41511元件将元件按下图加入,并对其进行仿真微波电路设计及应用实践1.设计任务一：微波低通滤波器的设计阶梯阻抗低通滤波器设计近似理论对于长度为l(βl0.25?)，特性阻抗为Z0的传输线，其负载阻抗为ZL,则输入阻抗公式为：对于负载阻抗为ZL特性阻抗为Z0的传输线，则输入阻抗公式为：STEP4STEP3STEP2STEP1由上式可以看出，当负载阻抗远小于传输线特性阻抗的时候，传输线端接以负载阻抗，近似于一个电感和负载ZL串联。对于负载阻抗为ZL特性阻抗为Z0的传输线，则输入阻抗公式为：对应的输入导纳为：由上式可以看出，当负载阻抗远大于传输线特性阻抗的时候，传输线端接以负载阻抗，近似于一个电容和负载ZL并联。微带线的导波波长:06电容段微带线的长度04综上所述，低通滤波器可以由级联的微带高、低阻抗线构成。通常高阻抗线取大于100欧，低阻抗线取小于20欧（阻抗在设计的时候是首先自选定）。电感段、电容段微带线的长度可以通过下面的公式近似求得：01电感段微带线的长度03其中Ro为阻抗阻抗变换值（通常选择50欧系统），L，C为低通原型参数值05通过linecalc工具求出对应高低阻抗微带线的有效介电常数，根据上面的公式求出对应的导播波长,以及相应的高低阻抗线的长度.02选择合适的低通原型根据选择的基板,计算对应的微带高、低阻抗线的宽度、长度.建立滤波器仿真模型/仿真、确定设计的指标02030401设计的流程例子：设计一个阶梯阻抗低通滤波器，其通带波纹为0.5dB，截止频率为2GHz,要求在4GHz频率处插入损耗小于－30dB，滤波器的特性阻抗为50欧，高阻抗线取120欧，低阻抗线取20欧，基板的高度h=1.58mm,相对介电常数为4.2,微带厚度为0.5mil.由解:(1)根据指标，选择合适的低通原型:及下面的图可以知道，滤波器的阶数为51234通带波纹为0.5dB低通原型的衰减和归一化频率的关系(2)根据Linecalc工具可以知道20欧，120欧微带线的宽度分别为：11.27mm,0.4mm.120欧微带线对应的有效介电常数为2.84,20欧微带线对应的有效介质常数为3.65(lincal工具求解)(实际的工程设计中，一般是采用软件工具来求微带线的宽度)(3)对应的5阶滤波器的低通原型参数为：g0=g6=1,g1=g5=1.7058,g2=g4=1.2296,g3=2.5408(4)选择低通原型的第一个元件为串联电感，求对应高、低阻抗线的长度：λgC=300/(2*3.650.5)=78.53mmλgL=300/(2*2.840.5)=89.02mm01由02由Moumentum结果电流分布滤波器的Moumentum仿真(2.5D电磁仿真)设计任务:设计一个奇数阶的低通滤波器,截止频率自选,阶数自选,选择的基板:介电常数2.2,厚度1mm;或介电常数9.8,厚度1mm.设计任务2:微带带通滤波器设计设计方程求解导纳变换器的值根据lincalc工具计算耦合微带线的尺寸求出导纳变换器的值后，可以根据下面的公式计算奇模、偶模阻抗例子：滤波器的设计指标为：通带5000MHz~6000MHz,带内波纹小于0.5dB，带外频率4500MHz以及6500MHz处衰减大于30dB，基片介电常数为2.8,厚度为1mm。考虑到微带线本身的损耗选择的低通原型为通带波纹为0.2dB的5阶低通原型，其值如下。01计算导