实验三 调谐匹配

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1、射频实验三调谐匹配一．实验目的：1.了解基本的调谐阻抗匹配理论和设计方法。2.利用ADS仿真设计匹配电路。3.利用调谐的方法得到匹配的参数值二．预习内容：1．熟悉微波课程有关阻抗匹配的理论知识。2．熟悉微波课程有关阻抗变换器的理论知识。三、软件仿真：(一)设计一个工作中心频率900MHz，频宽50MHz的50-75Ω的T型阻抗变换器。(RS=50Ω,RL=75Ω)先进行理论计算，然后用ADS进行验证。主要看输入输出的阻抗是否匹配到匹配点。（要求得出匹配前和匹配后各自的Smith圆图）匹配前的输入输出端Smith圆图(二)用调谐的方法求的匹配

2、电路，并比较。（三）利用ADS调谐的方法得出(一)中的Pi型匹配电路各个元件的值，并和理论计算值进行比较，说明各自的优势。并进行S参数仿真，求出匹配后S(1,1)、S(2,2)矩形图和圆图，S(2,1)矩形图并分析。四、对实验二匹配的结果进行调谐，看看能否提高匹配的效果。五、利用ADS的优化工具对实验三的结果进行优化。优化的目标：S(1,1)，S(2,2)均小于-30dB，看看S(2,1)能否改善，改善了多少？附录1.设置最优化控制器和优化目标a．以新命名保存实验二的原理图。b．在Option/stat/Yield面板中引入optimiza

3、tioncontroller(优化控制器)和goal（优化目标），如下图所示。a．双击goal进行编辑。在对话框中输入如下设置，每完成一设置点击Apply一次，全部完成后点OK。lExpr:dB(S(1,1))SimInstaceName:SP1lMax=-30(S11至少为-30dB才能满足优化目标)lRangeVar=freqRangeMin=800MHzRangeMax=1000MHz关于引号标记备注：值的范围无需用引号因为它们是值而非字符串（strings）（变量）。b．复制S11的目标——选中并使用copy图标。c．在屏幕上改变g

4、oal表式为”dB(S(2,2))”，如右图所示。现在，你的输入和输出端各有一个匹配目标。d．设置OPTIM控制器：对本实验大多数默认值可保留，包括随机类型。但是要编辑控制器，并设置maxlter=125和theFinalAnalysis=”SP1”。这些设置意味着为达到目标,优化器将重复运行125次。最终的分析也会自动随最后一个值运行，这样你无需运行另一个仿真，而可得到结果曲线。关于Optim参数设置的备注——SetBestValues=yes表示原理图中的元件可以随最佳优化值更新。Save设置会保存所有数据组的数据，在某些情况下，这些操

5、作涉及大量数据，占用大量内存。默认值可面向所有目标和所有原理图上的可用元件（下一步将讲到），但是你可对OPTIM控制器进行编辑，选择要使用的目标或变量。所有这些设置在HELP（手册）上均有解释。1.使元件能够进行最优化处理（启动元件最优化处理）a．编辑（双击）电感L_match_in，出现对话框后，点击Tune/Opt/DOESetup按钮，在Optimization标签中，电感的OptimizationStatus设置为Enable，如下图所示，输入连续范围从1nH到40nH。点OK，元件文本框会显示opt函数和范围。b．继续对其它3个匹

6、配元件进行Enable设置，如下图所示。用对话框对每个元件进行编辑，你也可对opt函数和大括号中范围在屏幕中直接输入。此外，也可使用F5键按需要移动元件文本框。a．按下图检查电路并仿真，查看状态窗口（statuswindow）。b．状态窗口报告了仿真进程。如果满足目标，则EF（误差函数）=0。如果EF变到很接近0值，表示迭代（iteration）运算成功。对EF=0（或某些情况下接近0），下一步便是更新元件值并绘图。如果你的EF不等于0，则检查原理图并再试一次。c．对于优化过程中EF不为0的备注——如果一次优化后目标不能满足，你可适当降低目

7、标或预期的误差要求。也可找到指标位于优化范围边缘的元件，扩展其优化范围，也可尝试另一优化方案，增加重复次数或使用另一拓扑结构。