射频电路专题实验 实验一 匹配电路仿真与设计.ppt

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1、实验一匹配网络的设计与仿真一、基本阻抗匹配理论当RL=Rs时可获得最大输出功率,此时为阻抗匹配状态。无论负载电阻大于还是小于信号源内阻,都不可能使负载获得最大功率,且两个电阻值偏差越大,输出功率越小。广义阻抗匹配：阻抗匹配概念可以推广到交流电路。,当负载阻抗ZL与信号源阻抗Zs共轭时,即ZL=Z*s,能够实现功率的最大传输,称作共轭匹配或广义阻抗匹配。如果负载阻抗不满足共轭匹配条件,就要在负载和信号源之间加一个阻抗变换网络N,将负载阻抗变换为信号源阻抗的共轭,实现阻抗匹配。例1：分立器件LC匹配网络设计设计目标：设计L型阻抗匹配网络，使Zs=（25-

2、j*15）Ohm信号源与ZL=（100-j*25）Ohm的负载匹配，频率为50MHz（1）打开ADS（2）新建工程文件（3）设置Name和Lengthunit，然后单击“OK”（4）选“Nohelpneeded”，然后单击“finish”菜单栏工具栏元件库列表元件库列表原理图编辑区（5）在元件面板列表中选择“Simulating-SParam”（6）单击“”和“”，在原理图中放两个Term和一个S-Parameters控件（7）双击Term端口，弹出设置对话框，分别把Term1设置成Z=25-j*5Ohm,Term2设置成Z=100-j*25Ohm.（8

3、）双击S-Parameters控件，弹出设置对话框，分别把Start设置成1MHz,Stop设置成100MHz，Step-size设置成1MHz.（9）在元件面板列表中选择“SmithChartMatching”（10）单击“”，在原理图中添加“DA_SmithChartMatching”控件（11）双击DA_SmithChartMatch控件，设置控件相关参数如下：（12）单击工具栏“”和“”，放置Term地和连接元件。（13）在原理图设计窗口，执行菜单命令tools->SmithChart,弹出“SmartComponent”对话框。（14）选择“U

4、pdateSmartComponentfromSmithChartUtility”，单击“OK”。（15）设置Freq=0.05GHz，Z0=50Ohm。单击“DefineSource/loadNetworkterminations”按钮。（16）弹出“NewtworkTerminations”对话框，设置源和负载阻抗如下图所示，然后依次单击“Apply”和“OK”。（16）源（小圆标记）和负载（方形标记）在Smith圆图上如下图所示。（17）采用LC分立器件匹配过程如下图所示。（18）单击“BuildADSCircuit”按钮，即可生成相应的电路。（1

5、9）选中DA_SmithChartMatch控件，单击“”图标，可以查看匹配电路（20）单击“”图标，可以返回（21）单击“”图标，进行仿真，仿真完毕显示如下对话框。（22）单击“”图标，在结果窗口单击，就会出现如下对话框。（23）选中S11，单击Add，出现如下对话框，选中dB，单击“OK”。（24）选中S21，单击Add，出现对话框，选中dB，单击“OK”。最后显示如下，再单击“OK”（24）显示的出S11和S21曲线如下。设计L型阻抗匹配网络，使Zs=（46-j*124）Ohm信号源与ZL=20+j*100Ohm的负载匹配，频率为2400MHz.练

6、习：例2：微带单枝短截线线匹配电路的设计设计目标：设计微带单枝短截线匹配网络，使Zs=（55-j*40）Ohm信号源与ZL=（30+j*50）Ohm的负载匹配，频率为1.5GHz（1）建立工程文件。File->NewProject，弹出Newproject对话框，在路径的末尾输入工程名MLIN_Smatching，然后单击OK。（3）在原理图元件库列表中选择“PassiveCircuitDG-Matching”。（4）在原理图中加入元件“MSUB”（微带基片）和元器件“SSMtch”(微带单枝短截线）。（5）在原理图设计窗口执行命令Insert->Tem

7、plate，打开“InsertTemplate”对话框，选择“S_Params”,在原理图中插入S参数仿真模拟。（6）双击元器件“MSUB”，设置微带线基本参数。（7）双击元器件“DA_SSMatch1_MLIN_SMatching”，设置中心频率为1.5GHz，输入阻抗为55+j*40Ohm（与源阻抗Zs=55-j*40Ohm共轭匹配），负载阻抗Zload=30+j*50Ohm。（8）设置Term1阻抗为与源阻抗Z=55-j*40Ohm共轭匹配，Term2阻抗为Z=30+j*50Ohm，S参数扫频范围为1-2GHz，步长为0.001GHz，连接Term

8、和DA_SSMatch1_MLIN_SMatching。（9）在原理图设计窗口，