北邮微波仿真.docx

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1、《微波射频测量技术基础》课程实验 姓名：学号：班级:学院:2016年1月15日微波仿真课（1）FR4基片：介电常数为4.4,厚度为1.6mm，损耗角正切为0.02第一次课作业1．了解ADSSchematic的使用和设置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)C=20pF左：S11Smith圆图，右：S21传输系数(x轴为log型增长)分析：电容的Smith圆图轨迹为r=1等电阻圆的下半圆，说明为容抗。当f越

2、大，衰减越小，当ZL=Z0时越靠近匹配点（m1点），即容抗越小；当f越大，衰减越大，越靠近开路点（m2点）。(2)L=5nH左：S11Smith圆图，右：S21传输系数分析：电容的Smith圆图轨迹为r=1等电阻圆的上半圆，说明为感抗。当f越大，衰减越大，越靠近开路点（m2点）；当f越小，衰减越小，当ZL=Z0时越靠近匹配点（m1点），即感抗越小。3．Linecalc的使用a)计算中心频率1GHz时，FR4基片的50Ω微带线的宽度经计算，W=2.mmb)计算中心频率1GHz时，FR4基片的50Ω共面波导

3、（CPW）的横截面尺寸（中心信号线宽度与接地板之间的距离）W=171.mm,L=63.mm4、基于FR4基板，仿真一段特性阻抗为50Ω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。分析：Smith圆图上近似在r=无穷的等电阻圆上转折一圈多，反射系数的绝对值从低频到高频从1不断略微减小，说明频率越高，损耗情况越差。四分之一波长开路线具有“开路变短路”的作用。5、基于FR4基板，仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长短路CPW

4、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，分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗，分析变化原因。500MHz时：Zin=50+j50分析：四分之一波长短路线具有“短路变开路”的作用。综上可知：四分之一波长传输线具有“阻抗倒置”的作用。6．分别用理想传输线和在FR4基片上的微带传输线，仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长开路线的性能参数，工作频率为1GHz。仿真频段（500MHz-3GHz）,观察Smith圆图变化，分别求出500MHz和2GHz的

5、输入阻抗，分析变化原因。扩展仿真频率（500MHz-50GHz），分析曲线变化原因。理想传输线微带传输线分析：四分之一波长开路线具有“开路变短路”的作用。7．分别用理想传输线和在FR4基片上的微带传输线，仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长短路线的性能参数，工作频率为1GHz。仿真频段（500MHz-3GHz）,观察Smith圆图变化，分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗，分析变化原因。扩展仿真频率（500MHz-50GHz），分析曲线变化原因。理想传输线微带传输线分析：四分之一波长短路线具有“短路

6、变开路”的作用。综上可知：四分之一波长传输线具有“阻抗倒置”的作用。8．分别用理想传输线和在FR4基片上的微带传输线，仿真一段特性阻抗为50Ω二分之一波长短路线的性能参数，工作频率为1GHz。仿真频段（500MHz-3GHz）,观察Smith圆图变化，分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗，分析变化原因。扩展仿真频率（500MHz-50GHz），分析曲线变化原因。理想传输线微带传输线先计算分析：二分之一波长短路线阻抗不变，所以所以短路经阻抗变换后还是短路。综上可知：二分之一波长传输线具有“阻抗还原”的

7、作用。9．分别用理想传输线和在FR4基片上的微带传输线，仿真一段特性阻抗为50Ω二分之一波长开路线的性能参数，工作频率为1GHz。仿真频段（500MHz-3GHz）,观察Smith圆图变化，分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗，分析变化原因。扩展仿真频率（500MHz-50GHz），分析曲线变化原因。短路传输线微带传输线分析：二分之一波长开路线阻抗不变，所以开路经阻抗变换后还是开路。微波仿真课（2）FR4基片：介电常数为4.4,厚度为1.6mm，损耗角正切为0.02第二次作业1．用一段理想四分之一波

8、长阻抗变换器匹配10欧姆到50欧姆，仿真S参数，给出-20dB带宽特性，工作频率为1GHz。B=m4-m3=1070-929=141MHz1．用一段FR4基片上四分之一波长阻抗变换器匹配10欧姆到50欧姆，仿真S参数，给出-20dB带宽特性，工作频率为1GHz，比较分析题1和题2的结果。带宽为1065-921=144MHz比较分析题1和题2：从两张图比较可以看出，FR4基片由于存在损耗，介质不理想，在中心频率附近衰减得不够快，因而-20dB