基于ads軟件的傳輸線理論仿真設(shè)計(jì)及分析

1、-. z.基于ADS軟件的傳輸線理論仿真設(shè)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 熟悉ADS軟件的使用； 2、 利用ADS軟件進(jìn)展根本傳輸線和微帶線的電路設(shè)計(jì)和仿真。 二實(shí)驗(yàn)原理：對(duì)無(wú)耗均勻傳輸線，線上各點(diǎn)電壓Uz，電流Iz與終端電壓U1，終端電流I1的關(guān)系為： Uz=U1cosz+jI1Z0sinz Iz=I1cosz+jU1/Z0sinz其中Z0為無(wú)耗傳輸線的特性阻抗；為相移常數(shù)。定義傳輸線上任意一點(diǎn)z處的輸入電壓和輸入電流之比為該點(diǎn)的輸入阻抗，記作Zin，即： Zinz=Uz/Iz由此可以得： Zin=其中，Z1為終端負(fù)載阻抗。軟件仿真 1.終端為匹配負(fù)載情況下的特性： 圖a終端負(fù)載匹配時(shí)的原理圖 圖b

2、終端負(fù)載匹配時(shí)輸入阻抗分布列表和S參數(shù)分布仿真結(jié)果分析：傳輸線上任意點(diǎn)的輸入阻抗為50，此時(shí)Zin=Z0，與理論吻合；終端負(fù)載匹配時(shí)反射系數(shù)為-50dB，2負(fù)載短路情況下的特性： 圖a 終端負(fù)載短路時(shí)的原理圖 圖b 終端負(fù)載短路時(shí)S參數(shù)分布和smith圓圖圖c終端負(fù)載短路時(shí)的輸入阻抗分布列表仿真結(jié)果分析：終端負(fù)載短路情況下，=-1，反射系數(shù)為0dB，傳輸線上任意一點(diǎn)Z處的反射系數(shù)z=-1，如圖bsmith圓圖，與理論相吻合；傳輸線上任意一點(diǎn)Z處的輸入阻抗為Zin=jZ0tan()。3終端負(fù)載開路情況下的特性： 圖a終端負(fù)載開路時(shí)的原理圖圖b終端負(fù)載開路時(shí)的S參數(shù)分布和smith圓圖圖c終端負(fù)載

3、開路時(shí)的輸入阻抗分布列表仿真結(jié)果分析：終端負(fù)載開路情況下，此時(shí)只能存儲(chǔ)能量而不能傳輸能量，反射系數(shù)為0dB，發(fā)生了全反射，如smith圓圖，與理論吻合；輸入阻抗值如圖c所示，與理論公式Zin=-jZcot()相吻合。4終端負(fù)載為純電抗時(shí)的特性： 圖a終端負(fù)載為純電抗時(shí)的原理圖 圖b終端負(fù)載為純電抗時(shí)的S參數(shù)分布和smith圓圖 圖c終端負(fù)載為純電抗時(shí)的輸入阻抗分布列表仿真結(jié)果分析：終端負(fù)載為純電抗情況下，同樣，負(fù)載不消耗能量，發(fā)生了全反射，如圖b與理論相吻合；此時(shí)的輸入阻抗值如圖c所示，滿足理論公式Zin=j*。5終端負(fù)載為復(fù)阻抗時(shí)的特性： 圖a終端負(fù)載為復(fù)阻抗時(shí)的原理圖 圖b終端為復(fù)阻抗時(shí)的

4、S參數(shù)分布和smith圓圖 圖c終端負(fù)載為復(fù)阻抗時(shí)的輸入阻抗分布列表仿真結(jié)果分析：當(dāng)終端負(fù)載為復(fù)阻抗時(shí)，信號(hào)源入射的電磁波功率一局部被終端負(fù)載吸收，另一局部被反射，此時(shí)反射系數(shù)z1，1=|1|，與圖b相吻合；此時(shí)傳輸線上輸入阻抗如圖c所示，滿足理論公式Zin =Z0。 基于HFSS的傳輸線仿真設(shè)計(jì)與理論分析基于HFSS軟件的終端為匹配負(fù)載的特性圖d仿真原理圖圖e輸入阻抗的S11 參數(shù)分布圖fsmith圓圖結(jié)果仿真結(jié)果分析：傳輸線上任意點(diǎn)的輸入阻抗為50，此時(shí)Zin=Z0，與理論吻合；終端負(fù)載匹配時(shí)反射系數(shù)為-50dB，能量幾乎都傳遞到了負(fù)載，與傳輸線終端匹配理論z=0吻合。基于HFSS軟件的負(fù)

5、載短路的特性圖d負(fù)載短路時(shí)的原理圖其中將終端負(fù)載電阻值設(shè)置為5*e9，近似于短路圖e負(fù)載短路時(shí)的S參數(shù)分布仿真結(jié)果分析：終端負(fù)載短路情況下，z=-1，反射系數(shù)為0dB，傳輸線上任意一點(diǎn)Z處的反射系數(shù)=-1，如圖bsmith圓圖，與理論相吻合；傳輸線上任意一點(diǎn)Z處的輸入阻抗為Zin=jZ0tan。3.基于HFSS的終端負(fù)載開路下的特性圖d負(fù)載開路時(shí)的原理圖將終端負(fù)載的電阻值改為，圖eS參數(shù)分布和smith圓圖仿真結(jié)果分析：終端負(fù)載開路情況下，此時(shí)只能存儲(chǔ)能量而不能傳輸能量，反射系數(shù)為0dB，發(fā)生了全反射，如smith圓圖，與理論吻合；輸入阻抗值如圖c所示，與理論公式Zin=-jZcot相吻合?；贖FSS軟件下的負(fù)載為純電抗的特性圖d仿真原理圖將終端電阻值改為j*50圖eS參數(shù)分布和smith圓圖仿真結(jié)果分析：終端負(fù)載為純電抗情況下，同樣，負(fù)載不消耗能量，發(fā)生了全反射，如圖b與理論相吻合；此時(shí)的輸入阻抗值如圖c所示，滿足理論公式Zin=j*。5.基于HFSS軟件的終端負(fù)載為復(fù)阻抗時(shí)的特性：圖d負(fù)載為復(fù)阻抗的原理圖圖eS參數(shù)分布仿真結(jié)果分析：當(dāng)終端負(fù)載為復(fù)阻抗時(shí)，信號(hào)源入射的電磁波功率一局部被終端負(fù)載吸收，另一局部被反射，此時(shí)反射系數(shù)1，1=|1|，與圖b相吻合；此時(shí)傳輸線上輸入阻抗如圖c所示，滿足理論公式Zin