扇形微帶偏置的理論和ADS詳細設計過程.doc

第 1 章微帶扇形偏置電路基本理論之一 1 第 2 章扇形微帶偏置理論之二 4 第 3 章利用 ADS 仿真設計扇形微帶偏置的整個過程 6 3 1計算 10GHZ時四分之一波長高阻線 假設設計阻抗為 100 歐 的長度和寬度 7 3 2將高阻線和扇形微帶放入電路中 并仿真和優(yōu)化 注意優(yōu)化的變量都有哪些 7 3 3仿真結果分析 關鍵 9 3 4生成版圖 10 3 5導出到AUTOCAD 中并填充 11 第 4 章有助于加深理解扇形微帶偏置原理的 ADS 仿真分析 11 4 1單根四分之一波長微帶線的仿真 11 4 2四分之一波長微帶線 扇形微帶線的仿真 12 4 3我的理解 12 第第 1 章章微帶扇形偏置電路基本理論之一微帶扇形偏置電路基本理論之一 第第 2 章章扇形微帶偏置理論之二扇形微帶偏置理論之二 第第 3 章章利用利用 ADS 仿真設計扇形微帶偏置的整個過程仿真設計扇形微帶偏置的整個過程 設計目標 設計目標 主信號線傳輸?shù)念l率為 10GHz 3 1 計算計算 10GHz 時四分之一波長高阻線 假設設計阻抗為時四分之一波長高阻線 假設設計阻抗為 100 歐 的長度和歐 的長度和 寬度 寬度 3 2 將高阻線和扇形微帶放入電路中 并仿真和優(yōu)化 注意優(yōu)化的變量都有哪將高阻線和扇形微帶放入電路中 并仿真和優(yōu)化 注意優(yōu)化的變量都有哪 些 些 以后都按上圖的拓撲方法仿真以后都按上圖的拓撲方法仿真 這里有幾點要十分注意 這里有幾點要十分注意 A 扇形微帶的角度不能超過 90 度 ADS 里規(guī)定的 在 help 里可看見 所 以把角度設為優(yōu)化變量時 該變量的上限設置只能為該變量的上限設置只能為 89 度 否則仿真要度 否則仿真要 被終止被終止 顯示 fatal error 這也說明了 以后仿真其他電路時 如果出 現(xiàn)類似提示 則可能是某些參數(shù)設置越界了 B ADS 中扇形微帶模型和適用條件說明如下 3 3 仿真結果分析 關鍵 仿真結果分析 關鍵 由上圖可見 S31 很小很小 小于負小于負 50dB 并且?guī)捄軐?并且?guī)捄軐?說明主路射頻信號在偏 置線上幾乎完全衰減 達到了目的 我們希望我們希望 S31 越小越好 越小越好 由上圖可見 S33 很大 說明 3 端口的駐波很差 說明主路信號在進入偏置電 路口的時候幾乎被完全反射了回去 而不會從偏置電路泄露 從而射頻信號經(jīng) 過偏置電路的那個節(jié)點時衰減很小 如果 S33 比較小 射頻信號就會從這個偏 置電路泄露 則主路射頻信號的功率就降低了 而我們卻希望偏置電路對主路 射頻信號的影響盡量小 比如功分器 就是射頻信號進入了兩條支路 所以各 支路的電平都在主路的基礎上衰減了 3dB 即 偏置電路對主路射頻信號的傳 輸影響很小 我們希望我們希望 S33 越大越好 即越大越好 即 3 端口的駐波越差越好 端口的駐波越差越好 這樣主路的射頻信號才難 這樣主路的射頻信號才難 以進入微帶偏置支路 因為都被反射了 以進入微帶偏置支路 因為都被反射了 由上圖可見 S21 很大 說明主路的插損很小 也就是說 偏置電路對主路射 頻信號的影響很小 主路信號在經(jīng)過偏置電路的那個接口時 幾乎沒有功率損 失 由上圖可見 S11 很小 即 1 端口 主路的輸入端口 的駐波性能很好 這正 是我們所需要的 說明射頻信號在主路上被反射得很少 也就是傳輸?shù)煤芎?3 4 生成版圖生成版圖 3 5 導出到導出到 autoCAD 中并填充中并填充 第第 4 章章有助于加深理解扇形微帶偏置原理的有助于加深理解扇形微帶偏置原理的 ADS 仿真分析仿真分析 4 1 單根四分之一波長微帶線的仿真單根四分之一波長微帶線的仿真 結論 結論 采用單根四分之一波長高阻線微帶時 S21 很大 即對 10G 信號的衰減 很小 S11 也不夠理想 4 2 四分之一波長微帶線四分之一波長微帶線 扇形微帶線的仿真扇形微帶線的仿真 上圖是在未進行任何優(yōu)化仿真所得到的結果 通過和上面的比較 我們發(fā)現(xiàn) 采用單根四分之一波長高阻線時 S21 的損耗很小 而一旦同時加入半徑為四 分之一波長的扇形微帶時 S21 的信號馬上就變大到 21dB S11 也迅速降低到 0 095dB 4 3 我的理解我的理解 我的理解是這樣的 我的理解是這樣的 實際上單根四分之一波長高阻線相當于一個電感 RFC 而四分之一波長扇形微帶相當于一個接地的電容 這樣電感和電容組合就會產(chǎn) 生諧振 從而形成一個 10G 的帶阻濾波器濾波器 這樣 S21 的損耗就明顯增大了 這 也是微帶偏置為什么必須由四分之一波長高阻線 四分之一波長低阻線構成的原 因 在另外一篇論文中 我看到作者把直流偏置通過高低阻抗帶通濾波器接入 主線 我覺得這種情況適用于窄帶的電路 而如果電路的工作帶寬較寬 則選 用四分之一波長高阻線 四分之一波長扇形微帶 因為它的帶寬相對較寬 因為 10G 和 10 1G 對應四分之一波長的物理長度都是不一樣的 而一般的電路都工 作在一個帶寬內(nèi) 疑問疑問 扇形微帶的半徑用四分之一波長我可以理解 因為它相當于一個接地的接地的電 容 但是那條高阻微帶為什么要用四分之一波長呢 有的資