基于ADS軟件的傳輸線理論仿真設(shè)計與分析123

1、 基于ADS軟件的傳輸線理論仿真設(shè)計與分析一 實驗?zāi)康模?、 熟悉ADS軟件的使用； 2、 利用ADS軟件進(jìn)行基本傳輸線和微帶線的電路設(shè)計和仿真。 二實驗原理：對無耗均勻傳輸線，線上各點電壓U（z），電流I（z）與終端電壓U1，終端電流I1的關(guān)系為： U（z）=U1cos（z）+jI1Z0sin（z） I（z）=I1cos（z）+j（U1/Z0）sin（z）其中Z0為無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z處的輸入電壓和輸入電流之比為該點的輸入阻抗，記作Zin，即： Zin（z）=U（z）/I（z）由此可以得： Zin= 其中，Z1為終端負(fù)載阻抗。三 軟件仿真 （1）.終端為匹

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

3、性： 圖（a）終端負(fù)載開路時的原理圖圖（b）終端負(fù)載開路時的S參數(shù)分布和smith圓圖圖（c）終端負(fù)載開路時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，此時只能存儲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)載為純電抗時的特性： 圖（a）終端負(fù)載為純電抗時的原理圖 圖（b）終端負(fù)載為純電抗時的S參數(shù)分布和smith圓圖 圖（c）終端負(fù)載為純電抗時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；此時的輸入

4、阻抗值如圖（c）所示，滿足理論公式Zin=jX。（5）終端負(fù)載為復(fù)阻抗時的特性： 圖（a）終端負(fù)載為復(fù)阻抗時的原理圖 圖（b）終端為復(fù)阻抗時的S參數(shù)分布和smith圓圖 圖（c）終端負(fù)載為復(fù)阻抗時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，信號源入射的電磁波功率一部分被終端負(fù)載吸收，另一部分被反射，此時反射系數(shù)（z）1，1=|1|，與圖（b）相吻合；此時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)計與理論分析1. 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S（11） 參數(shù)分布圖（f）smith圓圖結(jié)果仿真結(jié)果

5、分析：傳輸線上任意點的輸入阻抗為50，此時Zin=Z0，與理論吻合；終端負(fù)載匹配時反射系數(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。2. 基于HFSS軟件的負(fù)載短路的特性圖（d）負(fù)載短路時的原理圖（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Z處的反射系數(shù)=-1，如圖（b）smith圓圖，與理論相吻合；傳輸線上任意一點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)載開路時的原理圖（將終端負(fù)載的電阻值改為，

6、）圖（e）S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，此時只能存儲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. 基于HFSS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（e）S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；此時的輸入阻抗值如圖（c）所示，滿足理論公式Zin=jX。5.基于HFSS軟件的終端負(fù)載為復(fù)阻抗時的特性：圖（d）負(fù)載為復(fù)阻抗的原理圖圖（e）S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，信號源入射的電磁波功率一部分被終端負(fù)載吸收，另一部分被反射，此時反射系數(shù)1，1=|1|，與圖（b）相吻合；此時傳輸線上輸入阻抗如圖（c）所示，滿足理論