西安交大射頻專題實(shí)驗(yàn)報(bào)告0001

1、 射頻電路設(shè)計(jì)專題實(shí)驗(yàn) 姓名: 學(xué)號(hào): 班級(jí): 學(xué)院: （一）匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與仿真 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 掌握阻抗匹配、共軛匹配的原理 2. 掌握集總元件L型阻抗抗匹配網(wǎng)絡(luò)的匹配機(jī)理 3. 掌握并（串）聯(lián)單支節(jié)調(diào)配器、入/4阻抗變換器匹配機(jī)理 4. 了解ADS件的主要功能特點(diǎn) 5. 掌握Smith原圖的構(gòu)成及在阻抗匹配中的應(yīng)用 6. 了解微帶線的基本結(jié)構(gòu) 基本阻抗匹配理論 A* 信號(hào)源的輸出功率取決于Us、Rs和R。在信號(hào)源給定的情況下，輸 出功率取決于負(fù)載電阻與信號(hào)源內(nèi)阻之比 k。當(dāng)R=R時(shí)可獲得最 Ls 大輸出功率，此時(shí)為阻抗匹配狀態(tài)。無論負(fù)載電阻大于還是小于 信號(hào)源內(nèi)阻，都不可能使負(fù)載獲得最大

2、功率， 且兩個(gè)電阻值偏差 越大，輸出功率越小。 匹配包括：共軛匹配，阻抗匹配，并 (串)聯(lián)單支節(jié)調(diào)配器。 練習(xí) 1. 設(shè)計(jì)L型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，使 Zs=(46 - j X 124) Ohm信號(hào)源與 ZL=(20+j X 100) Ohm的負(fù)載匹配，頻率為 2400MHz. 仿真電路圖 卜也減fl C J ： +凰飩池0 .審邑乙號(hào)磚砧醫(yī)醫(yī)* -O丄黒止帝工瞬V Ell- f alIJ* ii Tieon! Num = 1 Z=(4e-jBl24) Ohm S-RARAMETERS S Paim SP1 Stafl=2OCNJ MHZ Stop = 3D00 MHZ Slep10MHr DA.Sm

3、 Hhc hartMatch 1i ASmithGhaEtMathi Fp=2.4 GHe SourceType =Cmijplex Impedance SourceEn ableTrue Rg-50 Ohm Lfl1 nH Cg=1 pF Z9=H6+jM：24 Ohm SourceFile-ZSource.閒常 SoufceFlleSparm=&(1,1 f Sourc；elmpTyr&= S&urce Impedance Lw7ype=Com pie* impedance LwdEnable=Truei RL=50 Ohm LLh nH CL=1 pF ZL=(20+jM(Ohni LD

4、adFdB=nZLDad. snp LDadFdeSpaJTni = -S(1tir LoadImipType-Loadl Impedance Z0 x50 5m T&rni Term 2 Num =2 Z=(20+rl00)0fim 回w IS壬苗p 曹 r .-02 77 卿JWJjWT WwL Lh# EMMrtt WWW聞 zw.un 4*. IJM 仿真結(jié)果 2.42.6 freq, GHz 2.8 O10 UL)S)COP (disfflp 3.0 -40 2 0 2. 設(shè)計(jì)微帶單枝短截線線匹配電路，使MAX266的輸出阻抗ZS= (126-j*459 ) Ohr與ZL=50Oh的

5、負(fù)載匹配，頻率為 900MHz. 微帶線板材參數(shù)： 相對(duì)介電常數(shù)：2.65 相對(duì)磁導(dǎo)率：1.0 導(dǎo)電率：1.0e20 損耗角正切：1e-4 基板厚度：1.5mm 導(dǎo)帶金屬厚度：0.01mm 仿真電路圖 ThIbLU 殆J S45ARAMETER.S SPt Slafl10G MHz SlOp=11GOMHz S?l&p=1Q MH： + Tirml Num3! Z=(126-r459)Ofim Tarn MSub Disp町焉嚇辭3渝 uptempi 呂_r&wti s_q 収 _a sjSfn irrr StWil I Ha* EMmi4 MSubl H=1.5 mm Er*2 a Murl

6、 Cwd1 E*2Q Hul &f+033 Hinn TQ.G1 mm lnDs1t4 Rough*i 5mm DA_SSMcTi DASSMMrhl- SubfllMSubl F=500 MHz Zlin12&ff-4S9j Qhm ZlMd-M Obm Zatub50 Ohm 3in=5D Ohm 打匪睥二SO Ohm Stubiyp#Qpfrn CtKUl! N1Vpi=AytBmtlc r&a-D mm -im 3xJW narmS NLms2 Z=5D Ohm -snei. uh im i TMiWJ Input Reflection Coefficient 仿真結(jié)果 freq (1

7、00 OMHzto 1.10DGHz) FuriAard Transmission, dB i _L ID I L / T 15 On _U J 30 L 35 1 77 An 1 一 L 50 i l I 1 -1- - 0 1 0.2 0.3 0.4 0 5 0.6 0.7 O S 0.9 1.0 1.1 freq, GHz Reverse Transmission, dB 1 思考題 1.常用的微波/射頻EDA仿真軟件有哪些? 2. ADS, An soft Desig ner , An soft HFSS Microwave Office , CST MICROWAVE STUDIO

8、2. 用AD嗽件進(jìn)行匹配電路設(shè)計(jì)和仿真的主要步驟有哪些？ 放置元件，連接電路圖，參數(shù)設(shè)定，計(jì)算仿真。 3. 給出兩種典型微波匹配網(wǎng)絡(luò)，并簡(jiǎn)述其工作原理。 L型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，n型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò) 在RF理論中，微波電路 和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(包括天線，雷達(dá)等)，不管是無源電路還是有源 電路，都必須考慮他們的阻抗匹配 (impeda nee matchi ng )問題。 阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)是設(shè)計(jì)微波電路和系統(tǒng)時(shí)采用最多的電路元件。其 根本原因是微波電路傳輸?shù)氖请姶挪?，不匹配?huì)引起嚴(yán)重的反 射，致使嚴(yán)重?fù)p耗。所以在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)好的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò) 是非常重要的。阻抗匹配是指負(fù)載阻抗與激勵(lì)源內(nèi)部阻抗互相適 配，得到最大

9、功率輸出的一種工作狀態(tài)。對(duì)于不同特性的電路， 匹配條件是不一樣的。在純電阻電路中，當(dāng)負(fù)載電阻等于激勵(lì)源 內(nèi)阻時(shí)，則輸出功率為最大，這種工作狀態(tài)稱為匹配，否則稱為 失配。根據(jù)最大功率傳輸定理，要獲得信號(hào)源端到負(fù)載端的最 大傳輸功率，需要滿足信號(hào)源阻抗與負(fù)載阻抗互為共軛的條件。 此定理表現(xiàn)在高頻電路上， 則是表示無反射波，即反射系數(shù) 為0值得注意的是，要得到最佳效率的能量傳輸并不需要負(fù)載匹 配，此條件只是避免能量從負(fù)載端到信號(hào)源端形成反射的必要條 件。當(dāng)RL=Rs時(shí)可獲得最大輸出功率，此時(shí)為阻抗匹配狀態(tài)。無 論負(fù)載電阻大于還是小于信號(hào)源內(nèi)阻 ，都不可能使負(fù)載獲得最大 功率,且兩個(gè)電阻值偏差越大，輸

10、出功率越小.阻抗匹配是無線 電技術(shù)中常見的一種工作狀態(tài)， 它反映了輸人電路與輸出電路之 間的功率傳輸關(guān)系。 當(dāng)電路實(shí)現(xiàn)阻抗匹配時(shí)，將獲得最大的功率傳輸。反 之，當(dāng)電路阻抗失配時(shí)，不但得不到最大的功率傳輸， 還可能對(duì)電 路產(chǎn)生損害。阻抗匹配常見于各級(jí)放大電路之間、放大器與負(fù)載 之間、測(cè)量?jī)x器與被測(cè)電路之間、 天線與接收機(jī)或發(fā)信機(jī)與天線 之間，等等。為了使信號(hào)和能量有效地傳輸，必須使電路工作 在阻抗匹配狀態(tài)，即信號(hào)源或功率源的內(nèi)阻等于電路的輸人阻 抗，電路的輸出阻抗等于負(fù)載的阻抗。在一般的輸人、輸出電路 中常含有電阻、電容和電感元件，由它們所組成的電路稱為電抗 電路，其中只含有電阻的電路稱為純電阻

11、電路。L型匹配網(wǎng)絡(luò)通 常不用于高頻電路中，以及如果在窄帶射頻中選用了L型匹配網(wǎng) 絡(luò)，也應(yīng)該注意他的匹配禁區(qū)，在這個(gè)禁區(qū)中，無法在任意負(fù)載 阻抗中和源阻抗之間實(shí)現(xiàn)預(yù)期的匹配，即應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)腖型匹配 網(wǎng)絡(luò)以避開其匹配禁區(qū)。 4. 畫出微帶線的結(jié)構(gòu)圖，若導(dǎo)帶寬度 w r增大，其特征阻 抗Z0如何變化？ 減小 5. 實(shí)驗(yàn)體會(huì)和建議 通過本次實(shí)驗(yàn)，我初步掌握了ads軟件，了解了大概的功能，也 知道了如何利用smith圓圖和單支短截線設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò) 實(shí)驗(yàn)二 衰減器的仿真設(shè)計(jì) 、練習(xí)：設(shè)計(jì)10dB n型同阻式（Z仁Z2=50Q ）固定衰減器。 乙）R$乃。 a = 1010 Rp RPi Z 4cc + 1

12、|tz -1 仿真電路: Terml Num =1 Z=50Ohm R . Rs1 R =96 25 Ohm Wv_- R RP R-71 15Otim R . Rs2 R=96 25 0hm Temn . T&rTTi2 Num =2 Z=5Q Ohm 諡 S-PARAME7ERS SP1 Staft=r 0 GHz Stop=10 0 GHz Step=CKOO1 GHz. 仿真結(jié)果: ml freq=4.995GHz dB(S(2J)二 1CL00D m2 freq = 10.00GHz S(1,1)=4,454E-6/0.000 im pedance = Z0 * (1.000 + j

13、O.OOO) 二、衰減器的測(cè)量 AV36580A矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀 （一）測(cè)失配負(fù)載在6002600MHz的駐波比（S11、回?fù)p） S11對(duì)數(shù)幅度 (二)測(cè)衰減器在 600MHz-2600MHz 頻率 (MHz) 600 800 1000 1200 1400 1600 駐波比 1.338 1.353 1.325 1.283 1.319 1.350 的插損和回波損耗 S21對(duì)數(shù)幅度 頻率 (MHz) 600 800 1000 1200 1400 1600 回?fù)p -10. 02 -10.01 -10.01 -10. 03 -10.02 -10. 03 (dB) 1 9 9 6 4 3 頻率 1800

14、2000 2200 2400 2600 (MHz) 回?fù)p -10. 02 -10. 02 -10. 04 -9. 997 -10. 00 (dB) 5 6 7 4 S11史密斯圓圖 頻率 (MHz) 600 800 1000 1200 1400 1600 輸入阻 51. 787 52. 372 52. 685 52. 714 51. 701 50. 228 抗 (Q) j*0.39 J*0 30 J*0.00 J*0. 00 J*0.00 J*0 00 7038 566 1229 2248 3454 3887 頻率 (MHz) 1800 2000 2200 2400 2600 輸入阻 48.7

15、28 47. 370 46. 603 46. 519 47. 081 抗 + (Q) j*0. 00 3681 J水000 284 J*0.00 1817 J*0. 63 6838 J*0. 76 6873 S11駐波 頻率 (MHz) 600 800 1000 1200 1400 1600 駐波比 1. 036 1. 048 1. 059 1. 071 1. 076 1. 081 頻率 (MHz) 1800 2000 2200 2400 2600 駐波比 1. 082 1. 083 1 083 1. 076 1. 063 SI 1對(duì)數(shù)幅度 頻率 (MHz) 600 800 1000 1200

16、 1400 1600 回?fù)p -34. 95 -32. 65 -30.80 -29. 28 -28. 44 -2& 24 (dB) 0 8 4 1 2 3 頻率 1800 2000 2200 2400 2600 (MHz) 回?fù)p -28. 11 -2& 01 -27. 96 -28. 66 -30. 19 (dB) 6 8 5 8 3 二、思考題 1、用矢網(wǎng)測(cè)元件的回波損耗時(shí)為什么要做開路、短路和匹配三 項(xiàng)校正？ 待測(cè)元件特性=全體特性-測(cè)定系統(tǒng)特性 進(jìn)行開路、短路、匹配三次校正稱為solt法，在測(cè)量?jī)啥丝谄?件的反射測(cè)量時(shí)可以消除反射測(cè)量中三項(xiàng)系統(tǒng)誤差（方向性，源 配性和反射跟蹤） 2、畫出P

17、IN的正、反向偏置等效電路 3、給出P33仿真結(jié)果的等效電路，并說明衰減原理 由rs和r構(gòu)成分壓器，由于二極管正向偏壓時(shí)的阻抗隨偏執(zhí)電 壓而變，可起自動(dòng)衰減作用。 4、舉例說明衰減器的應(yīng)用 控制電平，去耦元件，用于雷達(dá)抗干擾中的控制衰減器。 5、實(shí)驗(yàn)體會(huì)和建議。 通過本次實(shí)驗(yàn)我知道了衰減器設(shè)計(jì)方法和理論仿真的步驟；用 SOLT法測(cè)定二端口器件的參數(shù)， 對(duì)二端口器件的回波損耗， 隔離 度，插損的物理意義有了更進(jìn)一步的了解。 (三)威爾金森功分器的設(shè)計(jì)與仿真 一、設(shè)計(jì)指標(biāo)要求： 中心頻率：2.45GHz 帶寬：60MHz 頻帶內(nèi)輸入端口的回波損耗：S11-3.1dB, S31-3.1dB 隔離度：

18、S32-25dB,沒有達(dá)到指標(biāo)要求，還需進(jìn)一步優(yōu)化。 C4)功分器版圏* (5)版圖仿真結(jié)果: S11 -9.15 -9.20- 9.25 -9.30 -9 35 心40| i | i | i |1 2.402.422.442.462.482 50 Frequency (6)優(yōu)化仿真結(jié)果: m2 freq=2.450GHz dB(S(2,1)-3.077 freq, GHz m3 freq=2.450 GH: ).22 -_ dB(S幼 X k / I- 1 / 1 r 1 r 1 1 1 r r 234 2.36 2.38 2 40 2.42 2.44 246 2.48 2.50 2.52

19、2.54 2.56 5 2 30 - 5 3 -40 m4 freq=2450GHz dB(S(2,3)=-34J82 2.34 2.36 2.3 2.40 2.42 2-44 2.46 2,48 2 50 2 52 2.54 2.S6 freq. GHz 5 0 5 -2-30 五、結(jié)果分析: 優(yōu)化之后結(jié)果達(dá)到指標(biāo)要求：S11v-20dB, S22v-20dB S21-3.1dB, S32-25dB。 功分器的測(cè)量一用PNA網(wǎng)絡(luò)分析儀 駐波圖像 各支路隔離度測(cè)量 頻率 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 功分器參數(shù)測(cè)量記錄表 回?fù)p -21. -28. -40. -

20、28. -24. -22. -22. -22. 89 66 11 78 76 11 10 89 駐波 1.17 1.00 1.01 1.07 1.11 1.15 1.66 1.15 5 7 8 4 2 5 6 5 支路 -25. -35. -34. -27. -24. -23. -23. -24. 1損 33 99 54 00 67 88 77 89 耗 支路 -147 -168 172. 154. 133. 113. 100. 85.0 一相 .6 .5 9 8 9 0 9 移 支路 -3.8 -3.4 -3.4 -3.3 -3.2 -3.2 -3.1 -3.0 2損 9 5 0 0 9 0

21、 9 3 耗 支路 -148 -169 170. 154. 120. 112. 90.9 85.0 2相 .9 .9 9 7 9 9 9 0 移 隔離 -25. -33。 -34. -27. -24. -23. -23. -23. 度 45 7 78 00 99 99 65 11 六、思考題 1. 給出四種用ADS微帶線計(jì)算工具LinCalc可計(jì)算、設(shè)計(jì)的微帶線 耦合微帶線，微帶濾波器，微帶定向耦合器，微帶開路電感。 2. 微帶圓彎頭與最優(yōu)彎頭有什么區(qū)別？ 微帶線彎曲處存在電荷積聚效應(yīng)，相當(dāng)于彎曲處電容增大，引起傳輸 特性的不連續(xù)性，圓彎頭是掃掠彎頭，可以減少不連續(xù)性的影響，但 最優(yōu)彎頭是指具

22、有最佳斜切率的直角彎曲 45 外斜切彎頭。 3. 威爾金森功分器中的電阻R理論取值是多大？起什么作用？ R=2Zc起到使兩個(gè)輸進(jìn)端口相互隔離的作用。 4. 比較電阻功分器與威爾金森功分器的特點(diǎn)。 電阻功分器 優(yōu)點(diǎn)：頻寬大，布線面積小，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)：功率衰減較大 威爾金森功分器 優(yōu)點(diǎn)：隔離性好 缺點(diǎn)：頻寬較小，設(shè)計(jì)復(fù)雜。 5. 實(shí)驗(yàn)體會(huì)和建議。 通過本次實(shí)驗(yàn)我了解了功分器，尤其是威爾金森功分器的結(jié)構(gòu)， 以及利用微帶線如何實(shí)現(xiàn)，從中知道微帶線的特性阻抗與線寬的 關(guān)系以及1/4波長(zhǎng)的阻抗變換作用。 (四)微波射頻濾波器設(shè)計(jì)與仿真 一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 掌握低通原型濾波器的結(jié)構(gòu) 2. 掌握最平坦和等

23、波紋型低通濾波器原型頻率響應(yīng)特性 3. 了解頻率變換法設(shè)計(jì)濾波器的原理及設(shè)計(jì)步驟 4. 了解利用微帶線設(shè)計(jì)低通、帶通濾波器的原理方法 5. 掌握用ADS進(jìn)行微波濾波器優(yōu)化仿真的方法與步驟。 二. 濾波器原理 1. 濾波器的技術(shù)指標(biāo) 中心頻率 通帶最大衰減 阻帶最小衰減 通帶帶寬 插入損耗、群時(shí)延 帶內(nèi)紋波 回波損耗、駐波比 2. 濾波器的設(shè)計(jì)步驟 (1) 由衰減特性綜合出低通原型 (2) 再進(jìn)行頻率變換，變換成所設(shè)計(jì)的濾波器類型 (3) 計(jì)算濾波器電路元件值(集總元件) (4) 微波結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電路元件，并用微波仿真軟件進(jìn)行優(yōu)化仿真。 ?作業(yè)1:對(duì)下面結(jié)構(gòu)的微帶枝節(jié)低通濾波器的兩種設(shè)計(jì)進(jìn)行原理 圖

24、和版圖仿真，并分析其特性。 實(shí)際遞波器 頻率. 低通原蟻 低通原鄒 低通翩 的哀純將杵 變換. 衰減刪 矜厶 穌曰 兀件悄 S1 基瞰 實(shí)際濾波曙 遠(yuǎn)件值 反歸一化 一 iQ l|_ 】 MLIN1 7L12- SuM=lJlS W1.1 mm MLEF L=5 ffiffi MLEf y =5 T.15 Subs! WStmr w=5 mm Le|3 nirn TL16 Sub5laMgub11-1 迦=5洶的 Ln im m T&iR IMfliZ Muft=2 2=50 Ohm UlJB R4/U 帕 H=ii 27 mm Wfill tr=in.B wl01 Ml#=l - . li=

25、& K- CW=J CE*50 &=132 Hu-1 Qc-OJmrn 3舸 1=0 mnn tnOO i4-15OT RoqghDmm 戲 SrRftRftMETERS S_Pafam .活. Sta/1-00QH1 5iop=$ o wr - Step旳 QI CJfrlZ , r (ss o-q 二 -100 -1150 a20C D 00.5 3 0 freq, GHz TLB .SU0S4=1&uQlH 1 minn L=5 mm kl b-F Niiivn=l. .Z-50O&M CZH 工一. TL鼻 &0口笛=仙曲 mm L= G m m SllB朮-MSMdl Wasmm .

26、 L=H rrinl CZH手 MSUE1 H= 1.27 inn MSpb Ef*1Q.a Mul-1 Cond=1 DE*50 HU-1EE T=D mm TiOD RauyhsO on MUN -_- TL1D ， gutetwsw W-wl mm L- 4 rr m in - Wl=(U 11*5.35 =鶴弭 1=3 7 141* S3 1LT1 .bsMSuirl A 和 mm CZH 工 L=e mm r 1L15 W-5mm . L=Griiin CZH 工= stirKt-MSiihT L=I1 rtin 1L12 5bSl= M5ubiB W1 1 mn SRARAMFTE

27、R5 5F1 3134=0 0C5HZ StoRgHj 5Lep*QO1 dll (Lz)smp freq, GHz 版圖及仿真結(jié)果 10 Q5 1.0 i.a iO 25 Fnecuency 3.0 -a -豈6畧 作業(yè)2:設(shè)計(jì)一平行耦合線帶通濾波器，其設(shè)計(jì)指標(biāo)為：通帶 2.4 -2.5GHz,帶內(nèi)衰減小于2dB,起伏小于1dB, 2.3GHz以下及 2.7GHz以上衰減大于40dB,端口反射系數(shù)小于-20dB。 板材參數(shù)： H:基板厚度(1.5 mm)， Er:基板相對(duì)介電常數(shù)(2.65) Mur:磁導(dǎo)率(1)， Co nd:金屬電導(dǎo)率(5.88E+7) Hu: 封裝高度(1.0e+33

28、mm) T:金屬層厚度(0.035 mm) TanD:損耗角正切(1e-4) Roungh:表面粗糙度(0 mm) 原理圖及優(yōu)化結(jié)果 S-PARAMETEF1 _U5db mslB黑i MR - SP1MS 沁*v*?1 . 射晞hfwt.5mm . 珂尹回4 top3.0 GHzEiSSS*Z=1 5C|i F*| L ivn. T0CE1 1 亦1一 WM.B5TWH - L=J mm QUM .jEMit=-hSuiljT， W=Wl W* =51 swm - L=I3 fpp ., W1.7 rnFTi、 mm i W1w2nwn W2=wi mm Mj血皿1上耳 &ffi=5 SSE

29、-”t1=MB(q Mu1.O+fi23.-mm-a1M3taifc?J ma開EE.-或 :fed .3*in SAeAJt|rflli5Hf.=n!Q- Lh AJI Dpt Von-* QptimGDBll E平詢諒訓(xùn)； H rn Ihs i r： m.= P1 * 昴4 丁 Max- 冊(cè) Et=. Un 爭(zhēng) taM 中”亂Gktz SIOhE we|sM= Haro/qrlH-W. 右 Htz FifCftMfcnji 3GH2 GQAC| -GOAL- I (to曲 1 Oa&i gmG 口% 中tEG皿* E&SKS工訶 mlnsiAn ehM.e.RP 1 割=弋&51.1礦 S

30、vHlnsiBnoBNarnaK,P 1 Mr Mw-HB苣 ro 駐波比: 輸入阻抗: 天線在2.45GHz處的接收峰值: 實(shí)驗(yàn)記錄: 230 234 2.38 2.42 2.4G 2.50 234 2.58 回蘆欖輕 -0431 -0,508 -0,621 -0.783 -1,039 -1449 -2.269 -3.812 4033 34.44 31.10 24.15 17-48 11.63 6.99 3.72 1.20-J1.59 1.44+jZlS 10+j&G5 2.3&+jll5 3.60tjl7.42 6.0-6+J25-94 12.144j38.44 34.69+(58.96

31、IfJ* 2,62 2.66 2.70 2-74 2.7S 2B2 2,86 2,90 -G.OM -S.S23 -3.2S8 20対 -1343 -1.102 -0.870 0.7 的 2,41 2.69 4.25 7.09 10.49 14.S4 lft.39 23,50 ASA 118J5+jl8P9O 46.748.90 15P6B-j28.69 民 98413.42 43644.63 3.22+jl,62 2,6Gt|7-45 2,17-412.05 思考題： 1、天線工作在中心頻率時(shí)其輸入阻抗有什么特點(diǎn)？ 其輸入阻抗是實(shí)數(shù)，即為純電阻 2、天線線極化和水平極化的概念及所設(shè)計(jì)的天線是

32、哪種極化？ 線極化：電場(chǎng)矢量端點(diǎn)的軌跡是一條直線， 該直線與坐標(biāo)軸的夾角不 隨時(shí)間變化。 水平極化：電波的電場(chǎng)方向與地面平行稱之為水平極化。 所設(shè)計(jì)的天線為線極化 3、實(shí)驗(yàn)體會(huì)和建議 通過這次實(shí)驗(yàn)我了解了微帶天線如何利用版圖生成，如何輸入坐標(biāo)以確定矩形的位置與大 小，當(dāng)設(shè)計(jì)的阻抗匹配電路不符合要求時(shí)， 如何優(yōu)化設(shè)計(jì)；知道了矩形微帶天線的簡(jiǎn)略的計(jì) 算公式。 實(shí)驗(yàn)六射頻放大器的設(shè)計(jì)與仿真 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 了解描述射頻放大器的主要性能參數(shù)及類型 2. 掌握放大器偏置電路設(shè)計(jì)方法 3. 了解最小噪聲、最大增益放大器的基本設(shè)計(jì)方法 4. 掌握放大器輸入、輸出網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)類型 5. 掌握用ADStt

33、行放大器仿真的方法與步驟 二、基本理論 常用的微波晶體管放大器有低噪聲放大器、寬帶放大器和功 率放大器。目的是提高信號(hào)的功率和幅度。 低噪聲放大器的主要作用是放大天線從空中接收到的微弱信號(hào)， 減小噪聲干擾，以供系統(tǒng)解調(diào)出所需的信息數(shù)據(jù)。 功率放大器一般在系統(tǒng)的輸出級(jí)，為天線提供輻射信號(hào)。 三、低噪聲放大器設(shè)計(jì)的依據(jù)與步驟 1、設(shè)計(jì)依據(jù)： 滿足規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)：噪聲系數(shù)、功率增益、增益平坦度、工作 頻帶、動(dòng)態(tài)范圍等； 2、設(shè)計(jì)步驟: (1) 依據(jù)具體要求選定放大器級(jí)數(shù)； (2) 選擇所用的晶體管； (3) 確定電路拓樸結(jié)構(gòu)； (4) 電路具體結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)； (5) CA歆件實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)； (6) 在

34、優(yōu)先滿足噪聲小的前提下，提高電路增益。即根據(jù)輸入 等增益圓、等噪聲圓，選取合適的 r S，作為輸入匹配電路的設(shè) 計(jì)依據(jù)； (6) 輸出匹配電路設(shè)計(jì)以提高放大器增益為主； (7) 滿足穩(wěn)定性條件。 四、具體操作過程 以利用ATF-34143設(shè)計(jì)2.4GHz低噪聲放大器為例，設(shè)計(jì)步驟如下： 步驟一： 在頻率、 增益、 噪聲指標(biāo)條件下選擇器件，得到偏 置條件下器件的S參數(shù)。 步驟二:滿足穩(wěn)定判據(jù)，則進(jìn)入步驟三； 不滿足判據(jù)，在圓圖中 畫出穩(wěn)定區(qū)，必要時(shí)畫出等增益圓和等噪聲圓。 步驟三： 確定輸入輸出反射系數(shù) r in及r out 步驟四:設(shè)計(jì)輸入輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。 1、晶體管直流工作點(diǎn)分析 FET Cu

35、rve Tracer Gate Drain DC_FET SIM1 VGS_start-0.6 VGSZstop=0.6 VGS_points=11 VDS_start=O VDS stop=6.0 VDSj30ints=41 Dis pl a ylem pl ate. disptempl . DC FET T ph蘭p_ATF34143_19990129 X廠 Dra n Uurrant /ersus Bias Curs rF - Move Marker ml to update /alues belo* De Ace Parser Consumption al VQSml bias poi

36、nt. Watts 3.75J0 Q.4-&I DC PerConsumption -eraus Bas ml indepfm /&：IDSi SIM1 Vt 3S u-a1 OD :- IV 75D =0 131 1200CO 2、晶體管偏置電路設(shè)計(jì) Dt.!kb r 匚mvh LtJd Lines. *x=DC DtHlp?1lQn Ou*沖 auafona 畑m b WarJsrHl b-sa wnl kie. iAMJjmng Qia 強(qiáng)吟：rriJedt! n|rice-raj|ntf JC-rfl r*lw than V&5rs kJ rDG-C&-RF Wm a9nEMFSk 恬

37、乂 ll|Tl 92li 2- DC Pwti C a miXTi p t-ifi ?2.kcIei.VKi FipaifMe- sFe w I ) Ma-rf： r bnr nZ Io ibe： pee :J ir-e -Vcuic： T a HM it H#fliurT 討&価 t WTT 右哼|也匚 OWEiiW 2) Sfitz ft uH AiiivM .D5 .IJSfffljL The 峠in tiH p：iri-*yiH iletSFinep rrrp tte- :-ed r 畑in riiriLt-* m2 酉曲 m i.O 9-: Qi-XDaff *ai me 3) Spec-F T-anr uh AiiMd CC pc Atr 4費(fèi)沖比111 rlli bMlHdi 4 j