基于ads軟件的傳輸線理論仿真設(shè)計(jì)與分析

.基于ADS軟件的傳輸線理論仿真設(shè)計(jì)與解析一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、熟習(xí)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(jì)和仿真。二．實(shí)驗(yàn)原理：對(duì)無耗平均傳輸線，線上各點(diǎn)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（βz）+jI1Z0sin（βz）（z）=I1cos（βz）+j（U1/Z0）sin（βz）此中Z0為無耗傳輸線的特征阻抗；β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：Zin（z）=U（z）/I（z）由此可以得：Zin=zz1jz0tan(z)0zjztan(z)01此中，Z1為終端負(fù)載阻抗。三．軟件仿真（1）.終端為般配負(fù)載狀況下的特征：..圖（a）終端負(fù)載般配時(shí)的原理圖圖（b）終端負(fù)載般配時(shí)輸入阻抗分布列表和S參數(shù)分布仿真結(jié)果解析：傳輸線上任意點(diǎn)的輸入阻抗為50Ω，此時(shí)Zin=Z0，與理論切合；終端負(fù)載般配時(shí)反射系數(shù)為-50dB，（2）負(fù)載短路狀況下的特征：..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)果解析：終端負(fù)載短路狀況下，S11=-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)Γ（z）=-1，如圖（b）smith圓圖，與理論相切合；傳輸線上任意一點(diǎn)Z處的輸入阻抗為Zin=jZ0tan(Z)。（3）終端負(fù)載開路狀況下的特征：..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)載開路時(shí)的輸入阻抗分布列表仿真結(jié)果解析：終端負(fù)載開路狀況下，此時(shí)只好儲(chǔ)存能量而不可以傳輸能量，反射系數(shù)為0dB，發(fā)生了全反射，如smith圓圖，與理論切合；輸入阻抗值如圖（c）所示，與理論公式Zin=-jZcot(Z)相切合。..（4）終端負(fù)載為純電抗時(shí)的特征：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)果解析：終端負(fù)載為純電抗?fàn)顩r下，相同，負(fù)載不用耗能量，發(fā)生了全反射，如圖（b）與理論相切合；此時(shí)的輸入阻抗值如圖（c）所示，滿足理論公式Zin=jX。（5）終端負(fù)載為復(fù)阻抗時(shí)的特征：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)果解析：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部分被終端負(fù)載汲取，另一部分被反射，此時(shí)反射系數(shù)Γ（z）<1，1=|Γ1|，與圖（b）相切合；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)與理論解析基于HFSS軟件的終端為般配負(fù)載的特征圖（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)果解析：傳輸線上任意點(diǎn)的輸入阻抗為50Ω，此時(shí)Zin=Z0，與..理論切合；終端負(fù)載般配時(shí)反射系數(shù)為-50dB，能量幾乎都傳達(dá)到了負(fù)載，與傳輸線終端般配理論Γ（z）=0切合。基于HFSS軟件的負(fù)載短路的特征圖（d）負(fù)載短路時(shí)的原理圖（此中將終端負(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)果解析：終端負(fù)載短路狀況下，Γ（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（b）smith圓圖，與理論相切合；傳輸線上任意一點(diǎn)Z處的輸入阻抗為Zin=jZ0tan（Z）?；贖FSS的終端負(fù)載開路下的特征..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（e）S參數(shù)分布和smith圓圖仿真結(jié)果解析：終端負(fù)載開路狀況下，此時(shí)只好儲(chǔ)存能量而不可以傳輸能量，反射系數(shù)為0dB，發(fā)生了全反射，如smith圓圖，與理論切合；輸入阻抗值如圖（c）所示，與理論公式Zin=-jZcot（Z）相切合。..基于HFSS軟件下的負(fù)載為純電抗的特征圖（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)果解析：終端負(fù)載為純電抗?fàn)顩r下，相同，負(fù)載不用耗能量，發(fā)生了全反射，如圖（b）與理論相切合；此時(shí)的輸入阻抗值如圖（c）所示，滿足理論公式Zin=jX?；贖FSS軟件的終端負(fù)載為復(fù)阻抗時(shí)的特征：..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)果解析：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部分被終端負(fù)載汲取，另一部分被反射，此時(shí)反射系數(shù)<1，1=|1|，與圖（b）相切合；此時(shí)傳輸線上輸入阻抗如圖（c）所示，滿足理