1、微波電路CAD射頻實驗報告姓名_班級_學號_實驗一低噪聲放大器的設計制作與調試、實驗目的（一） 了解低噪聲放大器的工作原理及設計方法。（二） 學習使用 ADSADS 軟件進行微波有源電路的設計，優化，仿真。（三） 掌握低噪聲放大器的制作及調試方法。、實驗內容（一） 了解微波低噪聲放大器的工作原理。（二） 使用 ADSADS 軟件設計一個低噪聲放大器，并對其參數進行優化、仿真。（三） 根據軟件設計的結果繪制電路版圖，并加工成電路板。（四） 對加工好的電路進行調試，使其滿足設計要求。三、實驗步驟及實驗結果（一）晶體管直流工作點掃描1、啟動軟件后建立新的工程文件并打開原理圖設計窗口。2、選擇File

2、- New Design,進入下面的對話框；3、 在下面選擇BJT_curve_tracer，在上面給新建的Design命名，這里命名為BJT Curve；4、在新的Design中，會有系統預先設置好的組件和控件；5、如何在Design中加入晶體管；點擊山，打開元件庫；6選擇需要的晶體管，可以點擊 臨查詢;7、對41511的查詢結果如下，可以看到里面有這種晶體管的不同的模型；8、以sp為開頭的是S參數模型，這種模型不能用來做直流工作點的掃描；9、選擇pb開頭的模型，切換到Design窗口，放入晶體管，按Esc鍵終止當前操作。10對41511的查詢結果如下，可以看到里面有這種晶體管的不同的模型1

3、1、以sp為開頭的是S參數模型，這種模型不能用來做直流工作點的掃描12、 選擇pb開頭的模型，切換到Design窗口，放入晶體管，按Esc鍵終止當前操作。a?ft+| V_DCSRC1-Vdc=vCEVAR1VCE =0 Viee =0AI l_DC(|)SRC2ldc=IBBpb_hp_AT41511_19950l25Q1BJT Curve TracerI ProbeJCVAR圖 1BJT Curve仿真原理圖13、按Simulate鍵，開始仿真，這時會彈出一個窗口，該窗口會現實仿真或者優化的過 程信息。如果出現錯誤，里面會給出出錯信息，應該注意查看。14、仿真結束， 彈出結果窗口， 如下頁

4、圖。 注意關閉的時候要保存為適宜的名字。 另外 圖中的Marker是可以用鼠標拖動的。由于采用的是ADS的設計模板，所以這里的數據顯示都 已經設置好了。一般情況下，數據的顯示需要人為自行設置。Ffe Edit區lew Oii-t Marker PaB OpUons Help1&|聞尋I4皿劃巒|遴蟲|切蟲| /|創 O|D|O|A|圖 2 典型仿真結果圖（二）晶體管 S S 參數掃描1、 選定晶體管的直流工作點后，可以進行晶體管的S參數掃描，本節中選用的是S參數 模型sp_hp_AT-41511_2_19950125這一模型對應的工作點為Vce=2.7V、lc=5mA;2、 選擇Fil

5、e 0 New Design,進入下面的對話框，在下面選擇S-Params，在上面命名， 為SP_of_spmod3、然后新的Design文件生成，窗口如下：Term Terml Njm=1Z=50 OhmS-PARAMETERS 1SP1Start=1.0 GHzStop=W,0 GHzStep=0.1 GHz團DisplayTemplatedisptemplUS Params Quad dB Smith*圖 3 S 參數仿真模型BJT_CLnrve_traceri：O-! xBJTCurve3 3 劃創迪|劍丄|刨劃團畫團監|4i i i ri i i i i1般Illi 1N 1 1 I

6、1 i i丨ri國E3mlVCE=3.000BB=0.iO 00060ICJ=0.D06l3 QUOBJTCorve*卩訊世1Use withBJTcurvevacer Schematic Terri planeMove barker ml to update valuesbelow:N9R-b42VCEDevice PowerGomsumpllon art mlbias point.WattsTermTerm2Num =22=50Ohm4、同上面對應操作，加入sp模型的晶體管，并連接電路如圖。地的設置按上面的 鍵 即可調入。圖中的Term也是在仿真中要經常用到的組件，用以表示連接特征阻抗的端

7、口。由于sp模型本身已經對應于一個確定的直流工作點，因此在做S參數掃描的時候無需加入直流偏置。5、 觀察sp模型晶體管的參數顯示，在此例中，標定的頻率適用范圍為0.15.1GHz，在 仿真的時候要注意。超出此范圍，雖然軟件可以根據插值等方法外推除電路的特性，但是由于模型已經失效，得到的數據通常是不可置信的。7、修改好之后，點擊圖中以不同形式顯示輸出S參數。如圖可見，晶體管的輸入匹配并不好。（三）SPSP 模型仿真設計構建原理圖：很多時候，在對封裝模型進行仿真設計前，通過預先對sp模型進行仿真，可以獲得電路的大概指標。sp模型的設計，通常被作為電路設計的初級階段。1、本節首先設計sp_hp_AT

8、-41511_2_19950125在2GHz處的輸入、輸出匹配。2、 建立新的工程文件，命名為spmod_LNA在左側選擇S參數仿真工具欄在庫中選出晶體管 -1，放置在原理圖窗口點擊放置，設置接地點擊，放置輸6在本例中，要在控件中作相應的修改。按鍵，進行仿真，彈出數據輸出窗口，數據輸出窗口如圖所示,1臼盡灣0*-凰 00 2 獰puw1 luri-w Si ilvry OtMau I#li Ex* bbr jftlpV A v入阻抗測試控件點擊圖6輸入阻抗表圖7修改MSub值輸入匹配設計：在MSub中，修改參數為需要值，如圖7所示JJL下面使用ADS的綜合工具，綜合出匹配網絡。雙擊進行參數編輯

9、，頻率設置為2GHz Zin設置為需要匹配的目標值50,Zload設為前面仿真得到的晶體管的輸入阻抗。I跖IZinlZk1=zinS11,PortznS-PARAMETERSy_H.gr t-mSlStart=O.iOGHZStop=5.lO GHiStep=O 05 GHi圖 5 連接好的電路圖測試輸入阻抗仿真，在數據輸出窗口觀察輸入阻抗由列表中可得到為：20.083/19.829，換算為實/虛部的形式18.89+j*6.812GHz點的輸入阻抗freqZin11.6OOGHZ18.498 7 1 1071 BSOGHz13 555 J 4.0751.700GHz19.674/6.G541.

10、750?Hz18.814/0.2251 eooHz18.994 / 11.4551 .dSOGHz19.211i13.6371.0000Hz19 465i15.795I.eSOGHz10.757i17,8302.000GHz20.083 / 19.8292.050GHz20 140 /21.6082.100GHz20.224/23.3832.150GHz20.044/25.2402.200GHz21 095 / 27.0172.2500 Hz21 464/28.2962.300Hx21.830/29 5282,360JHZ22.356 /31.1012 400GHz22.911i32.5932

11、.450GHz23.173/34.1022.500GHz23.461 / 35.5832.550GHz23.933i36.5752.600GHz24 41G / 37.5232.6500 Hz24 768 / 38.8952.700Hz25,140/40.2342.750GHz25 376 / 41.0052.6000Hz20.227 / 41.8562.850GHz20.057 / 43.0862,eOOGHz27.111i44.2792.050GHz27.70Q /44.Q0O3.000GHz29 320 /45.e063 050GHz23.330 /46.6963.100GHz29 36

12、2 / 47 .751MSubMSublH=0.8 mmEr=4,3Mur=1Cond=5.88E+7Hu=1,0e+033 mmT=0.03 mmTanD-0Rough=0 mmTermTemn2Num=2Z：=50 Ohmsp_hpjtr-4151 I _2_10050125SNP1Bias=HBjt牛ue=2.7VIFrequencysfp.iO-S 1CGH?選定在原理圖窗口的最上一行，選擇DesignGuidePassive Circuit DesignGuide Auto-Design (Design Assistant) *.后，彈出窗口如圖選擇|広旳門I,綜合完畢后，即可生成適

13、合的匹配網絡，匹配網絡生成后，點擊進入匹配網絡的子電路，如圖8所示。Single-Stub Match Design AssistantPassive Circuit DesignGuideNeed Help? Please see the Passim Circuit DesignGuide User Manual二二二二二二二二一一 : 避迺壟迎如乩的+代.別Ohm#5O0hm爲DDhrn綺eam#lQ(nnn|圖8匹配電路圖PortP1-Nunn=1T MTEETeelSubst=MSubThW1=1558 mmW2=1.558mmHW3=1.558mmrnMLEFTL1 ySut)st

14、=MSubr,W=1.558 mm L-10.502 mmLZF3ML INTL2Subst=MSubTW=1 558 mmL二4.533 mmPortP2Num=2圖9S參數仿真結果freqZin1NFrriinnf(2)1 700GHz33.273 / 13 4091.3621 9411 750GHz35 481 / 12 3041.3851.9291 300GHz37.839/10.7111.4071.9141 850GHz40 324 / 8 5931.4331.9231 900GHz斗2.889/5.9121.4581.9281 950GHz45 460/2 6361.4831.92

15、82.000GHz47 920/-1.2501.5091.9252 050GHz50.132/-4 8091.5341.9182 100GHz52.126 7-8,9411.5601.9082 150GHz53 559 /-14 5231.5851.8972 200GHz54 225/-20 4681.6111 8862.250GHz53.844 /-26.0781 6361.8782 300GHz52.749 /-31.6661.6621.8762 350GHz51 062/-37 5591 6881.8842 400GHz48765 7-43 0961.7141.9072.450GHz46

16、.502/-47.8541.7401 9432 500GHz43 936 /-52 2771.7672.0122 550GHz40.922 /-56.1701.7932 1022 500GHz37.949 /-59.6341.8202 2202 550GHz35.255/-62.8791.8482 3652 700GHz32.622 7-65.7761.8762 5362 750GHz29,977/-68.1711.9052.7292 800GHz27.498 /-70.2851.9342 9402 850GHz25 248 7-72 3191.9653.1642.900GHz23.118/-

17、74.1241.8984 0932 950GHz21.065 /-75.5771.9074.4563 000GHz19.142 / -76.8691.9164 8583 050GHz17 361 /-78 1521.9195.3103 100GHz15.672 7-79.2941.9255.3143 150GHz14.078 /-80.1441.9456.3443 200GHz12.560 /-80.9111.9696 9333 250GHz11 100 /-81 7371.9937.6243 300GHz9.700/-82.4622.0268 393TL1Subst=BMSub1W= 1.5

18、88 mmL=2 5 mmMLEFTL3Subst=,MSub1W=1.588 mmL=2 .5 mmMTEETeelSubst=MSubrTL2Subst=llMSub1nW=1.588 mmL=2 5 mm圖10輸入阻抗、穩定系數、噪聲系數仿真結果由以上的仿真結果可見，基本上電路已經達到了比較好的性能，如：良好的輸入匹配、 較高的增益、穩定系數和噪聲系數都比較好。另一方面，輸出匹配還不太好，電路的增益也 可能進一步的提高。以下進行輸出匹配設計，需要說明的幾點： 實際上，輸出匹配的設計同輸入匹配一樣，可以采用先計算輸出阻抗再由軟件綜合生成； 在下面的設計中采用的方法并不是合適的方法，僅是為了

19、介紹優化工具的使用，請注意。 對于輸出及也使用單分支線的結構進行匹配選擇耳，點擊微帶Subst=MSubrW=0.625 mmL=2.5 mm需要對微帶和接頭的參數進行調整由輸入匹配的設計，可知輸入匹配網絡的線寬為1.558mm （當然，實際制作電路的時候， 不可能達到這樣的精度），根據綜合時的設置，這個寬度實際上就是50歐姆特征阻抗對應的 線寬。因此，在輸出匹配電路中，將所有的寬度設置為此寬度。如圖。_MLIN線工具4ZFMLIN口酗MILEF和T形接頭工具，連接電路如圖，元件的方向可以按TL1Subst=BMSub1W=0.625 mmL=2.5 mmMLEFTL3MTEETeelSubs

20、t=MSub1W1=0625MLINTL2SubstMSubr1W=0.625 mmL=2.5 mm調整。MLIN優化工具欄為im/staVfieid點擊團，加入優化控件點擊回，加入優化目標控件，設置優化目標，在2GHz附近降低S(2,2)，同時2GHZ附近的S(1,1)保持盡量 小，由于是在當前的兩個目標是在2GHz附近，故相應參數設為”SP2。sp hp AT4I5H 2 igg和1巧SNP1Bias=,lBjt:e=2.7Vlc=5mAMFrequency-JD5.10GH2,1圖11優化前的電路圖點擊日，開始優化。優化結束后，選擇Simulate工具中的更新數據選項更新優化后的電路 參

21、數。使用日將優MTEETeelSubst-MSbbf洲=1,588 mmJ=1.5SS mmTerm TermlNum=1Z=5D Ohm5PD.H_SSfjt3tijhl sfiTiijdLUA*OASSMf_Sub5t=UijbrF=2 GHzZin=50 Ohm3oad=18.8fif5.61OhmZsftipSI Ohm ZfewFiO OhmDeha=O mm-TL1 jubfmr的 鐵mm 1=2,5mopt2jmmi) )4OmmMLEFT13Subst=wr的588 mmL=2j mm opt2mm to 40 mmMLINTL2 submi呦做mmL=!5mmTemi Tem

22、2Num=2Z=50 Ohm化控件關閉(劄用于激活對象)，再點擊兩重新仿真即可得到優化后的 電路特性。經過一次隨機優化的S參數如圖New Project設置工程文件名稱（本例中為Oscillator）及存儲路徑工 程文件創建完畢后主窗口，同時原理圖設計窗口打開。3、設計振蕩器這種有源器件，第一步要做的就是管子的選取，設計前必須根據自己的指 標確定管子的參數，選好三極管和變容二極管；第二步是根據三極管的最佳噪音特性確定直 流偏置電路的偏置電阻；第三步是確定變容二極管的VC特性，先由指標（設計的振蕩器頻率） 確定可變電容的值，然后根據VC曲線確定二極管兩端直流電壓；第四步是進行諧波仿真，分 析相位

23、噪音，生成壓控曲線，觀察設計的振蕩器的壓控線性度。4、 設計指標：設計一個壓控振蕩器，振蕩頻率在1.8GHz左右。第一步根據振蕩頻率確定選用的三極管，因為是壓控振蕩器，所以還需要一個變容二極 管；第二步需要用到ADS勺直流仿真；第三步通過S參數仿真確定變容二極管的VC曲線；第四步用HB模塊來進行諧波仿真，計算相位噪音。設計的振蕩器采用HP公司生產的AT41411硅雙極管12，變容二極管選MV1404 AT41411的主要指標有：低噪音特性：1GHz噪音系數是1.4dB，2GHz噪音系數是1.8dB;高 增益：1GHz時增益為18dB, 2GHz時增益為13dB;截止頻率：7GHz有足夠寬的頻帶

24、；1.8GHz時最佳噪音特性：Vce=8V，Ic=10mA振蕩器采用的初始電路如下圖所示，圖中的三極管、5、在電路原理圖窗口中點擊，打開Comp onent library，按“ctrl+F1”打開搜索對話 窗口；搜索器件“ph_hp_AT41411這就是我們在該項目中用到的Agile nt公司的晶體管；把 搜索出來的器件拉到電路原理圖中，按“Esc”鍵可以取消當前的動作。選中晶體管，按可以旋轉晶體管，把晶體管安放到一個合適的位置。選擇probe components類，然后在這個類里面選擇L_Probe并放在適當的位置，同理 可以在“SourcesTime Domain” 里面選擇V_DC在

25、lumped components里面選擇R。在optim/stat/Yield/DOE類里面選擇GOAL這里需要兩個，還有一個OPTIM在SimulationDC里面選擇一個DC上面的器件和仿真器都按照下圖放好，并連好線。按NAMES出現對話框后，可以輸入你需要的名字并在你需要的電路圖上面點一下，就會自動給電路節點定義名字，如下圖中的“Vcb”，“Veb節點。圖 2 修改后的電路圖采用雙電源供電的方法，設置兩個GOAL來進行兩個偏置電阻的優化，考慮到振蕩器中三極管的工作狀態最好是遠離飽和區， 還要滿足三極管1.8GHz時的最佳噪音特性，所以直流 偏置優化的目標是lc=10mA, Vcb=5.

26、3V。6新建一個電路原理圖窗口如上面的做法一個，建立如下圖所示的電路圖，其中“Term”、“S-PARAMETE、“PARAMETESWEEP都可以在“SimulationS_Param里面找到。變容管的型號是 “MV1404可以在器件庫里面找到，方法可以參考上面查找晶體管的方法。ojscillatDTprj )眞:尺畫霊(Schea.at ic) : f回區ILil封it血二爐以Si*l“命應IpLJ& fi4 .*0拠口 廠吟羅純P Q國吉|幣嗨殆期園人片o丄翱曲陸念席iy 0圖 3 建立的新電路圖7、按VAR鍵并雙擊它，修改里面的項目，定義一個名為：“Vbias”的變量，設置Vb

27、ias=5V作為Vbias的初始值。修改電源的屬性，使Vdc=Vbias。修改S參數的屬性，設置單點 掃描頻率點1.8GHz,并計算“Z參數”。修改PARAMETER SWEEPS性，要求掃描變量“Vbias”，選擇Simulatuion1“SP1，掃描范圍為110,間隔為0.5。按“F7”進行電 路仿真。在“Date Display”按Eqn,并在對話框里編輯公式為：C j/mr曰ct口尸-1士p產q0 Q鬥rr日g崖行功在Eqn中選擇C_Varactor，得到VC曲線和表格如下: EEEC* 1=*匸回園LLLK0女 血XpHT：ItrlMr Qiiiirr QPLUElailc血皿Qdj

28、-ID曲西卜廿亡辛風 0.0.蟲cP J H圖 4VC曲線和表格vtnaBVbia&=5Vj-armn.半C=10 OpFTfermTfemi-Num !-2=50 OhmSP1 .Caicz=ye .Freq=l.SGHz LI *._ncL_I前D6 nn SRC1IkrVdc=vbias ap diD1MV140I 1.W3O6QH .PAAKtETER SWEEPParam&epSweeplSweepVar=Vbiasa aSi嘲nstaw州自低j=嗨PT國minstanceNgnietSJ1.Si mJnstani:eN amE3)=.Si mlnstanceN am

29、 e4|=tior0 it HiTin-7.I2SPZ125in A/&F站猛咼托Eqn囂LH1 :r4H國回O二OAg?J jW riciPuf8、利用Transient Simulation仿真器仿真從0到30nsec的瞬時波形， 如下圖所示:cs i：111A! cir im pf j打i J. (iii JHIMI協X|url滋電j.號UH卄褲電IhKipdvhi*二D感卷4 *0用口r U：舟凰Q 0 型懇注歩語施 芳；圖 5 電路圖注意：記得一定要添加“Vout”這個節點名稱。按“F7”開始仿真。在出來的“DatahF*4Qvfcj F4fa OnDisplay”窗口里面，

30、輸出“Vout”的瞬時波形，按皿j ,并“neW個新的“Marker”， 在“Vout”的瞬時波形圖中，點擊一下，然后移動鼠標，把“marker”移動到需要的地方，就可以看到該點的具體數值。結果如下圖所示：圖6仿真結果圖o吉列山as 丄 妙y QEoHLaHUEEkLwT；J-4h屮7；R型TAiutfrarMl1MI尊Ebt-ctf按Eqn編輯公式：EqnSpectrum=fs(Vout,JMJTJndep(m1),indep(m2)這表示要對r utlLMJihC MJ MbfcfttHTRAH$IENF|JMlilMTtLi&me=?869nsecVout=5837mV“Vout

31、”在“Marker”m3 m4之間進行一個頻率變換，這樣出來的“Spectrum”就是m3和m4之間的頻譜。輸出Spectrum的圖形，可以看到m3和m4之間的頻譜分量，加入“marker”m5就可以知道振蕩器大概振蕩的頻率，如下圖:Spectrum=fs(Voul. Indep(m3)jndep(m4)msfrBq=1.e50GHz Spectrum=O 753M8 912V結果分析：從波形可以看到，振蕩器已經很穩定地振蕩起來了，并且有一定的振蕩時間，從抽出兩 點m3 m4的數據可以看出，該振蕩波形是相當穩定的，幅度差可以不必考慮，頻譜純度也較 高，對m3和m4這段時域進行fs變換，可以看到

32、振蕩器振蕩頻率的頻譜，從m5標記的數值 可以看出，該振蕩器的振蕩頻率為1.850GHz與設計的指標1.8GHz有差距，需要進行調整。 利用ADS里面的HB simulation可以仿真振蕩器的相位噪音，如下圖設置好HB仿真器，選擇計算非線性噪音和調頻噪音。HarmonicBalanceHB1 Freq1J=1.8GHz *Order1=9 *Oversaniple1=4NLNoiseStart=1HzNLNoiseStop=10 MHz NLNoiseStep=100 kHzNoiseNodeflVDUt OscMode=yes OscPortNameOscI在振蕩器里面加入一個Oscport

33、器件配合使用，接在反饋網絡和諧振網絡之間，這是諧 波平衡法仿真相位噪音的需要。其中“OscPort”是在類“Simulation -HE”里面。另外，考HARMONIC BALANCE I圖7結果分析圖v A vfl?A畔.1 Ill IIi21脾呵斷0匚|o1牛 144 -lb-m巧raa4c!pTfrswiia$3dE:1：，廠AW-上慮到該器件的頻率隔離度不夠高，所以可以在輸出端加一個帶通濾波器。如下圖所示:圖8修改的電路圖 KS* psajce 1):4|已|刈Lil* 劭出 Ki*棗1 B-irhtT 曲薊百尸 Qpti”雖L?1E_* in4v1.8 GHz.-Order1=9.，

34、Oversample1=4.NLNqiseStart-IHz.NLNoiseStop=10 MHzNLNoiseStep=100 kHz.N0isGNode1=%bir.OscModeys.OscPortNameYes.Sweep/r=h.VtuneN十一 .Start=1Stop=10.Step=0.1.在“Date Display”里點Rectangular Plot，彈出對話框后點Advaneed鍵，輸入*.freq1，點擊OK后生成圖形如右圖所示（*指的是圖形文件名，默認與原理圖名稱一 致）,從圖中可以看到壓控的線性度還是可以的，當Vtune=3.75V時，振蕩器的輸出頻率為1.796

35、GHz圖10優化后的結果圖四、實驗心得本次實驗詳細介紹了用ADS設計微波振蕩器的過程，在設計過程中的一個最大的體會是ADS軟件本身功能強大，但是學習入門比較困難，而且用ADS設計振蕩器的資料很少，實際設計時會遇到各種各樣的問題，多看Help是最好的解決方法。幫助里面的查找功能是非常強 大的，基本上在ADS上遇到的問題都可以從幫助里面找到答案，另外ADS器件庫的搜索速度 雖然比較慢，但還是很好用的，如果有什么器件一時找不到，建議使用器件庫來搜索。 設計過程中要考慮的首要問題就是管子的選取，設計前必須根據自己的指標確定管子的參數，從后來的設計來看，管子選得不好是很難達到預定目標的。設計振蕩器最重要

36、的是使振蕩頻率滿足預定的指標，而在這次的壓控振蕩器設計中與振 蕩器頻率直接相關的有兩個參數，一個是變容二極管的偏置電壓，由變容二極管的VC曲線決 定；另一個是振蕩器的反饋電感。在設MHO二二b bw wJ-LdJ-LdlapCIPlapCIPwwS!D計過程中經過多次調整這兩個參數才能使振蕩頻率達 到1.8GHz。噪聲分析也是振蕩器設計的一個重要的方面。設計過程中必須明確要計算哪些噪聲，并 合理設置好噪聲頻率間隔。在電路中加入濾波器是為了增加頻率的隔離度，但是此濾波器對于后來生成的壓控曲線 影響很大。不去掉濾波器而直接仿真得到的曲線并不是線性的，原因是濾波器的通帶比壓控 的頻率范圍小，而去掉濾

37、波器后生成的壓控曲線的線性度很好，符合VCO的設計要求。實驗三鏡頻抑制混頻器設計、實驗目的（一） 了解微波混頻器的原理及其設計方法。（二） 學習使用 ADSADS 軟件進行鏡頻抑制混頻器的設計，優化，仿真。（三） 掌握低噪聲放大器的制作及調試方法。、實驗內容（一） 了解鏡頻抑制混頻器的工作原理。（二） 使用 ADSADS 軟件設計一個微帶混頻器，并對其參數進行優化、仿真。（三） 根據軟件設計的結果繪制電路版圖，并加工成電路板。（四） 對加工好的電路進行調試，使其滿足設計要求。三、實驗步驟及實驗結果1、啟動ADS2、選擇Main windows3、菜單FileNew Project，然后按照提示

38、選擇項目保存的路徑和輸入文件名4、點擊“ok”這樣就創建了一個新項目（一）3dB3dB 定向耦合器設計里面選擇類“Tlines-Microstrip5、點擊,新建一個電路原理圖窗口,開始設計混頻器S RestOsc_prj untitled2 * (Schematic):File Edit Select View Insert Options Too陋二&聞昌|卜|則加;MSubLumped-With ArtworkSource s-ControlledSources-Freq DomainSource s-ModulaledSource s-NoiseSources*Time Dom

39、ainSimulation-DCSimulation-ACSimulation-SParamSimulation-HBSimulation-LSSPSimulation-XDBSimulation-Envelope444MSUBMSublH=Q.5 mmEr=4,2Mur=1 Cond=4JE+7Hu=15mm T=0.005mm TanD=0.0003.Rough=0,0001 mm選擇，并雙擊編輯其中的屬性,這是微帶線基板的參數設置，其中的各項的物理o因端口饗圖2Sut rt=uMS4jMW1=11.87mmW2DJ98 mm W3FO?98mmMLIN - TL2W 1 _67 mmLl

40、D.lrrim Msobr1 =0.0Smm -=1.617 EE -.=0 .&8mm -_T TL7SubrtKlSubiIW*口WfnrrtL-10 .6 mm亠h.i1LIIN If.TL1- m二Term W*0 OS mmTee ITerml L-2：5mm弘孝:m=1.您Z=5Dhm. 器圖1 3dB耦合器其中50 ohm傳輸線的線寬w=0.98mm四分之一波長長度為10.46mm 35ohm傳輸線的 線寬為w=1.67mm四分之一波長長度為10.2mm MTE是三端口器件，有三個參數W1 W2 W3具體是有定義的，可以此參考ADS幫助文檔。選擇類“SimulationS

41、_Param并把仿真器和“Term”拉出來放好。含義，可以參考ADS的幫助文檔。選擇I；I,這是一個微帶傳輸線，選擇 按照下圖設計好電路圖,這是一個三叉口PARAMETERS雙擊，修改里面的屬性，要求從3GHz到5GHz掃描。J5 Num I NMDOhmMTEE-T443*J B Subjt- MSub r*-Wist.? rnriHi_ W=Q-0 rnrrW3=D.93 mmMTEE-u J$ubst-pMS4Jb1,amnvVKE M inrnW3=D3 mmTemnTemn4Num= 4ZSIDOhmMLINTL51au SUtut-4MSUtork-W1.87mm-BL=-1l0-

42、2mm.PMLINI46 mm1MLIMjLTL3 Subt=MSumW=D一98 mmL-2 5 mmMTEETee4SubstMSublW1=O 9B mm-W2=1 67 mmW3=0 98 mmMLI忖TL2 SubMSuUr .W=1.67 mmL=10.2 mmMLINTUBSubstMSubW=a.98 mmL2：5 mmMLINTL4Subst=MSub1W=0 98 mmL-25 mm-MLINTL5SubdMSubTW=1.67 mmL10.2 mm -MTEETee3Sobst=*MSubrW1 = 1 67 mm -W2=0 98 mmW3=0 98 mm* - -亠M

43、UNTU ,.,.Sutb=?IVlSuh111.W=0 98 mmnj L=2.5 mm 1=1MTEETBBpSiittt=,pMSlJbrW1-0.96 mm-W2 =1 6Z mm -W3 -0 98 mrm.JJ.MLIN.| TL7ryTTEETegSubst=*MSub1W1：=1.67 mmW2:=0 98 mmW3 =0 9S mm MLINMLFN -Tl烈b駅:硒ub,廣mm.=25mm:1.JS7 mm -=D.98mm .-:D .98 mmTL0倉ubWiwi鈾Wa0rQ8 ETi La 1lD .4rnm *OHlMLEFSubnMSiubTMmm lL=213

44、mm_ .TfermpTenm2 -t4urr=2 Z=5DOhmMLINT“J 4$ubttMS4jbVB.8mm 保存文檔。按“F7”仿真。在“DataDisplay”窗口中，按二I,如下圖所示，看端口的耦合度。freq, GHz圖4輸出端口間的相位差同樣的辦法可以看到輸出端口的相位差、輸入端口的隔離度、輸入端口的回波損耗等(Lco)sEmp(LssEmpRCOWEHP(Emp200-40-2003.03,23.43.63.84.04.2444.64.85.0freq, GHz圖5輸出端口的相位差freq. GHz圖6輸入端口的回波損耗100-10-CO c/ji_ _ -2 0 LQ Q

45、DP P-303 03.23 43.63.8404.24 A 4 64.85 0freq, GHz(I;寸)窯是d(LGS)常eijd(zssvSBLId(ZTW)留Ei|d(LL)sEep(3SE8P-405.01000-100100-10-20-303 03.23.43.63.84 04.24 44 64.8200-40-圖7輸入、輸出端口的隔離度圖8低通濾波器電路圖在出現的“DataDisplay”窗口中，按辿，選擇加入S21，仿真結果如下圖所示VLIbMi FrojRKr TarLi!UH i. ftli- nr foLJarElJ du cildm11*i# Dwl iwk*ir t

46、tniiry Qphbm 11 s .* expression:Note: If you plot complex data on a tectsngular lot the magriitude ofFunctions HelpOKAdvanced. I圖18Lilt dMIBSWI Hu-ktr HiEnrvTB41I rutKf-lt二1三詹m tl_gjtj c齊毀Q/Q電袒U21I園在出現的DataDisplay” 窗口中，選擇湧L并點擊adva ncd項目，在對話框里面i icqHB.PLOHB_NOISE.noisefieqHBZNOISE.PLOMiwMiMfl)Mix(2)r

47、i叫Tnf(2AddAddVsDefeteOKCancelHelp仿真結果如下圖所示:S 3KJ*.y I * !S-|rarl-iaLj醪 |IhEy 2、 扎 y圖19圖20（六）噪音系數仿真在上面仿真的基礎上，稍微把仿真器修改一下就可以得到噪音系數的仿真結果，雙擊1IIAJFE h/lOIFMIIU BA1_ ANCZ；E|一曰.TIM IB1 ra|iGIB-SII 曰門兀：M圖21表示不在對本振功率“PLO”進行掃描，其他項目不需要做任何改動 按“F7”進行仿真。在新出現的“DataDisplay”窗口中，選擇noisefreqnf(2)200.0MHz14.035(七) 噪聲系數隨

48、 RFRF 頻率的變化在上面噪音仿真的基礎上，做如下改動： 修改變量如下圖所示：，并把nf(2)添加進去。,修改第二項“Sweepra VAR.VAR.VAR1VAR2PR F=-20_dBmI Ffreq=200 M HzPL0=10_d BmLOfreq=R Ffreq+1 Ffreq.RFfeq=3.6GHz 把射頻輸入端的功率源換成一個“Term”圖231+丄11111vv TermL=2TermlNum=1Z=50 Ohm在類Simulation-HB雙擊修改其屬性為:圖22表示從1。0GHz掃描到6.0GHz,步長是0.1GHz。配置仿真器，如下圖所示。3圖26圖24Harmoni

49、c Balance：!HarmonicBalanceInstance NameInFiCalculate noisy two-port parameters& Use all smalLsignal frequenciesBandwidth h n|缶Koi setFufamE SmallSi$| Hoi4( (l)Noise(2)ModezJDynamic range to displayInclude pari noise in node noie voyagesSort by valueNoise contributors3Cut |圖252L3圖27廠Smalkignal 7

50、Nonlinear noise廠Oscillator按“F7”進行仿真。在新出現的“DataDisplay”窗口中，點擊出,并在“adva nee”對話框中輸入plot_vs( nf(2),HB_N0ISE.RFfreq)RFfreq圖27(八)三階交調系數電路原理圖不變，然后做下面的修改 設置變量如下圖所示：VarEqnVARVarEqnVARVAR1VAR2PRF=-20_dBmIF freq=LOfreq R FfreqPLO=10_dBm .fspacing=100 KHzRFfreq=3.6 GHzLOfreq=3.8 GHz圖28圖29設計輸出變量，在類“Optim/Stat/Yi

51、eld/DOE”里面點擊,然后雙擊編輯屬性MeasEqnMeasEqnMeas2.IP3output=ip3_out(Vif(1.1；2-1(50).PifTon巳二dBm(mix(VimOJ) *.*GonvGain=PifTone-PRFIP3input=IP3output-GonvGain在類“Sources-Freq Domain里面，選擇爲，并把該器件放在1端口，就是射頻輸入端口，雙擊修改其屬性。rPToriE W二0.98 mm PORT1L=2 mmNum=1Z=50 OhmFreq1=RFfreq+fspaci ng/2 F req2=R Ff req -f s pac i n

52、 g/2P1=dbmtow(PRF).P2=dbmtow(PRF)仿真器配置H-ciri fTU*Itic. EEtl-drwR-4lH nrrncininR ntlnriQc IrraF 百 mcsu bli-imn| I4D 1| Ftf ws |c | IToi Cl )Fundiame-nt-al Frc-cLieinQ ie-sm tdA-|LOfrec|Crdleroner + | I5I3Srnll-uiwr 1-3*1 V NjriliritfciiFILMEDC-O%;u：illcil.uiUK |/口口卜 |匚 onDvl! |H elp圖28圖29圖30圖31按“F7”進行仿真在新出現