基于ads軟件的傳輸線理論仿真設計及分析

1、-. z.基于ADS軟件的傳輸線理論仿真設計與分析實驗目的：1、 熟悉ADS軟件的使用； 2、 利用ADS軟件進展根本傳輸線和微帶線的電路設計和仿真。 二實驗原理：對無耗均勻傳輸線，線上各點電壓Uz，電流Iz與終端電壓U1，終端電流I1的關系為： Uz=U1cosz+jI1Z0sinz Iz=I1cosz+jU1/Z0sinz其中Z0為無耗傳輸線的特性阻抗；為相移常數。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： Zinz=Uz/Iz由此可以得： Zin=其中，Z1為終端負載阻抗。軟件仿真 1.終端為匹配負載情況下的特性： 圖a終端負載匹配時的原理圖 圖b

2、終端負載匹配時輸入阻抗分布列表和S參數分布仿真結果分析：傳輸線上任意點的輸入阻抗為50，此時Zin=Z0，與理論吻合；終端負載匹配時反射系數為-50dB，2負載短路情況下的特性： 圖a 終端負載短路時的原理圖 圖b 終端負載短路時S參數分布和smith圓圖圖c終端負載短路時的輸入阻抗分布列表仿真結果分析：終端負載短路情況下，=-1，反射系數為0dB，傳輸線上任意一點Z處的反射系數z=-1，如圖bsmith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終端負載開路情況下的特性： 圖a終端負載開路時的原理圖圖b終端負載開路時的S參數分布和smith圓圖圖c終端負載

3、開路時的輸入阻抗分布列表仿真結果分析：終端負載開路情況下，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終端負載為純電抗時的特性： 圖a終端負載為純電抗時的原理圖 圖b終端負載為純電抗時的S參數分布和smith圓圖 圖c終端負載為純電抗時的輸入阻抗分布列表仿真結果分析：終端負載為純電抗情況下，同樣，負載不消耗能量，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=j*。5終端負載為復阻抗時的特性： 圖a終端負載為復阻抗時的原理圖 圖b終端為復阻抗時的

4、S參數分布和smith圓圖 圖c終端負載為復阻抗時的輸入阻抗分布列表仿真結果分析：當終端負載為復阻抗時，信號源入射的電磁波功率一局部被終端負載吸收，另一局部被反射，此時反射系數z1，1=|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的傳輸線仿真設計與理論分析基于HFSS軟件的終端為匹配負載的特性圖d仿真原理圖圖e輸入阻抗的S11 參數分布圖fsmith圓圖結果仿真結果分析：傳輸線上任意點的輸入阻抗為50，此時Zin=Z0，與理論吻合；終端負載匹配時反射系數為-50dB，能量幾乎都傳遞到了負載，與傳輸線終端匹配理論z=0吻合。基于HFSS軟件的負

5、載短路的特性圖d負載短路時的原理圖其中將終端負載電阻值設置為5*e9，近似于短路圖e負載短路時的S參數分布仿真結果分析：終端負載短路情況下，z=-1，反射系數為0dB，傳輸線上任意一點Z處的反射系數=-1，如圖bsmith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的終端負載開路下的特性圖d負載開路時的原理圖將終端負載的電阻值改為，圖eS參數分布和smith圓圖仿真結果分析：終端負載開路情況下，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?；贖FSS軟件下的負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eS參數分布和smith圓圖仿真結果分析：終端負載為純電抗情況下，同樣，負載不消耗能量，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=j*。5.基于HFSS軟件的終端負載為復阻抗時的特性：圖d負載為復阻抗的原理圖圖eS參數分布仿真結果分析：當終端負載為復阻抗時，信號源入射的電磁波功率一局部被終端負載吸收，另一局部被反射，此時反射系數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