【《射頻電路設(shè)計(jì)中混合型匹配電路的設(shè)計(jì)思路》10000字】

1射頻電路設(shè)計(jì)中混合型匹配電路的設(shè)計(jì)思路現(xiàn)如今電子信息技術(shù)發(fā)展迅速，尤其在射頻電路設(shè)計(jì)方面尤為顯著,從而促進(jìn)了電子產(chǎn)品的廣泛使用。但在實(shí)際生產(chǎn)制造設(shè)計(jì)時(shí)，總會(huì)出現(xiàn)阻抗不匹配的現(xiàn)象。為了使電路匹配，這就誕生了射頻設(shè)計(jì)仿真軟件ADS,它是在國(guó)內(nèi)外高校、科研院所和電子公司中廣受流傳的射頻微波電路設(shè)計(jì)仿真工具，此軟件性能精湛，仿真手段層出不窮，是廣受射頻工程師們認(rèn)可的工程設(shè)計(jì)軟件。ADS軟件可以幫助我們修改、優(yōu)化匹配電路，最終達(dá)到最優(yōu)的匹配狀態(tài)。使得傳輸效率最大化，因此匹配電路在高速發(fā)展的電子通信時(shí)代扮演了一個(gè)重要的角色。本課題重點(diǎn)研究了匹配電路的基本理論和設(shè)計(jì)原理，以及T型和Pi型匹配電路仿真設(shè)計(jì)的詳細(xì)過(guò)程。利用ADS射頻軟件來(lái)設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò)和做原理圖仿真，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)中的仿真結(jié)果來(lái)判斷設(shè)計(jì)的可行性。從而實(shí)現(xiàn)匹配電路性能最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵字：匹配電路ADS原理仿真目錄 21.1課題研究背景 21.2課題研究?jī)?nèi)容 2 33.1阻抗匹配的基本原理 33.2阻抗匹配電路的種類(lèi) 33.2.1集中參數(shù)匹配電路 33.2.2分布參數(shù)匹配電路 5 74.1匹配電路設(shè)計(jì)參數(shù) 74.1.1特性阻抗與輸入阻抗 724.1.2反射系數(shù)與駐波系數(shù) 4.2匹配電路設(shè)計(jì)原理 4.2.1T型匹配電路 4.2.2PI型匹配電路 95.1T型匹配電路的設(shè)計(jì)與仿真 95.2PI型匹配電路的設(shè)計(jì)與仿真 伴隨著科技的高速發(fā)展，人們也越來(lái)越來(lái)追求高性能的電子產(chǎn)品，而阻抗匹配問(wèn)題自打通信發(fā)展開(kāi)始一直都是頭號(hào)難題。我們都了解射頻和微波電路與現(xiàn)代快速發(fā)展的通信時(shí)代是密切相關(guān)的，是共同成長(zhǎng)的，因此兩者都得到了廣泛的運(yùn)用。在現(xiàn)如今的通信領(lǐng)域，越來(lái)越來(lái)用戶使用計(jì)算機(jī)、無(wú)線網(wǎng)、智能手機(jī)以及定位軟件。它們的工作頻率都已經(jīng)達(dá)到了GHz,速度也相比于從前提升了千倍甚至于萬(wàn)倍，正因?yàn)檫@樣，射頻和微波電路技術(shù)才在通信領(lǐng)域成為了一種必不可少的技術(shù)，所以研究射頻技術(shù)中的相關(guān)仿真設(shè)計(jì)也是十分必要的，這就講到了本文提出的T型和Pi型匹配電路的分析設(shè)計(jì)與優(yōu)化，其就是重點(diǎn)所在(彭鵬飛，邱俊宏，2022)。作為電科專業(yè)的學(xué)生，我們都應(yīng)知悉射頻與微波匹配技術(shù)是電學(xué)技術(shù)與電場(chǎng)分布理論的結(jié)合，其中電路中產(chǎn)生的波動(dòng)也會(huì)影響我們?cè)O(shè)計(jì)的匹配電路的反射系射頻微波電路設(shè)計(jì)中最重要的概念之一就是阻抗匹配。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，完成阻抗變換，實(shí)現(xiàn)負(fù)載和信號(hào)源之間的匹配或者負(fù)載和傳輸線之間的匹配即是匹配電路的實(shí)質(zhì)。同時(shí)還必須要考慮到電路與系統(tǒng)的問(wèn)題，在此情勢(shì)發(fā)展下由于系統(tǒng)中傳輸效率、功率容量以及工作穩(wěn)定性會(huì)影響電路的匹配效果。在這個(gè)微波電子技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展的時(shí)代，各種通信設(shè)備和仿真軟件工作所需的頻率越來(lái)越高，能輕松達(dá)到GHz,甚至于更高的頻率范圍(彭俊杰，范詩(shī)琪，2021)。由于信號(hào)傳輸方式與傳輸特性受系統(tǒng)工作頻率所決定，因此怎樣3確保在射頻微波通信電路中信號(hào)能高效率傳輸、高功率容量和低傳輸減弱，匹配電路發(fā)揮著舉足輕重的作用。現(xiàn)如今，人們對(duì)于射頻微波電路的性能要求愈來(lái)愈高，設(shè)計(jì)也愈來(lái)愈復(fù)雜繁瑣，因此就誕生了許多射頻仿真軟件來(lái)滿足于射頻設(shè)計(jì)的需求。其中美國(guó)安捷倫公司推出的射頻微波通信技術(shù)仿真軟件ADS在業(yè)界廣為流傳(薛宇峰，馬思敏，2021)。在電路設(shè)計(jì)分析的前提下，ADS對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是十分適合的，它的功能極其強(qiáng)大，有各種應(yīng)對(duì)復(fù)雜電路的仿真手段，在這特定情況下其中就有數(shù)字與模擬方面，包括線性與非線性，同時(shí)會(huì)對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)的電路的仿真結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的分析，以便設(shè)計(jì)者優(yōu)化自己的設(shè)計(jì)方案。1.2課題研究?jī)?nèi)容本文的主要研究?jī)?nèi)容就是T型和Pi型匹配電路的分析設(shè)計(jì)與優(yōu)化。在認(rèn)真學(xué)習(xí)理論原理的基礎(chǔ)上，提出了T型和Pi型匹配電路結(jié)構(gòu)，對(duì)這兩種匹配電路進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析和公式推導(dǎo)，并與其他類(lèi)型的匹配電路做了細(xì)致的性能對(duì)比。分析這兩種匹配電路的電路結(jié)構(gòu)，運(yùn)用ADS軟件仿真得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果使其證明理論分析的正確性和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的合理性。T型和Pi型匹配電路可以在設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)整匹配網(wǎng)絡(luò)的帶寬，從這些現(xiàn)象中可以得出擴(kuò)展設(shè)計(jì)的靈活性。通過(guò)ADS仿真實(shí)驗(yàn)分析設(shè)計(jì)出特性阻抗與負(fù)載阻抗無(wú)限匹配的匹配網(wǎng)絡(luò)，證明該電路技術(shù)可以很好地應(yīng)用于高效率射頻通信電路設(shè)計(jì)。隨著科技和通信的快速發(fā)展，射頻微波電路的使用也愈發(fā)頻繁，設(shè)計(jì)要求多且繁瑣。人們?yōu)榱四軡M足電路的設(shè)計(jì)需求，就研發(fā)了多款射頻微波仿真軟件。ADS(AdvancedDesignSign)就是由安捷倫科技有限公司(Agilent)為了迎合市場(chǎng)需求研發(fā)的一款通信系統(tǒng)與微波電路的射頻仿真軟件(李凱文，周子凡，2020)。ADS包含了從集成級(jí)到電路級(jí)以及到系統(tǒng)級(jí)的仿真模塊。它不但支持射頻及通信系統(tǒng)工程師研發(fā)所有類(lèi)型的射頻設(shè)計(jì)，而且在設(shè)計(jì)電路時(shí)中途不需停下改換設(shè)計(jì)用具。ADS仿真軟件的功能尤為豐富，不僅可以完成時(shí)域和頻域、數(shù)字和模擬、線性和非線性、噪聲等多種仿真手段，從中可以看出一些端倪而且可以對(duì)電路設(shè)計(jì)出的結(jié)果展開(kāi)成品率分析與優(yōu)化，提升復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效能，是一款相4ADS占有各類(lèi)核心仿真方法，其中就包含高頻SPICE分析及卷積分析、線性分析、諧波平衡分析、電路包絡(luò)分析電磁仿真分析和托勒密分析。在其基礎(chǔ)上，我們需要掌握多種仿真控制器的使用(劉星辰，鄧思潔，2021)。分別是直流仿真控制器、交流仿真控制器、S參數(shù)仿真控制器、諧波平衡仿真控制器、大信號(hào)S參數(shù)仿真控制器、增益壓縮仿真控制器、包絡(luò)仿真控制器和瞬態(tài)仿真控制器。在本文的研究背景下我們兼顧了這種情況駕馭了仿真設(shè)計(jì)方法以及控制器的使用，便于我們?cè)O(shè)計(jì)微波電路，并且ADS中自帶調(diào)諧和優(yōu)化功能，它可以協(xié)助我們更快的獲得所需的結(jié)果(張俊豪，楊琳，2020)。調(diào)諧功能需手動(dòng)完成，能模擬移動(dòng)元器件與更改微帶線長(zhǎng)寬等操作，優(yōu)化功能是自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，需以下兩步驟：1.設(shè)置元器件參數(shù)的優(yōu)化取值范圍2.添加優(yōu)化控件與目標(biāo)控件。正因?yàn)閾碛幸陨线@些，ADS才能極大地提高了微波電路與通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方便性、快捷性和準(zhǔn)確性。阻抗匹配是射頻微波電路設(shè)計(jì)中必不可少的重要構(gòu)成部分，匹配電路不僅可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)源到負(fù)載的最大功率傳輸，而且可以降低反射，同時(shí)改善信噪比讓噪聲干擾降到最低。阻抗匹配主要包含兩方面(陳浩然，胡曼麗，2023):第一，傳輸線與負(fù)載之間的阻抗匹配，其目標(biāo)是使負(fù)載無(wú)反射。方法：將匹配網(wǎng)絡(luò)接入在負(fù)載和傳輸線之間，這明顯體現(xiàn)了使得輸入阻抗Z。變?yōu)榈刃ё杩购蛡鬏斁€的特征阻抗相等，即Z=Z。,其本質(zhì)就是人為生成一反射波，抵消負(fù)載產(chǎn)生的反射波，使得負(fù)載達(dá)到零反射(王珊彤，孫子琪，2022)。第二，負(fù)載和信號(hào)源之間的阻抗匹配，其目的使得信號(hào)源無(wú)反射，輸出最大功率。方法：將匹配網(wǎng)絡(luò)接在傳輸線與信號(hào)源之間，使得從信號(hào)源往負(fù)載望去的輸入阻抗Z和射頻電源內(nèi)阻共軛相等，即Z=Z*s。在射頻微波電路設(shè)計(jì)中，一般采用集中參數(shù)分立元件來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。總體來(lái)說(shuō)，往往采取電容與電感的各種搭配組合來(lái)設(shè)計(jì)匹配電路更有效。在這個(gè)脈絡(luò)范圍內(nèi)由于頻帶寬度與設(shè)計(jì)電路尺寸大小不一，可分為簡(jiǎn)單的雙元件L型匹配電路和復(fù)雜的三元件T型匹配5L型匹配電路由電容與電感各種串并聯(lián)組合而成，其好處就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、直觀、容易驗(yàn)證，但是它的節(jié)點(diǎn)數(shù)量與節(jié)點(diǎn)在Smith圓圖上的位置是固定的，所以設(shè)計(jì)出的匹配電路頻帶寬度不能調(diào)整，缺乏靈活性(朱凱文，趙雅琴，2023)。除此之外，L型匹配電路中負(fù)載和傳輸線之間只能在中心頻率的位置才可以確保兩者之間的阻抗匹配，在這特定框架內(nèi)可使包括L型匹配電路與負(fù)載在內(nèi)的總輸入阻抗處于Smith圓圖的中心位置，此時(shí)傳輸線上的反射系數(shù)是0。當(dāng)反射系數(shù)大于0時(shí)，說(shuō)明上述偏離中心頻率。就上述方案的調(diào)試而言，本文從理論探索與實(shí)踐求證兩方面著手。理論探索部分，深入分析了方案設(shè)計(jì)的核心理念與預(yù)期成效，通過(guò)構(gòu)建理論框架與邏輯鏈條，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。緊接著，在實(shí)踐求證環(huán)節(jié)，本文精心策劃了一系列實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證方案的有效性與可靠性。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，采用了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男畔⒉杉c分析策略，確保結(jié)果的真實(shí)無(wú)誤。同時(shí)，為深入評(píng)估方案在不同環(huán)境下的適用性，本文還考慮了多種典型應(yīng)用場(chǎng)景，并據(jù)此調(diào)整了系統(tǒng)配置。這一過(guò)程不僅驗(yàn)證了方案的正確性與可行性，也為后續(xù)科研提供了寶貴的參考材料。圖3.1中畫(huà)出了L型匹配電路中電感與電容的8中組合連接方式，根據(jù)歸一化負(fù)載阻抗在Smith圓圖T型匹配電路與π型匹配電路由于是三元件匹配電路，因此比L型多了一個(gè)元件，即增加了一個(gè)節(jié)點(diǎn)，從而達(dá)到在設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)Q的目的，在這個(gè)脈絡(luò)里進(jìn)行同時(shí)增加6圖3.2T型匹配電路T型匹配電路可視作是由兩個(gè)L型匹配電路串聯(lián)而成，不過(guò)分解時(shí)需要住意到兩個(gè)L型匹配電路的串聯(lián)分支與并聯(lián)支路的電抗必定要是異性的，鑒于當(dāng)前環(huán)境如圖3.3所示(楊浩宇，陸依婷，2021)。正因如此，分析T型匹配電路的設(shè)計(jì)形式就能由L型電路的分析方法推導(dǎo)出來(lái)。__XMxi2Xc?XXA_Xc1O圖3.3T型匹配電路的分解對(duì)圖3.3(b)進(jìn)行分析：7通過(guò)對(duì)T型匹配電路的分析，從而得出π型匹配電路如圖3.4所示：作是L型匹配電路的組合結(jié)構(gòu)電路，這種組合匹配電路既具有阻抗變換作用，在此情勢(shì)發(fā)果分析與理論預(yù)測(cè)保持了較高的一致性，驗(yàn)證了理論框架中中提出的機(jī)制而言，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵變量之間的相關(guān)性及趨勢(shì)與模型預(yù)測(cè)相吻合，這不僅增框架的可信度，也為進(jìn)一步探索該領(lǐng)域內(nèi)的復(fù)雜關(guān)系提供了實(shí)證基礎(chǔ)。其次結(jié)果的符合性表明，理論模型中所考慮的影響因素和它們之間的相互作用是合理的，這對(duì)于象的本質(zhì)具有重要意義。此外，這一驗(yàn)證過(guò)程也為后續(xù)研究指明了方向，即在已證實(shí)的理論框架下，可以更加深入地探討未被充分理不計(jì)。因而當(dāng)波長(zhǎng)與元器件尺寸相接近時(shí)，在這特定情況從這些現(xiàn)象中可以得出跟集中參數(shù)匹配電路一樣，分布參數(shù)匹配8支節(jié)匹配電路、雙支節(jié)匹配電路、混合型匹配電路(陳欣妍，劉梓軒，2023)。單支節(jié)匹配電路(周佳寧，魏瑞欣，2021):單支節(jié)匹配電路其實(shí)就是在主傳輸線上并聯(lián)一個(gè)支節(jié)，用支節(jié)上的導(dǎo)納來(lái)抵消主傳輸線上的導(dǎo)納以此達(dá)到匹配狀態(tài)。優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)單便捷，但其缺點(diǎn)就是支節(jié)的位置需要不斷調(diào)整。單支節(jié)匹配電路如圖3.5所示：雙支節(jié)匹配電路；雙支節(jié)匹配電路優(yōu)點(diǎn)在于可以讓兩個(gè)支節(jié)的位置固定不動(dòng)，通過(guò)只調(diào)節(jié)支節(jié)長(zhǎng)度達(dá)到匹配效果，因此使用雙支節(jié)比單支節(jié)匹配電路更易于調(diào)節(jié)匹配阻抗(李昊然，高佳琪，2022)。雙支節(jié)匹配單路常用于阻抗可調(diào)的匹配電路。從中可以看出一些端倪它可以將傳輸線的特征阻抗都轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的阻抗，例如Z?=50Ω,以便匹配電路的設(shè)計(jì)與制作。雙支節(jié)匹配電路如圖3.6所示(王天佑，趙昕婷，2020)。與已有文獻(xiàn)結(jié)論的一致性，標(biāo)志著前期研究構(gòu)思的穩(wěn)健性得到了實(shí)證的支撐。這一結(jié)果不僅加深了本文對(duì)特定領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜關(guān)系的理解，還激發(fā)了本文對(duì)潛在未知因素的探索興趣。它提示本文，未來(lái)的研究可以更加聚焦于揭示那些尚未被充分理解的機(jī)制，以及它們?nèi)绾闻c已知因素相互作用，共同塑造出觀察到的現(xiàn)象。雙支節(jié)可以是終端短路亦可以是終端開(kāi)路，使用雙支節(jié)匹配電路能將任意有耗負(fù)載Z,(阻抗的實(shí)數(shù)部分非零)匹配到輸入阻抗Z。9混合型匹配電路：射頻電路設(shè)計(jì)中，某些時(shí)候既可采用集中參數(shù)元件設(shè)計(jì)也可采用分布元件設(shè)計(jì)，這時(shí)采用混合型匹配電路設(shè)計(jì)，如圖3.7所示，往往能起到不錯(cuò)的效果。電感元件相較于電容元件具有較高的電阻損耗，在本文的研究背景下我們兼顧了這種情況并且寄生參數(shù)效應(yīng)通常更為緊要(張逸軒，陳若琳，2023)。因此在混合型匹配電路的設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)盡量避免使用電感元件?；旌显ヅ潆娐窞榱送瓿勺杩罐D(zhuǎn)換，是在微帶傳輸線上并聯(lián)數(shù)個(gè)電容(吳宇昊，丁馨悅，2021)。一般都采取選擇相同特征阻抗的微帶線，這樣利于簡(jiǎn)化匹配電路的設(shè)計(jì)，避免復(fù)雜性。采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的匹配電路不但可以縮小尺寸，而且可以在電路設(shè)計(jì)完成后還能做些調(diào)節(jié)。這明顯體現(xiàn)了優(yōu)點(diǎn)就是可以實(shí)現(xiàn)任意阻抗轉(zhuǎn)換，我們只需通過(guò)調(diào)整電容在微帶線上的位置，就可以很靈活地調(diào)節(jié)匹配電路的參數(shù)，這使得由以上兩種類(lèi)型的阻抗匹配電路分析可以得出，不論我們?cè)O(shè)計(jì)何種類(lèi)型的匹配電路，都需要特別對(duì)待特征阻抗，倘若阻抗增加，則用串聯(lián)，若想減小阻抗值，則用并聯(lián)。在設(shè)計(jì)電路過(guò)程中，在這個(gè)脈絡(luò)范圍內(nèi)集中參數(shù)匹配電路一般處在低頻段區(qū)間內(nèi)，而分布參數(shù)匹配電路處在中頻或高頻段區(qū)間內(nèi)，混合型則在兩者之間。當(dāng)這些電路不能滿足我們?cè)O(shè)計(jì)需求時(shí)，則需選取多級(jí)匹配電路。在后續(xù)的研究中，本文將更加注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，通過(guò)實(shí)地調(diào)研、案例分析等方式，將研究成果應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決中。同時(shí)也會(huì)積極尋求與業(yè)界、政府等機(jī)構(gòu)的合作，共同推動(dòng)研究成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。在后續(xù)的研究中會(huì)對(duì)已有的研究成果進(jìn)一步從不同的角度進(jìn)行優(yōu)化，會(huì)積極尋求與其他學(xué)科的交叉融合通過(guò)跨學(xué)科的研究視角，本文期望能夠發(fā)現(xiàn)新的研究問(wèn)題和研究方向，為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展注入新的活力。匹配電路的設(shè)計(jì)一定要考慮眾多因素，在這特定框架內(nèi)不能只固定使用一種類(lèi)型的匹配電路，同時(shí)我們必須對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改與優(yōu)化，以此達(dá)到最4設(shè)計(jì)匹配電路的基本原理4.1匹配電路設(shè)計(jì)參數(shù)4.1.1特性阻抗與輸入阻抗特性阻抗：傳輸線上入射電壓與入射電流之比，即行波電壓與行波電流之比，用Z。表輸入阻抗：在這個(gè)脈絡(luò)里進(jìn)行傳輸線上任意一點(diǎn)電壓和電流之比，用Z(z)表示(梁明式中，,Z是負(fù)載阻抗，Z,是特性阻抗，z表示傳輸線上任意一點(diǎn)位置。4.1.2反射系數(shù)與駐波系數(shù)反射系數(shù)：反射系數(shù)T是Smith圓圖中最為關(guān)鍵的部分，仿真匹配程度如何可以在它身上直接體現(xiàn)出來(lái)，在這樣的情形下如果T小于-20dB,說(shuō)明電路匹配狀態(tài)良好，如果不滿足，則需重新設(shè)計(jì)匹配電路中的各項(xiàng)參數(shù)(李誠(chéng)，王思涵，2021)。從上可以可以看出該方案相比于其他方案具有更好的性價(jià)比，同時(shí)它還強(qiáng)調(diào)了環(huán)境可持續(xù)性，通過(guò)減少能源消耗和廢物排放來(lái)支持綠色技術(shù)的發(fā)展。這一特點(diǎn)對(duì)于追求可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的企業(yè)或組織來(lái)說(shuō)尤為重反射系數(shù)定義：反射波電壓和入射波電壓之比，公式為：駐波系數(shù)：反射系數(shù)被用來(lái)表示傳輸線的反射特性，出于它是復(fù)示，,如果p=1,說(shuō)明無(wú)反射，如果p>1,說(shuō)明功率有部分被反射回來(lái)，4.2.1T型匹配電路對(duì)于T型匹配電路，設(shè)計(jì)步驟：首先，應(yīng)判斷其設(shè)計(jì)參數(shù)：出阻抗RsR,以及工作頻率f。,其次根據(jù)圖4.1與圖4.2的兩種T型常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，計(jì)算出串并聯(lián)臂的多個(gè)電抗值，最后，在此情勢(shì)發(fā)展下依據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)匹配電路Pi型匹配電路是并串并的結(jié)構(gòu)，可以由一個(gè)串聯(lián)電感電容與兩個(gè)并聯(lián)電容構(gòu)成。R,R、工作頻率f,其次根據(jù)圖4.3所示，在這特定情況下算出串聯(lián)臂上各個(gè)電抗值，最后，依據(jù)實(shí)際匹配電路的設(shè)計(jì)，選擇相應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)，我們就以圖4.3舉例，確定π型匹,xp=Q*R,5.1T型匹配電路的設(shè)計(jì)與仿真LL工工NetworkSchematie三、仿真流程：第一步：在原理圖上的元件搜索面板上搜索SmithChartMatching,這就是史密斯元件，將其放入原理圖中，如圖5.6所示。第二步：在SmithChartUtility窗口點(diǎn)金B(yǎng)uildADSCircuit建立ADS電路，之后在原理圖上單點(diǎn)下史密斯元件，在本文的研究背景下我們兼顧了這種情況單擊工具欄上的一按鈕，可以查看史密斯元件的子電路，再單擊下，則可退出子電路，子電路如圖5.7所示(王豪，陳璇婷，2021)。設(shè)計(jì)改進(jìn)期間，著重強(qiáng)調(diào)了經(jīng)濟(jì)效益和方案擴(kuò)展性的考量，與原始計(jì)劃相比實(shí)現(xiàn)了多方面的更新。首先，通過(guò)簡(jiǎn)化非必要流程、采取更具成本效益的方法，成功減少了總體開(kāi)支，使得方案更加經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，為了提高方案的普遍適用性，在規(guī)劃階段充分考慮到了不同地理區(qū)域及條件下的應(yīng)用需求，確保它能在多種環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行并容易被復(fù)制使用。第三步：在原理圖上的元件搜索面板上搜索Lumped-Components,選擇電阻電容，插入原理圖中，其中設(shè)電阻值為80Ω,電容值為2.65pF。再搜索Simulation-S_Param,選擇負(fù)載終端Term插入原理圖，將其定義為輸入端口，并點(diǎn)擊工具欄上連接按鈕，將匹配電路、負(fù)載終端與負(fù)載電路連接起來(lái)，如圖5.8所示(楊怡菲，朱嘉欣，2020)。圖5.8第四步：在原理圖上的元件搜索面板上搜索S參數(shù)仿真Simulation-S_Param中的仿真控件SP插入原理圖，這明顯體現(xiàn)了并設(shè)置其掃面參數(shù)：掃描起始值為0.2GHz,掃描終止值為1.8GHz,掃描步長(zhǎng)為0.1GHz,完成后點(diǎn)確定按鈕，如圖5.9所示(林曉東，高靜怡，2022)。本文基于已有的策略設(shè)計(jì)出一種計(jì)算方式，并對(duì)其進(jìn)行了適當(dāng)簡(jiǎn)化以提高其便捷性和實(shí)用性。通過(guò)對(duì)當(dāng)前方案的細(xì)致研究和評(píng)判，排除了不必要的復(fù)雜環(huán)節(jié)，優(yōu)化了工作流設(shè)計(jì)，創(chuàng)建了一個(gè)更高效簡(jiǎn)潔的計(jì)算模型。此過(guò)程不僅降低了對(duì)資源的需求，還加快了處理速度，確保了本方案在不犧牲效能的情況下易于應(yīng)用和推廣，添加了一系列檢驗(yàn)和質(zhì)量保證措第五步：點(diǎn)擊原理圖上的工具欄中的仿真按鈕，仿真結(jié)束之后，數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)在顯示窗里，此時(shí)在數(shù)據(jù)顯示區(qū)會(huì)出現(xiàn)S參數(shù)曲線，點(diǎn)擊，將其插在中心頻率處，以便觀察數(shù)據(jù)結(jié)果，如圖5.10所示(張怡然，王靜宸，2023)。第六步：根據(jù)仿真圖5.10分析可知，在這個(gè)脈絡(luò)范圍內(nèi)在S?參數(shù)曲線的中心頻率1GHz處，反射系數(shù)T為-45.207dB,其值小于-20dB,說(shuō)明在中心頻率處，匹配效果不錯(cuò)。一、參數(shù)設(shè)定：Pi型匹配電路的設(shè)計(jì)指標(biāo)與T型差別不大，首先設(shè)置中心頻率為1GHz,設(shè)定負(fù)載由80Ω電阻與2.60pF電容串聯(lián)構(gòu)成，二、設(shè)計(jì)流程：因?yàn)镻i型與T型匹配電路的參數(shù)設(shè)定一樣，區(qū)別在與匹配元件的選擇和串并聯(lián)順序不同，所以直接從T型的第五步改動(dòng)講起，在這特定框架內(nèi)這里選擇Pi型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的其中一種，并聯(lián)電感串聯(lián)電容并聯(lián)電容，再匹配元件選擇框內(nèi)選擇相應(yīng)的電容電感，再在圓圖上向上向下移動(dòng)鼠標(biāo)，向上表示并聯(lián)，向下表示串聯(lián)，最后將鼠標(biāo)回到匹配點(diǎn)即可(王志軒，劉雅婷，2020)。本研究提出的數(shù)據(jù)處理技術(shù)比之前的策略更加簡(jiǎn)化并有效率。通過(guò)引入一種精簡(jiǎn)的預(yù)處理程序，本文省略了多余的轉(zhuǎn)換步驟，改善了數(shù)據(jù)清洗和統(tǒng)一化的流程，極大提高了數(shù)據(jù)處理的速度和效能。這種方式讓本文可以更快地整理出適合分析的數(shù)據(jù)集.并降低了由干繁瑣步驟導(dǎo)致的誤差風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí).經(jīng)由對(duì)不同種類(lèi)及來(lái)源的信息進(jìn)行全面測(cè)試，確認(rèn)了此方法的穩(wěn)定度和可信度。步驟完成后，即可在SmithChartUtility窗口內(nèi)看到Smith圓圖、匹配電路、匹配響應(yīng)，如圖5.11所示(陳睿，鄭玉菲，2022)。用鼠標(biāo)分別單擊電路中各個(gè)匹配元件，在這個(gè)脈絡(luò)里進(jìn)行即可知道其值，如圖5.12所示，并聯(lián)電感L=5.21001nH,串聯(lián)電容C=10.55491pF,并聯(lián)電容C=5.64117pF。..DeleteSelected..DeleteSelectedZo:]value:5.21001HLoss:口1.0e+0QZo:Value:10.55491三、仿真流程：第一步：在原理圖上的元件搜索面板上搜索SmithChartMatching,這就是史密斯元件，將其放入原理圖中。第二步：在SmithChartUtility窗口點(diǎn)金B(yǎng)uildADSCircuit建立ADS電路，在原理圖上選擇史密斯元件，可以單擊查看其子電路，如圖5.13所示，查看后可退出(趙浩然，孫玉潔，第三步：在原理圖上的元件搜索面板上搜索集總參數(shù)Lumped-Components列表，選擇電阻電容，插入原理圖中，其中設(shè)電阻值為80Ω,在這樣的情形下電容值為2.65pF。再搜索Simulation-S_Param,選擇負(fù)載終端Term插入原理圖，將其定義為輸入端口，并點(diǎn)擊工具欄上連接按鈕，將匹配電路、負(fù)載終端與負(fù)載電路連接起來(lái)，如圖5.14所示(王彥博，劉第四步：在原理圖上的元件搜索面板上搜索S參數(shù)仿真Simulation-S_Param中的仿真控件SP插入原理圖，并設(shè)置其掃面參數(shù)：掃描起始值為0.4GHz,掃描終止值為1.6GHz,掃描步長(zhǎng)為0.1GHz,完成后點(diǎn)確定按鈕，如圖5.15所示。RRC第五步：點(diǎn)擊原理圖上的工具欄中的仿真按鈕，鑒于當(dāng)前環(huán)境仿真結(jié)束之后，數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)在顯示窗里，此時(shí)在數(shù)據(jù)顯示區(qū)會(huì)出現(xiàn)S參數(shù)曲線，點(diǎn)擊工具欄的標(biāo)記按鈕，將其插在中心頻率處，以便觀察數(shù)據(jù)結(jié)果，如圖5.16所示(楊雯婷，王靜怡，2022)。第六步：根據(jù)仿真圖5.16分析可知，在此情勢(shì)發(fā)展下在S??參數(shù)曲線的中心頻率1GHz處，反射系數(shù)T為-36.437dB,其值小于-20dB,說(shuō)明在中心頻率處時(shí)，匹配效果良好(李靖雯，張根據(jù)T型和Pi型匹配電路的設(shè)計(jì)仿真參數(shù)圖可知，在S?參數(shù)曲線的中心頻率1GHz處時(shí)，反射系數(shù)最低，當(dāng)其偏移中心時(shí)，反射系數(shù)則會(huì)增加，因此只有在中心頻率