扇形微帶偏置的理論和ADS詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程.doc

第 1 章微帶扇形偏置電路基本理論之一 1 第 2 章扇形微帶偏置理論之二 4 第 3 章利用 ADS 仿真設(shè)計(jì)扇形微帶偏置的整個(gè)過(guò)程 6 3 1計(jì)算 10GHZ時(shí)四分之一波長(zhǎng)高阻線 假設(shè)設(shè)計(jì)阻抗為 100 歐 的長(zhǎng)度和寬度 7 3 2將高阻線和扇形微帶放入電路中 并仿真和優(yōu)化 注意優(yōu)化的變量都有哪些 7 3 3仿真結(jié)果分析 關(guān)鍵 9 3 4生成版圖 10 3 5導(dǎo)出到AUTOCAD 中并填充 11 第 4 章有助于加深理解扇形微帶偏置原理的 ADS 仿真分析 11 4 1單根四分之一波長(zhǎng)微帶線的仿真 11 4 2四分之一波長(zhǎng)微帶線 扇形微帶線的仿真 12 4 3我的理解 12 第第 1 章章微帶扇形偏置電路基本理論之一微帶扇形偏置電路基本理論之一 第第 2 章章扇形微帶偏置理論之二扇形微帶偏置理論之二 第第 3 章章利用利用 ADS 仿真設(shè)計(jì)扇形微帶偏置的整個(gè)過(guò)程仿真設(shè)計(jì)扇形微帶偏置的整個(gè)過(guò)程 設(shè)計(jì)目標(biāo) 設(shè)計(jì)目標(biāo) 主信號(hào)線傳輸?shù)念l率為 10GHz 3 1 計(jì)算計(jì)算 10GHz 時(shí)四分之一波長(zhǎng)高阻線 假設(shè)設(shè)計(jì)阻抗為時(shí)四分之一波長(zhǎng)高阻線 假設(shè)設(shè)計(jì)阻抗為 100 歐 的長(zhǎng)度和歐 的長(zhǎng)度和 寬度 寬度 3 2 將高阻線和扇形微帶放入電路中 并仿真和優(yōu)化 注意優(yōu)化的變量都有哪將高阻線和扇形微帶放入電路中 并仿真和優(yōu)化 注意優(yōu)化的變量都有哪 些 些 以后都按上圖的拓?fù)浞椒ǚ抡嬉院蠖及瓷蠄D的拓?fù)浞椒ǚ抡?這里有幾點(diǎn)要十分注意 這里有幾點(diǎn)要十分注意 A 扇形微帶的角度不能超過(guò) 90 度 ADS 里規(guī)定的 在 help 里可看見(jiàn) 所 以把角度設(shè)為優(yōu)化變量時(shí) 該變量的上限設(shè)置只能為該變量的上限設(shè)置只能為 89 度 否則仿真要度 否則仿真要 被終止被終止 顯示 fatal error 這也說(shuō)明了 以后仿真其他電路時(shí) 如果出 現(xiàn)類似提示 則可能是某些參數(shù)設(shè)置越界了 B ADS 中扇形微帶模型和適用條件說(shuō)明如下 3 3 仿真結(jié)果分析 關(guān)鍵 仿真結(jié)果分析 關(guān)鍵 由上圖可見(jiàn) S31 很小很小 小于負(fù)小于負(fù) 50dB 并且?guī)捄軐?并且?guī)捄軐?說(shuō)明主路射頻信號(hào)在偏 置線上幾乎完全衰減 達(dá)到了目的 我們希望我們希望 S31 越小越好 越小越好 由上圖可見(jiàn) S33 很大 說(shuō)明 3 端口的駐波很差 說(shuō)明主路信號(hào)在進(jìn)入偏置電 路口的時(shí)候幾乎被完全反射了回去 而不會(huì)從偏置電路泄露 從而射頻信號(hào)經(jīng) 過(guò)偏置電路的那個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)衰減很小 如果 S33 比較小 射頻信號(hào)就會(huì)從這個(gè)偏 置電路泄露 則主路射頻信號(hào)的功率就降低了 而我們卻希望偏置電路對(duì)主路 射頻信號(hào)的影響盡量小 比如功分器 就是射頻信號(hào)進(jìn)入了兩條支路 所以各 支路的電平都在主路的基礎(chǔ)上衰減了 3dB 即 偏置電路對(duì)主路射頻信號(hào)的傳 輸影響很小 我們希望我們希望 S33 越大越好 即越大越好 即 3 端口的駐波越差越好 端口的駐波越差越好 這樣主路的射頻信號(hào)才難 這樣主路的射頻信號(hào)才難 以進(jìn)入微帶偏置支路 因?yàn)槎急环瓷淞?以進(jìn)入微帶偏置支路 因?yàn)槎急环瓷淞?由上圖可見(jiàn) S21 很大 說(shuō)明主路的插損很小 也就是說(shuō) 偏置電路對(duì)主路射 頻信號(hào)的影響很小 主路信號(hào)在經(jīng)過(guò)偏置電路的那個(gè)接口時(shí) 幾乎沒(méi)有功率損 失 由上圖可見(jiàn) S11 很小 即 1 端口 主路的輸入端口 的駐波性能很好 這正 是我們所需要的 說(shuō)明射頻信號(hào)在主路上被反射得很少 也就是傳輸?shù)煤芎?3 4 生成版圖生成版圖 3 5 導(dǎo)出到導(dǎo)出到 autoCAD 中并填充中并填充 第第 4 章章有助于加深理解扇形微帶偏置原理的有助于加深理解扇形微帶偏置原理的 ADS 仿真分析仿真分析 4 1 單根四分之一波長(zhǎng)微帶線的仿真單根四分之一波長(zhǎng)微帶線的仿真 結(jié)論 結(jié)論 采用單根四分之一波長(zhǎng)高阻線微帶時(shí) S21 很大 即對(duì) 10G 信號(hào)的衰減 很小 S11 也不夠理想 4 2 四分之一波長(zhǎng)微帶線四分之一波長(zhǎng)微帶線 扇形微帶線的仿真扇形微帶線的仿真 上圖是在未進(jìn)行任何優(yōu)化仿真所得到的結(jié)果 通過(guò)和上面的比較 我們發(fā)現(xiàn) 采用單根四分之一波長(zhǎng)高阻線時(shí) S21 的損耗很小 而一旦同時(shí)加入半徑為四 分之一波長(zhǎng)的扇形微帶時(shí) S21 的信號(hào)馬上就變大到 21dB S11 也迅速降低到 0 095dB 4 3 我的理解我的理解 我的理解是這樣的 我的理解是這樣的 實(shí)際上單根四分之一波長(zhǎng)高阻線相當(dāng)于一個(gè)電感 RFC 而四分之一波長(zhǎng)扇形微帶相當(dāng)于一個(gè)接地的電容 這樣電感和電容組合就會(huì)產(chǎn) 生諧振 從而形成一個(gè) 10G 的帶阻濾波器濾波器 這樣 S21 的損耗就明顯增大了 這 也是微帶偏置為什么必須由四分之一波長(zhǎng)高阻線 四分之一波長(zhǎng)低阻線構(gòu)成的原 因 在另外一篇論文中 我看到作者把直流偏置通過(guò)高低阻抗帶通濾波器接入 主線 我覺(jué)得這種情況適用于窄帶的電路 而如果電路的工作帶寬較寬 則選 用四分之一波長(zhǎng)高阻線 四分之一波長(zhǎng)扇形微帶 因?yàn)樗膸捪鄬?duì)較寬 因?yàn)?10G 和 10 1G 對(duì)應(yīng)四分之一波長(zhǎng)的物理長(zhǎng)度都是不一樣的 而一般的電路都工 作在一個(gè)帶寬內(nèi) 疑問(wèn)疑問(wèn) 扇形微帶的半徑用四分之一波長(zhǎng)我可以理解 因?yàn)樗喈?dāng)于一個(gè)接地的接地的電 容 但是那條高阻微帶為什么要用四分之一波長(zhǎng)呢 有的資