基于某ADS软件地传输线理论仿真设计与分析报告12-3.doc

word基于ADS软件的传输线理论仿真设计与分析一． 实验目的：1、 熟悉ADS软件的使用； 2、 利用ADS软件进展根本传输线和微带线的电路设计和仿真 二．实验原理：对无耗均匀传输线，线上各点电压U〔z〕，电流I〔z〕与终端电压U1，终端电流I1的关系为： U〔z〕=U1cos〔βz〕+jI1Z0sin〔βz〕 I〔z〕=I1cos〔βz〕+j〔U1/Z0〕sin〔βz〕其中Z0为无耗传输线的特性阻抗；β为相移常数定义传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比为该点的输入阻抗，记作Zin，即： Zin〔z〕=U〔z〕/I〔z〕由此可以得： Zin=其中，Z1为终端负载阻抗三． 软件仿真 〔1〕.终端为匹配负载情况下的特性： 图〔a〕终端负载匹配时的原理图 图〔b〕终端负载匹配时输入阻抗分布列表和S参数分布仿真结果分析：传输线上任意点的输入阻抗为50Ω，此时Zin=Z0，与理论吻合；终端负载匹配时反射系数为-50dB，〔2〕负载短路情况下的特性： 图〔a〕 终端负载短路时的原理图 图〔b〕 终端负载短路时S参数分布和smith圆图图〔c〕终端负载短路时的输入阻抗分布列表仿真结果分析：终端负载短路情况下，=-1，反射系数为0dB，传输线上任意一点Z处的反射系数Γ〔z〕=-1，如图〔b〕smith圆图，与理论相吻合；传输线上任意一点Z处的输入阻抗为Zin=jZ0tan()。

〔3〕终端负载开路情况下的特性： 图〔a〕终端负载开路时的原理图图〔b〕终端负载开路时的S参数分布和smith圆图图〔c〕终端负载开路时的输入阻抗分布列表仿真结果分析：终端负载开路情况下，此时只能存储能量而不能传输能量，反射系数为0dB，发生了全反射，如smith圆图，与理论吻合；输入阻抗值如图〔c〕所示，与理论公式Zin=-jZcot()相吻合〔4〕终端负载为纯电抗时的特性： 图〔a〕终端负载为纯电抗时的原理图 图〔b〕终端负载为纯电抗时的S参数分布和smith圆图 图〔c〕终端负载为纯电抗时的输入阻抗分布列表仿真结果分析：终端负载为纯电抗情况下，同样，负载不消耗能量，发生了全反射，如图〔b〕与理论相吻合；此时的输入阻抗值如图〔c〕所示，满足理论公式Zin=jX〔5〕终端负载为复阻抗时的特性： 图〔a〕终端负载为复阻抗时的原理图 图〔b〕终端为复阻抗时的S参数分布和smith圆图 图〔c〕终端负载为复阻抗时的输入阻抗分布列表仿真结果分析：当终端负载为复阻抗时，信号源入射的电磁波功率一局部被终端负载吸收，另一局部被反射，此时反射系数Γ〔z〕<1，Γ1=|Γ1|，与图〔b〕相吻合；此时传输线上输入阻抗如图〔c〕所示，满足理论公式Zin =Z0。

基于HFSS的传输线仿真设计与理论分析1. 基于HFSS软件的终端为匹配负载的特性图〔d〕仿真原理图图〔e〕输入阻抗的S〔11〕 参数分布图〔f〕smith圆图结果仿真结果分析：传输线上任意点的输入阻抗为50Ω，此时Zin=Z0，与理论吻合；终端负载匹配时反射系数为-50dB，能量几乎都传递到了负载，与传输线终端匹配理论Γ〔z〕=0吻合2. 基于HFSS软件的负载短路的特性图〔d〕负载短路时的原理图〔其中将终端负载电阻值设置为5*e9，近似于短路〕图〔e〕负载短路时的S参数分布仿真结果分析：终端负载短路情况下，Γ〔z〕=-1，反射系数为0dB，传输线上任意一点Z处的反射系数=-1，如图〔b〕smith圆图，与理论相吻合；传输线上任意一点Z处的输入阻抗为Zin=jZ0tan〔〕图〔d〕负载开路时的原理图〔将终端负载的电阻值改为，〕图〔e〕S参数分布和smith圆图仿真结果分析：终端负载开路情况下，此时只能存储能量而不能传输能量，反射系数为0dB，发生了全反射，如smith圆图，与理论吻合；输入阻抗值如图〔c〕所示，与理论公式Zin=-jZcot〔〕相吻合4. 基于HFSS软件下的负载为纯电抗的特性图〔d〕仿真原理图〔将终端电阻值改为j*50〕图〔e〕S参数分布和smith圆图仿真结果分析：终端负载为纯电抗情况下，同样，负载不消耗能量，发生了全反射，如图〔b〕与理论相吻合；此时的输入阻抗值如图〔c〕所示，满足理论公式Zin=jX。

5.基于HFSS软件的终端负载为复阻抗时的特性：图〔d〕负载为复阻抗的原理图图〔e〕S参数分布仿真结果分析：当终端负载为复阻抗时，信号源入射的电磁波功率一局部被终端负载吸收，另一局部被反射，此时反射系数<1，1=|1|，与图〔b〕相吻合；此时传输线上输入阻抗如图〔c〕所示，满足理论公式Zin =Z0 实验体会：通过这第一次ADS和HFSS的仿真实验实验，我初步掌握了ADS和HFSS仿真软件的大体操作，本实验让我清晰了了解到无耗传输线的状态分析，从实验的角度理解了“万能公式〞。