ADS射频电路设计基础与典型应用解析
ADS射频电路设计基础与典型应用(第2版)
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ADS射频电路设计基础与典型应用 （第2版）
读书笔记模板
01 思维导图
03 目录分析 05 读书笔记
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
目录
02 内容摘要 04 作者介绍 06 精彩摘录
思维导图
本书关键字分析思维导图
电路设计
界面
通信
理论指导
电路
使用
主
第版
书频
工作 第章
视窗
典型
设计
基本操作
射频
自带
功率
放大器
内容摘要
立足实践，重点介绍实际操作中遇到的普遍、典型问题。深入讲解ADS工作界面、使用方法和设计仿真功能 的方方面面。与理论指导书《频电路理论与设计（第2版）》相辅相成。
目录分析
第2章 ADS主视窗
第1章射频电路与 ADS
第3章 ADS设计仿 真视窗
第5章 ADS仿真概 述
第4章 ADS基本操 作
第6章 ADS自带的 仿真实例
第8章定向耦合器 的设计
第7章匹配网络的 设计
第9章功率分配器 的设计
1
第10章低通滤 波器的设计
第11章带通和 2
带阻滤波器的 设计
3
第12章低噪声 放大器的设计
4
第13章功率放 大器的设计
5
第14章振荡器 的设计
第15章混频器 的设计
第16章射频通 信系统级的设 计
作者介绍
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读书笔记
深度分析射频电路的原理及应用
深度分析射频电路的原理及应用1. 引言射频电路是一种在频率范围较高的射频信号处理和传输中起重要作用的电路。
在无线通信、雷达、卫星通信等领域，射频电路的设计和应用是至关重要的。
本文将对射频电路的原理及其在通信领域的应用进行深度分析。
2. 射频电路的原理射频电路是以射频信号作为输入和输出的电路系统，设计和分析射频电路需要掌握以下原理：2.1 射频信号特性射频信号是高频信号，在500kHz至300GHz的频率范围内。
射频信号具有以下特性： - 高频：射频信号频率高于一般的音频和低频信号。
- 高速：射频信号的频率高，传输速率快。
- 高带宽：射频信号的频率范围广，需要宽带的通信系统。
2.2 射频电路基本元件射频电路中常用的基本元件包括： - 滤波器：用于通过或抑制特定频率范围的信号。
- 放大器：用于放大射频信号的幅度。
- 混频器：用于将不同频率的信号混合成一个频率。
- 微带线：一种用于传输射频信号的微型传输线路。
- 天线：用于发送和接收射频信号的电器装置。
2.3 射频电路设计方法射频电路的设计方法包括： - 频率选择和合理布局：根据需求选择适当的工作频率，并合理布局电路元件，减少信号损耗和干扰。
- 匹配网络设计：射频电路中需要匹配网络来匹配源和负载的特性阻抗，以提高信号传输效率。
- 射频功率放大器设计：设计合适的功率放大器来增加信号的功率，以满足通信要求。
- 抗干扰设计：采取各种措施来减少射频电路受到的干扰，如地线的设计、屏蔽设计等。
3. 射频电路在通信领域的应用射频电路在通信领域有着广泛的应用，以下是其中几个重要的应用案例：3.1 无线通信无线通信系统依赖于射频电路来进行信号的传输和处理。
射频电路在手机、无线电、Wi-Fi、蓝牙等无线通信设备中起着核心作用。
3.2 卫星通信卫星通信系统使用射频电路来实现地面与卫星之间的信号传输。
射频电路在卫星通信终端设备和卫星上的天线系统中起到重要作用。
ADS射频电路课程设计——混频器设计与仿真
为了增加仿真 分析的方便性 ，ADS软件提 供了仿真模板 功能，让使用者可以 将经常重复使 用的仿真设定 （如仿真控制器 、电压电流源、变量参数设定等）制定成一个模 板，直接使用，避免了重复设 定所需的时间 和步骤。结果显示模板 也具有相同的 功能，使用者可以将 经常使用的绘 图或列表格式 制作成模板以 减少重复设定 所需的时间。除了使用者自 行建立外，ADS软件也 提供了标准的 仿真与结果显 示模板可供使 用。
2.1.4 电路包络分析 （Circui t Envelo pe）
电路包络分析 包含了时域与 频域的分析方 法，可以使用于包 含调频信号的 电路或通信系 统中。电路包络分析 借鉴了SPI CE与谐波平 衡两种仿真方 法的优点，将较低频的调 频信号用时域 SPICE仿 真方法来分析 ，而较高频的载 波信号则以频 域的谐波平衡 仿真方法进行 分析
卷积分析方法 为架构在SP ICE高频仿 真器上的高级 时域分析方法 ，藉由卷积分析 可以更加准确 的用时域的方 法分析于频率 相关的元件，如以S参数定 义的元件、传输线、微带线等。
2.1.2 线性分析
线性分析为频 域的电路仿真 分析方法，可以将线性或 非线性的射频 与微波电路性参数，如S、Z、Y和H参数、电路阻抗、噪声、反射系数、稳定系数、增益或损耗等 （若为非线性元 件则计算其工 作点之线性参 数），在进行整个电 路的分析、仿真。
目前ADS所 提供的设计指 南包括：WLAN设计 指南、Blueto oth设计指 南、CDMA20 00设计指南 、RF System 设计指南、Mixer设 计指南、Oscill ator设计 指南、Passiv e Circui ts设计指南 、Phased Locked Loop设计 指南、Amplif ier设计指 南、Filter 设计指南等。除了使用AD S软件自带的 设计指南外，使用者也可以 通过软件中的 Design Guide Develo per Studio 建立自己的设 计指南。
S参数和谐波平衡仿真分析 实验报告
实验报告课程名称： ADS射频电路设计基础与典型应用实验项目名称： S参数和谐波平衡仿真分析学院：工学院专业班级：11信息工程姓名：学号：1195111016指导教师：唐加能预习报告一、实验目的本节实验课程将通过给出一个放大器S参数仿真历程的原理图与谐波平衡仿真历程的原理图，并将其电路通过仿真来实现，从而帮助大家对这两种模型有进一步的理解与认识。
二、实验仪器PC，ADS仿真软件三、实验原理S参数仿真中各项需要用到的模型介绍（1）放大器模型Motorola_PAS参数仿真原理图SP1.dsn中的放大器是一个电路模型。
Motorola_PA是这个电路模型的符号。
图1 Motorola_PA 电路模型Motorola_PA符号有子电路，它的特性是由子电路来决定，查看子电路的具体步骤如下：在原理同SP1.dsn中，单击按钮，再单击Motorola_PA电路模型。
其中的Motorola_Mosfet_Model也有子电路，可以通过相同方法进入查看。
图2 Motorola_Mosfet_Model电路模型（2）终端负载Term在S参数仿真中，各个端口都要加载终端负载Term。
（在本次S参数仿真中，电路输入端口没有加源，而在输入端口采用终端负载Term。
）图3 Term电路模型（3）直流电压源在SP1.dsn原理图中，有两个直流电压源V_DC,他们给放大电路提供静态工作点。
图4 直流电压源的电路模型（4）S参数仿真控制器SP1,.dsn原理图中，S参数的仿真控制器S-PARAMETERS用于设置所用到的参数，双击可以进入设置界面图5 仿真控制器的电路模型图6 仿真控制器的设置界面其中部分参数按如下要求设置：扫描的起始值为：800MHz扫描的终止值为：900MHz扫描间隔为：1MHZ谐波平衡仿真各项需要用到的模型介绍BJT晶体管原理图中，BJT_NPN晶体管没有子电路，他的参数主要有电路旁边的晶体管模型BJT_Model设定。
基于ADS的射频通信系统设计与分析
实验科学与技术 Experiment Science and Technology
VoL. 17 No. 2 Apr. 2019
基于 ADS 的射频通信系统设计与分析
黎 鹏 1，曾源坤 1，周忠超 1，臧永盛 1，把昆华 2，李红卫 2
（1. 云南大学 信息学院，云南 昆明 650091；2. 云南大学 资产处，云南 昆明 650091）
Key words RFCommunicat近年来，无线射频通信技术已广泛应用于社 会各个领域，射频技术人才的需求越来越大。高 校在培养通信专业人才的过程中，需在传统通信 理论的基础上，结合射频最新技术的发展，突出射 频通信的特点及优势。国内外许多学者对射频通信 系统进行了研究，2002 年 Apostolos Georgiadis［1］ 在 其学位论文中设计了无线高速数据通信环境下的 发射机系统，2010 年李宝山等人［2］ 设计了 915 MHz 射频收发系统。本文在学校实验室环境下，用 ADS 软件仿真实现了完整的无线射频通信收发系 统，分析其时域仿真、系统增益、眼图、噪声系 数等几个方面的性能指标，并应用于教学实际中， 使学生在传统低频段通信系统调制的基础上，理
Abstract In this paper，the RF front-end transmitting part and the back-end receiving part are connected to form a radio fre⁃ quency transceiver system. A complete analog and digital communication system was designed in the RF section using ADS software. The time domain waveform，transceiver gain，eye diagram，sensitivity and linearity of the RF communication system are analyzed. The eye diagram is optimized. The similarities and differences between the RF section and the common frequency band of the communica⁃ tion system are discussed. At the same time，combined with the hardware test data，the simulation results are added to the actual teach⁃ ing session，and the various influencing factors in the RF communication system are discussed. While improving the quality of experi⁃ mental teaching，the specific requirements of the actual wireless environment for the communication quality of RF systems are explored.
基于ADS1_5GHz射频放大器的设计与分析
随着雷达技术和无线通讯技术的日益发展，作为系统中的重要组成部分，射频电路的设计也显得越来越重要。
射频放大器是处于射频接收机的前端，起到一个对小信号进行放大的作用，而一个放大器的好坏也直接影响着该系统的整体性能。
射频放大器包括稳定性、增益、、噪声等参数，依据这些参数才VSWR 能设计出符合目标条件的放大器，而这些参数又不可能同时达到最佳状态，它们是相互制衡的。
如何对各种类型的放大器进行设计，不少书籍和文献都有比较详细的阐述，这些设计大部分都是基于理论计算和少量辅助软件进行的，具有设计周期长，不能根据实际条件的改变进行优化设计的缺点。
因此，如何利用计算机辅助软件对放大器惊醒设计并优化而达到要求的性能是放大器设计的一项重要技术。
作者在软件ADS 上设计一个放大器并分析其性能。
1.5 GHz 理论基础1 设计原理1.1inc P L P 常规单级放大器的原理图如图所示。
图中表示放大器入射功率，表示负载吸收的功率。
用1 in ΓS ΓL Γout Γ表示输入反射系数，表示源反射系数，表示负载反射系数，表示输出反射系数。
放大器 S ΓL ΓS ΓS Γ的各种参数都受和的影响，只要根据要求确定了和，就可以确定输入输出匹配网络。
图 1常规单级放大器的原理图基于射频放大器的设计与分析ADS1.5 GHz 尹 川，姚 毅（四川理工学院自动化与电子信息学院，四川自贡）643000摘要： 首先对放大器设计中的相关基础理论作简单介绍，然后结合射频电路理论和仿真软件设计一个工作ADS 在的射频放大器，接着对该放大器的稳定性、参数、功率增益、驻波比、噪声等因素进行仿真并优化，1.5 GHz S 最终达到性能指标要求。
结果证明，利用设计放大器具有简易、高效等特点，有着很重要的实用价值。
ADS 关键词：；射频放大器；仿真；设计ADS DOI:10.3969/j.issn.1674-5043.2010.02.015中图分类号: TN212.11 文献标志码: A 文章编号: 1674-5043(2010)02-0056-05收稿日期：2010-03-12作者简介：尹川男安徽和县人在读硕士研究生主要从事射频电路设计、电磁场与微波技术方面的研究(1987-),,,,.姚毅男四川自贡人教授主要从事电磁场与微波技术、信息检测与信息处理方面的研究 (1961-),,,,. 放大器各种功率之间的关系1.2inc P 根据人们对放大器运行机制的了解，对放大增益有多种定义，包括放大器入射功率，输入端实 in P 际输入功率，它们之间的关系为2(1)in inc in P P =−Γ。
ADS软件介绍与入门
ADS软件介绍与入门ADS（Advanced Design System）是美国Keysight Technologies公司（前身为Agilent Technologies）开发的一款面向射频（RF）和微波电路设计的综合仿真软件。
ADS在射频和微波电路设计领域被广泛使用，它提供了一种完整的集成电路设计解决方案，包括建模、仿真、优化和验证。
ADS主要用于射频电路设计、高速数字电路设计以及信号完整性分析等方面。
它包括了各种RF和微波组件模型和工具，提供了完善的电路仿真和分析功能，可以帮助设计工程师快速有效地进行电路设计和验证。
2.创建项目：在ADS中，一个项目是一个工作空间，用于保存所有设计文件和仿真结果。
创建一个新的项目，命名并选择保存路径。
3.添加设计文件：在项目中添加设计文件，文件的类型可以是原理图、布局、元器件参数等。
这些文件构成了电路的基础。
4.组件选择和连接：在原理图中选择需要的元器件并进行连接。
ADS提供了大量的射频和微波组件模型，直接从库中选择并拖拽到原理图中即可。
5.参数设置：针对每个组件，设置合适的参数值。
这些参数值可以来自元器件数据手册或者先前的设计经验。
6.仿真设置和运行：设置仿真类型和参数，如频率范围、采样点数等。
然后启动仿真，ADS将自动进行电路仿真并生成结果。
7.结果分析：仿真完成后，在ADS中可以查看电路的各种性能参数和波形图。
根据需要对结果进行分析，并根据结果进行优化和调整。
8.优化设计：利用ADS软件的优化功能，可以对设计进行自动优化，以达到特定的设计指标。
通过设置不同的优化变量和约束条件，ADS将自动最优解。
以上是ADS的基本使用步骤，随着对软件的深入了解，你可以进一步学习和掌握其更高级的功能和特性。
ADS提供了丰富的学习资源，包括用户手册、教程、在线社区和培训课程，供用户参考和学习。
总之，ADS是一款功能强大的射频和微波电路设计软件，适合从初学者到专业工程师的各个层次的使用者。
射频ADS微波HFSS相关 射频实验二 射频CAD软件ADS的使用方法
实验二射频EDA软件ADS的使用方法一实验目的1. 简单了解射频EDA软件的原理及构成。
2. 初步掌握使用射频电路仿真软件ADS进行基本射频电路设计与仿真的方法。
二实验原理1. ADS简介ADS（软件全称为Advanced Design System）是美国安捷伦（Agilent）公司开发的电子设计自动化软件。
ADS功能十分强大，包含时域电路仿真(SPICE-like Simulation)、频域电路仿真(Harmonic Balance、Linear Analysis)、三维电磁仿真(EM Simulation)、通信系统仿真(Communication System Simulation)和数字信号处理仿真设计（DSP），支持射频和系统设计工程师开发所有类型的RF设计，从简单到复杂，从离散的射频/微波模块到用于通信和航天/国防的集成MMIC，是当今国内各大学和研究所使用最多的微波/射频电路和通信系统仿真软件软件。
最新版本为ADS2006A。
ADS软件可以供电路设计者进行模拟、射频与微波等电路和通信系统设计，其提供的仿真分析方法可分为时域仿真、频域仿真、系统仿真和电磁仿真四大类。
ADS软件包含的具体仿真分析方法如下：◆高频SPICE分析和卷积分析（Convolution）◆线性分析◆谐波平衡分析( Harmonic Balance)◆电路包络分析（Circuit Envelope）◆射频系统分析◆拖勒密分析（Ptolemy）◆电磁仿真分析(Momentum)随着电路结构的日趋复杂和工作频率的提高，在电路与系统设计的流程中，EDA软件已经成为不可缺少的重要工具。
EDA软件所提供的仿真分析方法的速度、准确与方便性便显得十分重要，此外该软件与其他EDA软件以及测量仪器间的连接，也是现在的庞大设计流程所必须具备的功能之一。
Agilent公司推出的ADS软件以其强大的功能成为现今国内各大学和研究所使用最多的软件之一。
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参数扫描控制器（PARAMETERSWEEP）：参数扫描控制器用来控制仿真中的扫面参数，这个扫描参数可以对多个仿真的仿真实例进行扫面。
节点设置（NdSet）和节点名（NdSetName）控件:节点设置和节点名控件用来设置直流仿真的相关节点以及节点名称，并可以设置插入节点处的参数电压等。
A．直流仿真控制器参数设置的操作步骤
在原理图的元件面板列表上选择【simulation-DC】项，原件面板上出现直流仿真的8个控件图标。
在直流仿真元件面板上单击直流仿真控制器（DC），然后再单击原理图的画图区，将直流仿真控制器插入原理图的画图区。单击工具栏中的按钮，结束当面命令。这时的原理图如图3所示是默认状态，在进行直流仿真前需要对其进行设置。
C.直流仿真控制器参数的显示
当设置完成直流仿真控制器中的参数后，可以在原理图中将设置结果显示出来。显示设置结果的操作步骤如下。
（三）直交流仿真参数的设置
1.直流仿真
在执行直流仿真前，需要对直流仿真器件的参数进行设置，软件是根据各个参数来执行仿真的。在直流仿真的8个控件中，只有直流仿真控制器是必须设置的，其他控件根据需要来觉得是否需要设置。下面介绍直流仿真中的相关参数并给出设置参数的方法。
（1）直流仿真控制器：在进行直流仿真前，需要将直流仿真参数插入原理图中并进行设置。
仿真参量
仿真参量用于控制仿真的状态信息提示和仿真结束保存等信息，仿真参量在直流仿真控制器设置窗口中的【Parameters】项中设置，仿真参量设置中的参数名称、参数含义和备注如表3所示。
高级参数
直流仿真控制器中还有一些高级参数设置，高级参数在直流仿真控制器设置窗口中的【Parameters】项中的Advanced设置，这些高级参数的参数名称、参数含义和备注在下表中做了说明。
直流仿真控制器（DC）：直流仿真控制器（DC）是控制直流仿真的最重要控件，使用直流仿真控制器可以设置仿真的扫描参数和参数的扫描范围等相关参数。
直流仿真设置控制器（OPTIONS）：直流仿真设置控制器主要用来设置直流仿真的外部环境和计算方式，例如，环境温度、设备温度、仿真的收敛性、仿真的状态提示和输出文件的特性等相关内容。
参数扫描计划控制器（SWEEP PLAN）：参数扫描计划控制器主要用来控制仿真中的参数扫面计划，用户可以通过这个控制器添加一个或多个扫描变量，并制定相应的扫描计划。
参数扫描控制器（PARAMETER SWEEP）：参数扫描控制器用来控制仿真中的扫面参数，这个扫描参数可以对多个仿真的仿真实例进行扫面。
双击原理图画图区的直流仿真控制器，出现【DC Operating Point Simulation】对话框，对话框中有Sweep, Parameter, Output和Display项，在对话框中就可以对这些项进行参数设置。【DC Operating Point Simulation】对话框中的Sweep（扫描参量）和Parameter（仿真参量）项如图4所示。
节点设置
（NdSet）和节点名（NdSet Name）控件:节点设置和节点名控件用来设置直流仿真的相关节点以及节点名称，并可以设置插入节点处的参数电压等。
显示模板控件（Display Template）:显示模板控件用来设置显示模板，显示模板用来设置仿真结果的显示方式。
仿真测量等式控件(MeasEqn)：仿真测量等式控件用来添加一个或多个仿真测试等式，在仿真结束后，这个等式的结果将包含在仿真结果的数据组中。
交流仿真控制器（AC）：交流仿真控制器是控制交流仿真的最主要器件，使用交流仿真控制器可以设置交流仿真的控制扫描范围和噪声分析等相关参数。
交流仿真设置控制器（OPTIONS）：交流仿真设置控制器主要用来设置交流仿真的外部环境和计算方式，例如环境温度、设备温度、仿真的收敛性、仿真的状态提示和输出文件的特性等相关内容。
2.交流仿真
交流仿真能获得电路小信号时的多种参数，如电压增益、电流增益、跨导和噪声等。交流仿真执行时，首先对电路进行直流分析，并找到非线性原件的直流工作点，然后将非线性器件在静态工作点附近进行线性化处理，分析小信号在静态工作点附近的输入输出关系。
（二）交直流仿真面版与控制原件
1.直流仿真
图1中元件面板列出了直流仿真的所有仿真控件。
B.直流仿真控制器中参数的含义和设置方法
直流仿真控制器中需要对扫描参量和仿真参量等进行设置，下面分别列表对扫描参量和仿真参量加以描述。
扫描参量
扫描参量给出了直流仿真的扫描类型和扫描范围等，扫描参量在直流仿真控制器设置窗口中的【Sweep】项中设置，扫描参量设置中的参数名称、参数含义和备注如表1和表2所示。
显示模板控件（Display Template）:显示模板控件用来设置显示模板，显示模板用来设置仿真结果的显示方式。
仿真测量等式控件(MeasEqn)：仿真测量等式控件用来添加一个或多个仿真测试等式，在仿真结束后，这个等式的结果将包含在仿真结果的数据组中。
2.交流仿真
图2中元件面板列出了交流仿真的所有仿真控件。
三、实验原理
（一）ADS软件的直流，交流仿真功能
1.直流仿真
电路的直流仿真是所有射频有源电路分析的基础，在执行有源电路交流分析、S参数仿真或谐波平衡仿真等其他仿真前，首先需要进行直流仿真，直流仿真主要用来分析电路的直流工作点。直流仿真元件面板主要包括直流仿真控制器、直流仿真设置控制器、参数扫描计划控制器、参数扫描控制器、节点设置和节点名控件、显示模板控件和仿真测量等式控件，这些面板上的原件经过设置以后既可以提供有源电路单点的直流分析，又可以提供有源电路参数扫描分析。
实验项目名称：交直流仿真分析
学院：工学院
专业班级：11级信息
姓名：
学号：1195111016
指导教师：唐加能
2014年12月23日
预习报告
一、实验目的
通过本节实验课程进一步熟悉使用ADS软件，并学会使用ADS软件进行交直流分析。
二、实验仪器
电脑，ADS仿真软件