手把手教你仿微带耦合器(ADS)
hfss微带耦合系数

hfss微带耦合系数
HFSS (高频结构模拟软件)中,微带耦合器的耦合系数是通过仿真得到的,计算公式如下:
k = 20\log_{10}\left(\dfrac{P_{2}}{P_{1}}\right)
其中,P_{1}是耦合器中未激励端口的输入功率,P_{2}是输出端口的功率。
这个公式可以通过仿真得到。
另外,在HFSS中,还可以通过设置目标参数来计算耦合系数。
具体步骤如下:
1. 创建仿真模型并设置端口和微带耦合器。
2. 在“Analysis Setup”中选择S参数(S-Parameters)分析。
3. 在“Goals”栏中单击右键,然后选择“Add/Edit Goals”。
4. 在“Add/Edit Goals”对话框中,选择“S-Parameters”目标类型,然后在“Variables”栏中选择需要计算的S参数,如S21和S31。
5. 在“Criteria”栏中选择“Coupling”,然后在“Coupling”栏中选择“3dB Coupling”。
6. 单击“OK”保存设置。
7. 运行仿真。
8. 在仿真完成后,可以在“Project Manager”中找到统计信息(Statistics)栏中的耦合系数。
ADS软件仿真技术PPT

ADS仿真的概念和特点
ADS核心仿真方法
电磁仿真分析(Momentum) 基于钜量法(MOM),可用于2.5D平面电磁仿真分析。
可计算微带线、带状线、共面波导等的电磁特性,天线的辐 射特性以及电路板上的寄生、耦合效应。仿真结构为S参数、 远区辐射场以及表面电流分布。 托勒密分析(Ptolemy)
结果
5
ADS仿真的概念和特点
射频仿真设计中的三个阶段
系统级设计 电路级设计 器件级设计
需求
•用户需求 •系统目标 •网络结构 •其他
统设计
迭代
RF电路设计
RF器件设计
RF设计流程
基带部分
集成
6
ADS仿真的概念和特点
ADS系统级分析 ADS电路级分析 ADS器件级分析
7
ADS仿真的概念和特点
22
ADS仿真软件的基本使用
Smith Chart Utility Tool ➢ ADS提供的一个史密斯圆图计算工具软件
23
ADS仿真软件的基本使用
ADS中的主要仿真控制器
在ADS中对每一种典型的电路分析方法都有相应的仿真控 制器,需要熟练地掌握这几种仿真控制器的使用。 直流(DC)仿真控制器 交流(AC)仿真控制器 S参数仿真控制器 谐波平衡仿真控制器 大信号S参数仿真控制器 增益压缩(XDB)仿真控制器 包络(Envelope)仿真控制器 瞬态(Transient)仿真控制器
在ADS2008之后的版本中加入了基于FEM的EMDS,可以 对3D视图进行查看,但操作没有HFSS那么人性化。
通过设置S参数控件就可以进行S参数仿真。
43
ADS软件仿真实例
1.射频无源器件的设计-微带威尔金森功分器
ADS 2011版版图优化

利用ADS对平行耦合线耦合器进行版图优化本文利用ADS 2011版对六阶微带平行耦合器进行优化,变量为每节长度L,间距S和输出端口线宽W0。
2011版版图优化步骤:首先创建版图》导出symbol》新建原理图(导入)》优化设置1创建版图layout在左侧元件栏中选中,,拖入绘图区,参数采用默认,(1)然后设置初步变量,EM>Component>parameters在弹出的对话框中设置变量,type设置为subnetwork(我的理解是由于变量设置库元件),记着设置默认值,每设置一组记着要点击Add否则会被覆盖。
添加后参数默认值不会显示但是已经保存。
我设置了19个变量,完成后点击OK然后点击每个添加的元件,将设置的变量赋予对应的指标此时版图会发生改变可通过菜单Edit》Align》Align**对齐。
(ADS的版图调整的确不方便,基本需要手动调节,如在原理图生成版图,版图一般会很混乱,可以通过设置捕获进行调整)调整到如下至此版图layout中的参数设置完毕,还必须对SUB介质板和pin(port)设置(2)设置介质板按照提示一步步创建(全用默认值)至此图,点击图图中需要修改的部位,便能在右侧栏目对导体材料、介质板材料厚度更改(3)点击为四个端口添加PIN2.导出symbol按图操作采用默认便能将Layout导出symbol3. 新建原理图(1)创建原理图cell2,导入Symbol创建的原理图最好和layout不要再同一个cell,不然可能会提示pin错误)点击弹出库对话框,直接将cell拖入绘图区双击,设置优化变量至此变量设置完成。
(2)设置完成后,加入至此设置完成。
点击优化开始。
写这篇文章帮助像我一样初学ADS菜鸟,掌握ADS版图优化的具体步骤。
如果有疑问至天亮了QQ982338083。
微带传输线ADS仿真和矢量测量

二、实验内容和原理 考虑一段特性阻抗为 Z 0 的传输线,一端接信号源,另一端则接上负载,如图所示,并假设此 传输线无耗,且传输系数 j ,则传输线上电压及电流可用下列二式表示: 1、负载端(z=0)处情况 电压及电流为:
装 订 线
而 Z 0 I U , Z 0 I - U - ,公式可改写为
仿真结果:
在原理图内设计微带线仿真:
查看仿真结果:
分析:根据理论推导出,在负载为纯阻抗的情况下,反射系数的模为 1,产生全反射,传输 线工作在驻波状态,反映在史密斯原图上处于最外圈,仿真结果和预期一致。 而在微带线情况下,负载本身有虚部,反射系数的模并不为 1,应该为靠近最外圈的一 个内弧。故仿真符合预期。 5)负载端为复阻抗 画出原理图
2、查阅查阅“2 附录.矢量网络分析仪操作说明.pdf”,了解矢量网络分析仪的原理和使 用方法。 3、 用矢量网络分析仪分别测量如图微带开路传输线模块的反射特性,并引入电阻负、 电容和电感负载测量并分析在不同负载情况下的反射特性。
三、主要仪器设备 1、装有 ADS 软件的电脑 一台 2、矢量网络分析仪 一台 3、微带电路 一套 四、操作方法和实验步骤 1、ADS 仿真 1)在 ADS 画出原理图,设定仿真条件,得到仿真结果 2)利用 ADS 工具 LineCalc,将设计参数填入,计算得到微带线数据 3)根据计算得到的数据在原理图内设计,查看仿真结果 2、用矢量网络分析仪测量反射特性 1)开机 打开网络分析仪电源,系统开机后需要先预热几分钟,等待仪器内器件稳定再开始测量。 观察仪器面板和测量界面。 2)仪器完成预热后,首先选择测量内容。 一般先进行 S 参数测量。按【测量】键,根据测试的内容选择显示面板右侧的按键, 如按下[S11]软按键即测量反射,[S21]软按键即测量传输。 3)选择测量格式。 按【格式】键,可选择测量结果显示的格式,如对数幅度,史密斯圆图等。(注意:只 有在反射测量的情况下才能显示史密斯圆图) 4)设置频率范围 矢量网络分析仪扫频工作, 默认最大扫描频率范围工作, 如 AV36580 是 300KHz 扫描 到 3GHz。但是在具体测量的过程中,需要设置频率扫描的范围,以便观察和得到更高精度 的数据。 以微带传输线模块测量为例,因为微带线设计的工作频率为 2.5GHz,所以扫描频率可 暂定为 2GHz - 3GHz,在测量过程中也可进一步调节频率范围。 按【起始】键,然后用数字键和旁边的单位键输入测量的起始频率。此时测量界面下方 显示的起始频率变为设置值。 按【终止】键,然后用数字键和旁边的单位键输入测量的终止频率。此时测量界面下方 显示的终止频率变为设置值。 5)校准
基于ADS的定向耦合器的设计毕业论文

论文结构
(a)正向定向耦合器
(b)反相定向耦合器
信号发生器
信号发生器,它 的输出功率电平是由 内附功率计监视的, 送入功率计的功率只 应占信号发生器输出 功率的小部分,让大 部分的功率从信号发 生器的输出端输出。
论文结构
分支电路的 设计与分析
基于ADS的定向耦合器的设计毕业论文
摘要
研究意义
随着通信技术的迅速发展,无线电设备的小型化 是未来的发展趋势,而移动通信所使用频段处于微波 范围,因此实现微波电路的更高频率化, 小型化,固体 化,不仅在实用方面,而且在学术方面均有重要的研究 价值。
论文结构
定向耦合器
定向耦合器是具有方向性的 功率耦合和功率分配元件,其结 构形式多种多样
定向耦合器是一个四端 口网络, 其设计可以分解成 两个带通滤波器的设计。这 样, 一个四端口网络的设计 就转化为二端口网络的设计, 不但简化了设计过程, 而且 可以沿用现有的带通微波滤 波器的综合方法。
论文结构
设计 与 仿真
参数设置
H:基板厚度 Er:基板相对介电常数 Mur:磁导率 Cond:金属电导率 Hu:封装高度 T:金属层厚度 TanD:损耗角正切 Roungh:表面粗糙度
设计与仿真
S参数仿真原理图
设计与仿真
仿真后的参数曲线
设计与仿真
(a)S11 S12仿真结果图
仿真后的参数曲线
设计与仿真
(b)S31 S41参数曲线
仿真后的参数曲线
设计与仿真
(c)S31 S41相位曲线
分支线耦合器版图
设计与仿真
研究 与 总结
研究与总结
ADS仿真实验报告

ADS仿真实验报告电磁场与微波实验报告ADS仿真实验⽬的1.熟悉ADS软件的基本操作;2.掌握微带线的基本原理;3.掌握微带线基本元件和匹配电路的设计。
微带线⼯作原理微带线是当前⼴泛应⽤的微波传输线,其结构如图5-1所⽰,它的⼯作模式是准TEM 模。
微带线的基本参数有:●宽⾼⽐W/h =0.1~5●有效介电常数εe =(0.5~0.8)εr ●特性阻抗Z c ●微带线中的波长λg =0e =e●微带线中的相速νp =e微带电路的基本元件特性是:●微带终端短路线段的特性:Z =jZ c tan 2πλgl●微带终端开路线段的特性:Z =?jZ c tan2πλgl●微带电路接地:通常采⽤打沉铜孔的⽅式,使上层的⾦属与下层的地板相连。
微波电路中各接地点就近接地,通过⼀段线再接地和直接接地效果是不同的。
实验内容1. 计算微带线的参数2. 开路/短路微带线的元件特性仿真3. 设计匹配电路实验步骤1. 计算微带线的基本参数计算结果r图1 微带线基本参数由图知,当微带线特性阻抗⼤⼩为50Ω,电长度为1/4波长时,计算所得的微带线的线宽和线长分别为1.917410mm和13.853500mm。
2.开路线/短路线的元件仿真特性:计算f=3 GHz时,特性阻抗为75 Ω的不同长度的微带线的特性。
计算特性阻抗为75 Ω,电长度为1/4波长的微带线的线宽和线长,步骤同上,计算所得的微带线的线宽和线长分别为0.878198mm和14.3300mm。
原理电路和仿真结果图2 元件特性仿真电路图图3 开路微带线和短路微带线阻抗特性仿真结果对于开路微带线长度为14.30mm(1/4波长)、8mm(⼩于1/4波长)、20mm (⼤于1/4波长)的微带线其对应的输⼊阻抗分别Z0*0.011(约为0)、Z0*(-j1.162)、Z0*j1.169,分别等效于串联谐振(短路)、电容、电感。
对于短路微带线长度为14.30mm(1/4波长)、8mm(⼩于1/4波长)、20mm(⼤于1/4波长)的微带线其对应的输⼊阻抗分别Z0*62.788(约为∞)、Z0*(j1.814)、Z0*(-j2.098),分别等效于并联谐振(开路)、电感、电容。
应用ADS进行微带功分器的仿真设计
应用ADS进行微带功分器的仿真设计作者:钟福如田敏李栓明张卫东来源:《硅谷》2008年第20期[摘要]介绍微带功率分配器的基本设计理论和ADS的使用方法,并给出一个810--990MHz 二路功分器的计算机仿真验证步骤,仿真结果说明应用ADS进行设计有效性和可行性。
[关键词]微带功率分配器 ADS软件中图分类号:TN454 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)1020136-01一、引言在射频微波电路和测量系统中,如混频器、功率放大器电路中的功率分配与耦合元件的性能将影响整个系统的通讯质量。
现在的许多产品设计都可能在设计中期修改指标或增加功能等,这就要求我们的设计更加灵活。
自从20世纪40年代MIT辐射实验室发明和塑造了种类繁多的波导型功分器和耦合器后,在20世纪50年代中期和60年代又发明了多种采用带状线或微带技术的耦合器[1]。
其分析设计方法到六十年代中期为止,都主要以手工计算为基础。
对特定的微波网络模型,逐步从数学上来阐明其性质,但是由于没有微波网络的分析模型,设计人员一般采用烦琐的试凑法。
可以想象,每一次的参数优化都需要在实验室由实际的模型来完成,整个过程漫长复杂。
20世纪70年代开始计算机的普及和仿真软件的出现,使得模型的设计可由专门的厂家来和设计公司完成。
这样,在预估计电路性能方面,即使只是基本熟悉计算机使用的工厂技术人员也可以准确而迅速地获得微波电路的优化设计参数,这却是那些只熟悉电路理论而不懂得借助于计算机进行试验设计的人员办不到的[2]。
所以当今的微波平面结构元件和集成电路设计已经很少求助于电磁场分析,而使用微波CAD和网络分析仪[1]。
在微波设计软件中最为出名的就是ADS,ADS(Advanced Design System)是美国安捷伦公司所拥有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 Simulation)、三维电磁仿真(EM Simulation)、通讯系统仿真(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所开发的所有类型的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,是使用最多的微波/射频仿真软件[5]。
基于ADS的微带天线的设计与仿真
基于ADS的微带天线的设计与仿真前言平面倒F天线(PIFA,Planar Inverted F Antenna)主要应用在手机终端中,由于其体积小、重量轻、成本低、性能好,符合当前无线终端对天线的要求,因而得到广泛的应用,进行了许多研究工作。
先进设计系统(Advanced Design System),简称ADS,是安捷伦科技有限公司(Agilent)为适应竞争形势,为了高效的进行产品研发生产,而设计开发的一款EDA软件。
软件迅速成为工业设计领域EDA软件的佼佼者,因其强大的功能、丰富的模板支持和高效准确的仿真能力(尤其在射频微波领域),而得到了广大IC设计工作者的支持。
ADS可以模拟整个信号通路,完成从电路到系统的各级仿真。
它把广泛的经过验证的射频、混合信号和电磁设计工具集成到一个灵活的环境中,包括从原理图到PCB 板图的各级仿真,当任何一级仿真结果不理想时,都可以回到原理图中重新进行优化,并进行再次仿真,直到仿真结果满意为止,保证了实际电路与仿真电路的一致性。
本设计通过ADS软件对微带天线进行设计,设计了平面倒F天线,即PIFA天线的设计以及利用Hilbert分型结构对天线小型化设计。
论文主要包括:PIFA天线的介绍,ADS软件的使用,PIFA天线的设计以及仿真,优化及结果分析等内容。
论文结构安排如下:第一章绪论;第二章FIFA天线原理及介绍;第三章ADS软件的使用;第四章PIFA天线的设计;第五章仿真优化及结果分析。
第一章介绍了本设计要解决的问题,提出了用ADS软件设计PIFA天线。
第二章详细介绍了PIFA天线的工作原理和Hilbert分型结构的原理。
第三章介绍本次设计主要用到的ADS 相关的功能。
第四章详细的介绍了设计的全过程。
第五章就仿真结果及进一步优化做了详尽的分析。
由于水平有限,设计难免存在漏洞和缺陷,欢迎批评指正。
摘要平面倒F天线(PIFA,Planar Inverted F Antenna)是一种常用的平面天线,平面倒F天线具有体积小,重量轻,低剖面,结构简单,易于加工制作等优点,因此被广泛应用于移动电话等移动通信终端设备上。
第三章 耦合微带
3.3 耦合微带线
耦合微带线分析方法考虑
➢ 耦合微带线上TEM波传播情况复杂,是两列相互 耦合的TEM波传输,电磁分布情况复杂;
➢ 复杂的电磁问题简化为多个简单问题的迭加—— (迭加方法:比如利用傅里叶级数分析非正弦波、 利用泰勒级数分析非线性线性问题等)
➢ 复杂分布参数电路的奇偶模分析方法:
(1)利用电路结构对称性,分别对电路馈以反对称激励(偶模激 励和奇偶激励),得到不同的、具有对称特性的电磁场分布
ee
C0e r C0e 1
Zco ( r )
Zco 1
eo
1
vpo ( r )C0o
r
,
vpo (r )
c0 eo
Zce ( r )
Zce 1
ee
1 ,
vpe (r )C0e r
vpe (r )
c0 ee
部分填充介质 耦合微带线奇 偶模相速不相 等:
vpo (r ) vpe (r )
Z
0 C
1+K
Z
0;
C
ZCo
ZC
Z
0 C
ZCe
ZCo ZCe =ZC 2;
电子科技大学电子工程学院《微波集成电路》讲义
3.3 耦合微带线
均匀介质耦合微带线特性参数:
KL KC K
➢ 奇偶模特性参量可充分表达耦合特性
第六章 定向耦合器
B3
1 2
B4 0
分之线耦合器所有端口都是匹配的,从端口1输入 的功率对等的分配给端口2和端口3,这两个输出 端口之间有90°相移,没有功率从耦合到端口4 (隔离端) 由于分支线混合网络有高度的对称性,任何端口 都可以作为输入端口,输出端口总在输入端口相 反的一侧,而隔离端是输入端口同侧的余下端口
考虑C=-3dB时所得的定向耦合器与功率分配器的关系?
6.2 耦合微带定向耦合器
两平行微带线的长 度为四分之一波长 在辅线上耦合输出 的方向与主线上传 播的方向相反,也 称为反定向耦合器
耦合线方向性解释
磁耦合:电流i1的交 变磁场会在辅传输线 激励起相反方向传输 的电流IL
主传输线和辅传输线相互靠近, 相互间有能量耦合,有电耦合 (以耦合电容表示),也有磁耦合 (以耦合电感表示)
第六章 定向耦合器
在射频/微波领域按一定相位和功率关系分 配功率的器件称为定向耦合器,通常具有 无耗、互易、匹配的特性 在混频器、倍频器、衰减器、移相器、功 率放大器等微波电路中应用较多。
定向耦合器的基本指标
1 工作频带 定向耦合器的功能实现主要依靠波程相位的关 系,也就跟频率有关系 2 插入损耗 主路输出端和主路输入端的功率比值,包括耦合 损耗以及导体介质的热损耗 3 耦合度 描述耦合输出端口与主路输入端的比例关系
1 S 21
1 S 31
2
2
I (dB ) 10 lg
P4 P 1
10 lg
1 S 41
2
D(dB) 10 lg
P 3 P4
I C
6.1 集总参数定向耦合器
低通式L-C
高通式L-C
集总参数定向耦合器设计公式
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微带定向耦合器S参数仿真一、软件启动1.1、启动软件※ 启动软件1.2、建立新的Design※ 启动后进入如下界面:※ 创建新的工程文件:File > New Project,文件名为sample,设置单位为 millimeter。
※ 新工程文件建立完毕※ 设计窗口自动打开※ 在设计窗口中创建新的Design:File > New Design,命名设计为microstriplinecoupling,此时默认单位为millimeter 。
※ 点击OK后,设计窗口上方出现[Sample_prj] microstriplinecoupling 的标题。
二、建立微带耦合器的电路原理图2.1、选择微带线工具栏※ 在设计窗口的下拉式菜单中选择Tlines-Microstrip2.2、创建微带线参数控件※ 在工具栏里点击微带线参数控件,在原理图中放置一个该控件。
※ 双击原理图中的微带线参数控件图标,激活其参数设置对话框,其参数的含义是:﹠H:基板厚度﹠Er:基板相对介电常数﹠ Mur:磁导率﹠ Cond:金属电导率﹠ Hu:封装高度﹠ T:金属层厚度﹠ TanD:损耗角﹠ Roungh:表面粗糙度※ 设置基板厚度为0.93mm,介电常数4.6,金属层厚0.035mm,其他参数使用默认数值即可,特别要注意参数的单位。
2.3、创建耦合微带线模型※ 在工具栏里点击耦合微带线模型,在原理图中放置一个该模型。
※ 双击原理图中的耦合微带线模型图标,激活其参数设置对话框,其参数的含义是:﹠W:微带线宽度﹠S:耦合微带线间距﹠L:耦合微带线长度﹠Temp:温度﹠W1、W2、W3、W4:四个端口引脚宽度(在Layout中)※ 设置微带线宽带为w1(mm),此处的w1为一个变量,将在后面定义其数值,千万注意不要漏掉单位,注意区分大小写;设置耦合微带线间距为3mm,耦合微带线长为10mm。
其他参数可以不设置,注意基板名称为“Msub1”。
2.4、创建微带线模型※ 在工具栏里点击微带线模型,在原理图中放置一个该模型。
※ 双击原理图中的微带线模型图标,激活其参数设置对话框,设置微带线宽带为w1(mm),设置耦合微带线长度为L2(mm)。
其他参数可以不设置,注意基板名称为“Msub1”。
※ 用同样的方法在原理图中放置一个宽度为w1(mm)、长度为L3(mm)的微带线模型。
2.5、创建微带线片段模型※ 在工具栏里点击模型,在原理图中放置一个该模型。
※ 双击原理图中的微带线片段模型图标,激活其参数设置对话框,设置微带线宽带为w2(mm),设置微带线长度为L3(mm)。
其他参数可以不设置,注意基板名称为“Msub1”。
2.6、创建T型微带连接模型※ 在工具栏里点击模型,在原理图中放置一个该模型。
※ 该模型的作用是连接交叉的微带线,它没有长度的概念。
※ 双击原理图中的该模型图标,激活其参数设置对话框,设置W1、W2为w1(mm),设置W3为w2(mm)。
W1、W2分别为左右两边的端口宽度, W3为下面的那个端口宽度其他参数可以不设置,注意基板名称为“Msub1”。
2.7、创建倒角微带线模型※ 在工具栏里点击模型,在原理图中放置一个该模型。
※ 双击原理图中的该模型图标,激活其参数设置对话框,设置角度Angle为90度,微带线宽带为w1(mm),倒角系数M(其定义参见help)为D。
其他参数可以不设置,注意基板名称为“Msub1”。
※ 该模型的作用是倒角。
该模型与模型和模型的区别在于:模型的角度为90度,倒角系数为0.5,模型的角度为90度,倒角系数大于0.5。
2.8、创建变量控件※ 将前面的模型组合在一起(有一些需要复制多个),即得到下图所示的耦合微带线模型。
※ 在前面的微带线模型中,使用了诸如w1、L1等这样的变量来代替参数的数值,在仿真前必须创建与之对应的变量控件并赋值。
设置变量控件有助于简化仿真。
※ 在设计窗口中点击并放置在原理图中,双击原理图中的该模型图标,激活其参数设置对话框,设置变量名为w1,数值为1.63。
※ 方法同上,创建变量w2并赋值为0.6mm,创建变量L1并赋值为2.24mm,创建变量L2并赋值为1mm,创建变量L3并赋值为2mm,创建变量为D并赋值为0.6。
※ 变量不仅可以是字母,还可以是多个变量的方程,更详细的用法见Help。
三、原理图S参数仿真3.1、创建S参数扫描控件和负载※ 点击,选择Simulation-S_Param※ 点击,放置Term1、Term2、Term3、Term4在原理图中作为50Ω负载。
※ 点击,分别放置在四个端口接地。
※ 点击,放置S参数扫描控件。
※ 修改S参数扫描控件的频率范围为850MHz~950MHz,扫描步进10MHz。
※ 最后得到的原理图如下所示3.2、仿真(Simulate)※ 点击或在下拉式菜单Simulate 中选择 Simulate(快捷键F7),即开始仿真。
※ 仿真开始后会弹出状态窗口,显示相关信息。
若状态信息显示错误,应根据提示检查原理图中的错误并重新开始仿真。
3.3、仿真结果显示※ 仿真完成后会弹出一个数据显示窗口,可以用表格、圆图等形式显示仿真结果。
※ 点击,把一个方框放到数据窗口中去,会自动弹出对话框,双击S(1,1)或点击S(1,1)然后点击,选择需要的显示形式并点击OK。
※ 此时数据显示窗口会显示出仿真结果。
※ 在数据显示窗口中点击Marker > New,添加一个小三角显示符号,它会显示出该频点的S参数数值。
使用鼠标或键盘可以移动它。
※ 一般来说,原理图仿真的精度比版图仿真要差。
对于上面的模型来说,使用原理图仿真得到的结果是不正确的。
因为在原理图中,如不使用耦合器模型,系统不会考虑两段靠近的微带线之间的耦合。
四、自动优化4.1、创建优化控件※ 下面使用一个比较简单的微带耦合器模型演示自动优化功能。
※ 点击,选择Optim/Stat/Yield/DOE。
※ 点击,加入优化控件。
※ 设置优化控件﹠双击原理图中的优化控件图标,激活其参数设置对话框﹠选择适当的优化方式﹠随机法(Random)常用于大范围搜索。
﹠梯度法(Gradient)常用于局域收敛。
﹠重复次数(Number of iterations)不可设置过大,会大大增加仿真时间。
4.2、创建优化目标控件※ 点击,加入优化目标控件。
※ 设置优化目标﹠双击原理图中的优化目标控件图标,激活其设置参数对话框﹠设置优化目标:在S参数控件SP1的频率范围内的dB(S(3,1)) ﹠设置优化目标数值为-29.5dB~-30.5dB,权重(Weight)使用默认。
※ 用上述方法再添加一个优化目标控件,优化目标为dB(S(4,1))小于-20dB。
※ 当优化控件为多个时,可以根据侧重点灵活设置权重。
4.3、设置变量控件优化范围※ 设置变量控件优化范围﹠双击原理图中的变量控件图标,激活其参数设置对话框。
﹠点击,选择激活(enabled)并设置优化范围(一般来说越小越好)。
﹠注意原来的参数数值必须在优化范围内﹠如果不希望设置的优化范围起作用,则选择Disabled即可4.4、自动优化仿真※ 点击开始仿真,仿真完成后,选择菜单Simulate > UpdateOptimization Values,此时已将仿真最佳参数导入原理图※ 点击,禁用优化控件和优化目标控件。
※ 再次点击,重新开始仿真,即可得到最终结果。
※ 自动优化时应尽量减少优化参数和优化范围,如果有多个参数,最好每一次只优化一个参数。
实际仿真时要根据仿真结果不断改变优化参数,以得到最佳结果。
※ 自动优化往往不能达到预期目的,对于一些复杂的仿真,需要手动优化。
五、使用版图(Loyout)仿真5.1、由原理图生成版图※ 采用下图所示的原理图进行版图仿真,图中的优化控件和优化目标控件已经禁用,变量控件也已赋值。
※ 在设计窗口的主菜单中依次选择Layout > Generate/Update Layout※ 在弹出的窗口中点击OK※ 在接下来弹出的窗口中点击OK※ 系统将自动打开版图窗口,并自动根据原理图生成版图5.2、添加端口和基板参数※ 在版图窗口中点击,分别放置四个端口。
※ 在版图窗口的主菜单中依次选择Momentum > Substrate > Update From Schematic,即完成原理图基板参数导入到版图。
※ 在版图窗口的主菜单中依次选择Momentum > Substrate > Creat/Modify,可以查看基板参数,也可以在此修改基板参数。
5.3、修改网格参数※ 在版图窗口主菜单中依次选择Momentum > Mesh > Setup,即可打开网格参数对话框。
※ 网格参数定义更详细的信息参见本人写的其他资料):﹠网格频率(Mesh Frequency):仿真频率范围的最高频率,系统将根据该频率的波长决定网格密度﹠网格密度(Mesh Desity):每波长内的网格数﹠弧度(Arc Resolution):扇型网格弧度﹠网格边缘(Edge Mesh):一般使用默认设置(不选择或置为零)﹠传输线网格(Transmission Line Mesh):微带线宽带方向的网格数5.4、S参数仿真※ 在版图窗口主菜单中依次选择Momentum > Simulation > S-parameters,即可打开S参数仿真对话框。
※ 参数的定义(更详细的信息参见本人写的其他资料):﹠设置频率范围﹠设置扫描方式为自适应(Adaptive)﹠其他参数可默认※ 点击,点击即开始仿真。
※ 仿真开始后,版图中的微带线上将自动出现网格。
※ 和前面的仿真过程一样,会出现状态窗口,显示仿真信息。
※ 仿真结果如下,注意右下方的第四个图是手动添加的,而其他三个图是自动生成的。
5.5、版图仿真中常见的错误※ 若出现下图中所示的提示,则说明网格设置的过于稀疏,可以通过在Momentun窗口点击菜单Simulation/Synthesis > Stop Simulation停止仿真。
※ 设置合适的网格参数后,重新开始仿真。