基于ADS软件的传输线理论仿真设计与分析.doc

实验报告实验题目：基于ADS软件的传输线理论仿真设计与分析专 业：班 级：学 号：学生姓名：指导教师：日 期： 年 月 日一：实验目的： 1、熟悉ADS软件的基本使用方法 2、了解基本传输线、微带线的特性 3、利用ADS软件进行基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（z）+jI1Z0sin（z） I（z）=I1cos（z）+j（U1/Z0）sin（z）其中Z0为无耗传输线的特性阻抗；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= U1COSz+jI1Z0 SIN（z） I1COSz+jU1Z0SIn（z） =Z0Z1+jZ0tan（z）Z0+jZ1tan（z）其中，Z1为终端负载阻抗。 Zin=Z0（Z1+jZ0）/（Z0+jZ1），=2/，若已知Z0、Z1就可以知道任意一点的Zin， =（Zin-Z0）/（Zin）+Z0） 1、当Z1=0，即负载短路时，|=1，全反射，此时为纯驻波状态，Zin= jZ0 2、当Z1为无穷大，即负载开路时，|=1，也发生全反射，为纯驻波状态，此时Zin= Z0/j 3、当Z1为复阻抗时，即Z1=R1+jX1，此时为行驻波状态 4、当Z1为纯电抗时，因为负载不消耗能量，所以任将产生全反射。 5、当负载为匹配时，即Z1=Z0，此时Zin=Z0三：软件仿真1、 负载短路情况下的特性 负载短路原理图实验仿真任务： 1）绘制频率响应线2）终端负载短路时smith圆图s参数分布3）终端短路时输入阻抗分布列表4）终端短路是s参数分布仿真结果分析：终端负载短路的情况下，S=-1，反射系数为0dB,传输线上任意一点处的反射系数(z)=-1,与理论吻合，传输线上任意一点处的输入阻抗为Zin=jZtan(BZ),阻抗成周期变化2、负载开路情况下的特性 负载开路原理图实验仿真任务： 1）绘制频率响应线2）终端负载开路时smith圆图s参数分布3）终端开路时输入阻抗分布列表4）终端开路是s参数分布 仿真结果分析： 终端负载开路情况下，此时只能存储能量不能传输能量，反射系数为0dB,发生全发射；如smith圆图，与理论吻合，输入阻抗值和理论公式Z=-jZcot(Z)算出的值吻合。3、负载为复阻抗下的特性 负载为复阻抗时原理图实验仿真任务： 1）绘制频率响应线2）终端负载复阻抗时smith圆图s参数分布3）终端复阻抗时输入阻抗分布列表4）终端复阻抗是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部分被终端负载吸收，另一部分被反射，此时反射系数为(z)1; =|,与smith圆图相吻合，输入线上阻抗满足Zin=Zo; 4、负载为纯电抗下的特性 负载为纯电抗时原理图实验仿真任务： 1）绘制频率响应线2）终端负载纯电抗时smith圆图s参数分布3）终端纯电抗时输入阻抗分布列表4）终端纯电抗是s参数分布 仿真结果分析：终端为纯电抗情况下，负载不消耗能量，发生全发射，和smith圆图相吻合，此时的输入阻抗满足理论公式 Z= j*X; 5、负载为匹配下的特性 负载为匹配时的原理图实验仿真任务： 1）绘制频率响应线2）终端负载匹配时smith圆图s参数分布3）终端纯电抗时输入阻抗分布列表4）终端纯电抗是s参数分布仿真结果分析： 当终端负载匹配时，输入线上任意点的输入电阻为50欧，此时Zin=Zo;与理论相符，终端匹配时的反射系数为-50dB;四、实验总结与体会：1.传输线的输入特性与