ADS2011微带天线教程

1、Step by Step 跟王老师玩转ADS 20111. 创建一个天线工作区，点击，在取个好听点的名字，记得要全英文的，一个礼拜以后自己还看得懂的哦，然后直接点下面的Finish即可；2. 然后界面就变成这样了：3. 记得现在Option-Technology->Layer definitions，里面，点击show other Technology Tabs，里面设置layout unit为mm。4. 点击中间的，可以生成一个空白的版图文件，是这样的：；5. 点击上面的Opinions->Preferences，选择最后面对Units/Scale，里面设置各种量纲单位，把长度单

2、位设置为mm；6. 把贴片天线画上去，点击右上方的，在版图上随便画出一个矩形，然后双击这个矩形，可以修改其坐标和长宽，改成：这样就创建了一个宽30mm，高25mm的矩形天线雏形；你可以尝试修改这些坐标和尺寸看看有什么变化。7. 我们还需要告诉ADS软件，我们是在怎么样的介质基板上做天线的，在【Options】 > 【Technology】 >【 Material definitions】从数据库选择FR_4，并做修改8. 天线的材料可以用Cu，是在上面【 Material definitions】的Conductors里面添加的9. 打开EM->【Simulation Set

3、up】，Substrate 和 Ports 选项后各有一个黄色的警示图标里面可以看到哪些部分还没做设置，上面我们只设置了基板的材料，但是基板几何结构参数还没设置，比如基板厚度，层数等。10. 选择默认的基板名称 Substrate1 ，这时打开设计窗口。11. 这是一个默认图层的3D 基板View，这个基板有一个导电层，一个介质层，还有默认的边界条件。新建基板都是从这一步开始的。查看右侧的信息栏，它告诉你怎样进行选择、添加、删除项目。12. 接下来将引导你设置叠层，映射导电层及过孔，使用元件库工艺材料：a. 点击设置窗口中的带状线图形，带状线轮廓被选中，相应的右侧显示带状线的属性。 b. 设置

4、图层（Layer）名称及材质（material），在下拉菜单中选择cond Material =Copper，记得下面Operation选择是sheet，我们用铜做的贴片天线。 13. 在基片上点右键，可以delete(unmap)，我们做天线只需要单层版，可以删除中间一层（记得设置FR_4层的厚度是1.6mm），记得在底面加一块接地板（黄色的，可以选择Copper材料，也可以选择完纯导体）也就只剩下下面的结构：这个图是接地板的设置情况14. 关闭基板设置窗口，查看EM Simulation Setup窗，Substrate右侧黄色警示图标消失，现在只剩下Ports没有设置了。在Workspa

5、ce主窗口出现了基板文件和EM setup文件，若看不到，在主窗口空白区域右键选择File View，勾选Substrate，然后OK。主窗口中应该显示如上图，若有异常，检查自己的操作。在板图设计窗口中，选择 Insert Pin 图标,在ADS 2011中不用设置Pins所在的图层，它会自动辨认。回到 EM Setup 窗口，点击Ports 图标。注意到在S-parameters ports区域是空白的，显示没有Ports被设置。点击绿色 Refresh pins and ports 图标 它将自动探测板图设计中的Pins，然后这些Pins会自动转化为S-parameter ports 。

6、注意： ADS 2011 EM仿真支持边界Pins和area pins。加入Port（，加在中间位置）以后的图，双击Port，可以看到阻抗默认是50欧。15. 还是在EM Simulation Setup选择仿真范围2-3GHz，做S参数仿真直接点击下面的Simulate看到结果以后，好像不大如意，大概如下图所示，比如S11不够小，impedance不是50欧姆（总之与理想匹配情况差得很远）。所以我们下面讲怎么匹配的问题。匹配是个很重要的话题1. 我们要把天线封装成一个模块，在数据结果的那个页面，点Tool->Data File Tool，取个名字Patch_s1p，点击write to

7、 file，就是把这个天线的频率特性记录下来，以后作为一个模块使用了。然后版图文件我们暂时可以不用了，打开一个原理图文件窗口，在ADS主窗口上点击，取个名字叫patch_matching吧，就是做微带天线的匹配的。2. 我们在，选S1p，就是1端口器件（因为天线是一端口的嘛），丢在原理图上，双击这个图标，把上一步天线的频谱文件引入，如下图。3. 怎么做匹配呢，我们见识了好几种匹配器，这里用最简单的微带线匹配吧（有点类似于四分之波长匹配，我们也可以用单可变阻抗匹配器等等），我们这个天线在2.4GHz的时候阻抗为。执行菜单Tools->Smith chart，用史密斯圆图来对付。4. 这个一

8、个界面，我们设置左上角频率为2.4G，5. 在上方define source/load network里面，设置，这个Z就是天线阻抗的实际值了，apply一下。6. 点击界面左边的传输线按钮，然后这多了一块，你改变这个z0的值，可以观察到simth圆图上线的变化，这个意味着，在天线和波源之间插入一个传输线，我改变这个传输线的特征阻抗，可以使反射系数曲线接近原点（越接近越好），你可以看到而且可以观察到已经很接近1了（VSWR是驻波比，大于等于1的一个参数，越接近1越好）7. 总之，我调试的结果是z0=128欧姆是最好的，也就是要加这么一条传输线。这条传输线的长宽怎么来确定呢,要用Tools-&g

9、t;LinCal（传输线计算工具来做）。8. 比如50欧姆的传输线，我们计算他的宽度，把FR_4的介电常数，介质版厚度，copper的电导率都写进去，频率选2.4GHz，阻抗设置为50欧姆，然后点Synthsize，可以算出宽度w的值（略有偏差是正常的，对于50欧的传输线，长度可以任意）。9. 计算128欧姆，角度为117.601的传输线，算下来，长宽分别为10. 最后我们的原理图模型是，其中MSub是介质版的参数（告诉软件我们的介质版是怎么样的，要和前面微带线计算器和版图设计中的都一样哦），然后S-Parameters是让软件算S参数，这里设置频率范围是2-3GHz。算下来的结果其实这个结果不是太好，有兴趣的同学可以参考以前的教程，会告诉你用单可变匹配去做，用优化功能，S11可以做到-50dB以下。11. 按照原理图的尺寸，在版图上添加匹配部分和50欧馈线部分。可以将原来的版图文件，另存为，改名一下，如叫antenna_matched。图画出来是这样的，端口如何加不上去的话，是因为这里设置Grid精度的缘故，我设置这里点与点间距是1mm，适当改变50欧馈线的长度，使其右边x坐标为整数即可。仿真结果，和原理图几乎一样，那是人品好，一般会比原理图差点。在EM