#ADS软件传输线理论仿真设计与分析

1、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 Uz)，电流 Iz )与终 端电压 U1，终端电流 I 1 的关系为：Uz )=U1cosz)+jI 1Z0sin z)Iz )=I 1cosz)+jU1/Z 0)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)=Uz)/Iz )由此可以得：Zin =Z 0其中， Z1为终端负载阻抗。三

2、软件仿真1 ) . 终端为匹配负载情况下的特性：1 / 11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50 ，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 z）=0 吻合。 2）负载短路情况下的特性：2 / 11a图图终端负载短路时的原理图终端负载短路时 S 参数分布和 smith 圆图3 / 11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 =- ，

3、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 =jZ 0tan 3）终端负载开路情况下的特性：4 / 11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5 / 11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：/ 11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

4、布和 smith 圆图/ 11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：/ 11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9 / 11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 功率一部分被终端负载吸收，另一部分被反射，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 =Z 0。四 实验体会：通过这次实验初步掌握了 ADS仿真软件的基本操作及熟练 的掌握了 office word 2007 中公式编辑器的使用。该实验是对 课本第一章均匀传输线理论的一次实践，这次的实验让我 清晰了无耗传输线的状态分析，从实验的角度理解了“万能公 式”，能够对课本上的理论知识更深入形象的了解掌握，巩固10