微波技术大作业课设-分立电容电感+微带单枝短截线+微带双枝短截线

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一、分立电容电感匹配实例
1.设计目标
L型阻抗匹配网络的设计 =25-j15Ohm信号源与 =100-j25Ohm负载匹配频率为50MHz。

2.设计步骤
(1)在原理图中设置输入输出端口和相应的阻抗。
(2)在原理图中添加Smith Chart Matching设置相关频率、输入输出阻抗等参数。
（3）打开Smith Chart Utility，导入对应Smith Chart Matching相关参数或输入相关参数。
（4）在Smith Chart Utility选择设备完成匹配。
(5)生成匹配原理图。

3.设计过程
(1)新建工程及原理图。Term1为源，Term二是负载，修改相应参数。Smith Chart Matching使用时注意控件的方向。设置S控件参数。

（2）在DA_Smith Chart Matching设置相关参数Smith Chart Utility在对话框中修改相关参数，应用后可以Smith在圆图上获得源和负载的阻抗点。

（3）采用LC分立器件匹配(手动或自动配置)
①手动匹配：在左侧设备栏中选择相应的设备进行匹配

②自动匹配：点击下面 Auto2-Element Match单击左侧串联电感并联短路电容的匹配网络，自动生成匹配路径。


匹配后的电路图如下：

4.仿真结果

输入输出反射系数为50MHz时，dB(S11)=dB(S22)=-50dB。因为是无源网络，S11和S22曲线相同，S21和S12曲线相同。
一般电路阻抗匹配方法有很多种，可根据具体参数要求进行选择，如VSWR、带宽（Q值)、隔离要求等。在实际应用中，匹配后也应考虑LC组件值是否为常规值，然后匹配电路。

二、微带单枝短截线匹配电路
1.设计目标
设计微带单枝短截线匹配电路，阻抗Z_L=(30 j50)Ohm负载与阻抗匹配Z_S=(55-j 40)Ohm中心频率为1的信号源.5GHz。

2.设计过程
(1)设计相应的电路和参数。

（2）在Passive Circuit DesignGuide选择对话框DA_SSMatch等待匹配网络子电路的设计。

(3)匹配网络子电路如下图所示
3.仿真结果
从上图可以看出S(1,1)、S(1,2)、S(2,1)、S(2、2)参数值理想，整个模拟过程实现了微带单枝短截线的电路匹配。
在50Ω的射频系统中，微带线的特性阻抗一般是20～200Ω。如果微带线特性阻抗过高，微带线较窄，由于电路板加工精度的限制，误差相对较大。如果微带线特性阻抗较低，则微带线较宽，电路板体积较大。因此，在微带线匹配设计中应适当选择特性阻抗。

三、微带双枝短截线匹配
1.设计目标
假设传输线的长度为匹配电路结构，如下图所示l_1=λ/8，l_2=l_3=3λ/8，所有传输线的特性阻抗为50Ohm，设计合适的短截线长度，使Z_L=50 j*50Ohm负载阻抗和Z_in=50Ohm的输入阻抗在频率1GHz实现良好的匹配。

2.设计过程
(1)新建工程及原理图。Term1为源，Term二是负载，修改相应参数。Smith Chart Matching使用时注意控件的方向。设置S控件参数。

（2）在Smith Chart Utility串联传输线和并联短截线依次添加到对话框中，完成双枝短截线的匹配全过程。






(3)在自动生成的匹配子电路中节线、微带T型结合微带基片添加到自动生成的匹配子电路中，并设置微带基片的参数。
（4）在LineCalc微带线的物理宽度和长度计算在窗口中
(5)设置每个设备的参数。P1和P端口连接到新建的微带线，删除原微带线，获得最终匹配子电路。
3.仿真结果

由图可知，S(1,1)、S(1,2)、S(2,1)、S(2、2)参数值理想，整个模拟过程实现了微带双枝短截线的电路匹配。

四、设计总结
设计利用ADS自带的Smith工具和圆图匹配LincCacl成功完成分立元件和微带线的阻抗匹配。阻抗匹配是射频电路设计中非常重要的一部分。阻抗匹配的目的是匹配负载阻抗和源阻抗，以获得最大的功率传输，并减少馈线上的功率损耗。通常实现上述匹配的方法是在源和负载之间插入一个无源网络，通常称为匹配网络。微带线的线长与电路的工作频率有关。因此，在低频电路中，如果采用微带线设计，电路板面积过大，不适用，通常使用LC匹配分立器件。但微带线在高频电路中得到了广泛的应用。
注：在进行微带双枝短截线匹配设计时，需要建立另一个工程文件。在实验过程中，我没有注意到这一点，并在同一工程文件下设置了三个设计。起初，微带双枝短截线匹配设计可以模拟，但再次模拟时报错误。最后，新工程文件运行模拟后，可以正常获得模拟结果。