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ADS2011教程

ADS 2011 实验练习

本实验是针对已经熟悉ADS2009 及早先版本的用户所设计，主要目的是帮助客户熟悉ADS2011的新版本。

实验一： ADS 2011基础

重要提示：这个实验的实验环境是ADS2011，面向对ADS2009或者

以前版本有一定经验的用户。

1. 工程文件从project 文件转换为Workspace 文件 a. 启动ADS2011：可以通过桌面快捷方式或者开始菜单中的命令启动软件，关闭弹出的“开始使用”对话框。（可以在以后的时间里学习里面内容） b. 在ADS 主窗口，单击菜单栏下：【File 】—> 【Convert Project to Workspace 】 c. 弹出提示框：选择需要转换文件的路径：

/examples /Training /Conversion_Sample （软件安装目录下），选择待转换的工程文件WORKSHOP_prj 。这个文件是ADS 自带的一个工程文件，它是用来演示怎么把Project 文件转换为Workspace 文件的。

d. 选中WORKSHOP_prj 后，出现转换向导界面，查看转换向导信息，然后点击下一步。

e. 为Workspace 文件取名，如：lab_1_wrk 。不要使用已经存在的文件名，否则会提醒你重新给Workspace 文件命名。定义Workspace 文件所在的路径。注意：不要在

examples 路径下建立_wrk 文件，可以选在

users/default 或者其他路径。点击下一步……

Lab ： ADS 2011 Workshop

Libraries （元件库）：去除DSP 元件库前的复选框，这里不需要其他的元件库。当然，可以加入一些其他的元件库到这个Workspace 中。在 “.prj”文件转换为 “.wrk ”过程中，会产生一个服务于 “.wrk ”的元件库。

Library Prefix （元件库前缀）：查看向导中的提示信息，”.wrk ”文件名，文件地址是否正确。若有问题，点击back 进行修改。默认状况下，元件库的文件名=“Workspace 的文件名+lib 后缀”（见图），点击下一步。提示：只有对ADS2011非常熟悉，并且不想生成 “.wrk ”所需要的元件库时，可

以直接点击“完成”按键。(不推荐)

Summary （总结）：最后提示 “.wrk ”工程文件和元件库文件建立信息。检验无误，点击 “完成”。这样，”.wrk ”文件转换完成，并且生成了元件库文件。你也可以点击“返回”，对设置进行相应的更改。

弹出转换完成信息框，选择“Yes ”打开这个 “.wrk ”工程文件。倘若有问题，ADS 也会弹出提示问题让你更正。此外，原来的 “.prj ”工程文件还在原来的路径下面，仍然可以使用。

2. 查看转换后的 “.wrk ”文件

a. ADS2011主界面窗口，如下图所示。在wrk 文件下有三个Cell ，两个DDS 文件，两个基板文件。在主窗口空白处右击选择 Filter View （如图），可以设置观察的文件类型。

b. 在弹出的（View Options）窗口中，选择要查看或者关闭的文件类型。

c. 点击“+”展开Cell ：LPF_MS。定义看到的图标称为

视图文件（views），这个Cell包含有5个视图文件：1

个符号文件（Symbol）， 1个原理图文件

（schematic）， 1个印制板文件（layout），还有2个

电磁环境设置文件（EM）。

d. 双击打开layout、schematic 和 symbol视图文件（如

图），电磁视图文件（EM）在下面再介绍。三个View文件打开后，发现它们的窗口环境和ADS2009相似。这里，原理图文件用于产生印制板板图，Symbol 文件和板图相似。

e. 关闭这三个Views窗口。这三个Views表达的是同一个设计，也可以说是

一个设计在这里用三种Views表述：原理图、板图、符号。

f. 双击EM图标：emModel、emSetup（如图），打开两

个ADS2011新增的EM用户界面：Model文件是

Momentum仿真结果文件；Setup文件包含了ADS2009

Momentum仿真中所有的参数设置。想更多了解选择

【help】> 【What’s New】。注意到Setup文件中substrate和主窗口中dsn_LPF_MS图标相同。在后面Part3将做更多的介绍。这里不做修改，关闭所有的视窗。

Lab ： ADS 2011 Workshop

3. 查看数据演示窗口（DDS ）

a. 双击LPF_RESULTS 。dds 打开DDS 窗口。显示两条S(21)曲线。一条是原理图仿真的曲线；另一条是MOM 板图仿真的输出结果。

b. 双击图形窗口，弹出一个画线和属性窗口（plot traces and attributes ）。这些设置和ADS2009U1一样。

4. 打开 LPF_SCH cell

a. 展开LPF_SCH cell ，双击打开Schematic 和Symbol 。

b. 这个原理图除S 参数仿真所需的控件外，和LPF_MS 的原理图没有什么区别。这里的S(21)仿真曲线在（3.a ）已经提到。此外，LPF_SCH 和

LPF_MS 的Symbol 文件相同，这在ADS2011是允许的。这两个Symbol 都是在”.prj ”转换为”.wrk ”过程中产生。关闭这两个窗口。（原理图和符号）

c. 查看已经打开的ADS2011两个Cell 文件，将它们与ADS2009中的两个滤波器设计文件进行比较：ADS2009哪个文件转换为ADS2011的Cell ，Cell 下View 文件有什么不同：不

难看

出，第一个Cell ，多了MOM EM 设置文件和一个板图设计文件；而第二个Cell 的原理图除增加了S 参数仿真所需的控件外，和第一个Cell 中的原理图相同。

同时，从架构上看，DDS 在Workspace （ “.wrk”）下，而Cell 文件在元件库（ .lib ）下，元件库同样包含在所服务的Workspace （ “.wrk ”）下。

下面，我们再看第三个Cell 。

第三个Cell 是把前面设计的低通滤波器级联在放大器的输出端，然后对这个设计做谐波仿真。这个Cell 向大家演示了同一个Symbol 表征不同的模型（原理图设计底层设计或者板图文件），使得仿真结果由于模型的不同而不同。这种在原理图中切换模型的新功能称为动态模型选择。（dynamic model selection or polymorphism ） 5. 打开查看HB Cell 文件

a. 在主窗口中，展开TEST_LPF_HBamp cell 并双击打开原理图和符号视窗。其中Symbol View 是ADS 默认的符号图形，它是从低版本 “.prj ”工程文件转换到ADS2011 “.wrk ”文件过程中产生的。

Lab ： ADS 2011 Workshop

b. 删除这个符号。选中这个Symbol View 右击，点击Delete ，选择yes 确认删除命令。这个符号是在转换过程中自动生成的，而在本设计中，我们并不需要这个符号，因而我们把它删掉。

c. 打开DDS 文件： TEST_LPF_HBamp.dds ，让它们在屏幕上同时显示。（如图）

d. 选择符号，点选Push into Hierarchy 进入子电路，这是一个微带电路原理图设计文件，点击 Push out 返回上一级电路。

e. 现在，delete 原理图中的滤波器符号，点击打开元件库图标（有图）。这里可以找到许多元件库，这些操作和ADS2009及早期版本相同。

f. 在元件库中，（元件库包含在 Workspace 下面）。如右图，把

LPF_MS 元件插入到刚才的原理图中，可以拖拽LPF_MS 元件到原理图指定的位置，当然元件仍然还在原来的元件库中。

6. 动态View 文件切换扫描

a. 选择滤波器符号，选择View 文件切换图标（如图），它的功能是切换不同的View 文件，这个功能被叫做动态模型模型切换。（ dynamic model selection or polymorphism ）

b. 在提示框中选择emModel ，点击OK ，这时原理图中的符号名称自动更改为emModel 。

c. 选择菜单栏中【 Simulate 】 > 【Simulation Setup 】。在弹出的提示框中为dataset 选择一个文件名： emModel _HB ，取消选择Use cell 作为dataset 的文件名，并取消选择open the data display when simulation completes ，这样扫描结束后不会弹出DDS 视窗。

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d. 选择Simulate 开始仿真。

e. 仿真结束，编辑Vout 输出曲线(扫描频率下基音输出功率（dbm ），如图

现在，输出曲线应该有两条曲线。一条是采用原理图模型输出的功率曲线，另外一条采用是电磁矢量模型输出的功率曲线。这就是动态模型选择命令的功能。“一个符号两个模型”——条件是模型在同一个Cell 中。

f. 保存设计。关闭/折叠打开的视窗文件。暂不关闭主窗口。

实验一结束

实验二：使用ADS 2011

实验目的：建立低通滤波器元件库。本实验详细介绍了Workspace 的框架：包括添加元件库libraries ，创建cells ，复制views ，制作symbols 等。通过这些基本的操作，熟悉ADS 2011的Workspaces 和 libraries 工程项目管理系统。

1. 新建一个 Workspace

a. 点击工具栏“新建图标”或者【File 】—> 【Create a new workspace 】，弹出一个向导。

b. 查看向导信息，点击Next ，填写文件名和文件所在的目录名称，如lab_2_wrk ，将它放在和上一个lab1 .wrk 相同的路径下。

c. 点击Next ，弹出 Add Libraries 提示框，点击 Add User Favorite Library/PDK ，然后选择lab_1_wrk 文件夹下的lib.defs （如图），点击Open 后返回到提示框，可以看到在这个

Workspace 中选择了两个元件库：lab_1_wrk 和 Analog/RF ，点击 Next 。

这样，lab_2_lib 元件库就可以引用或使用lab_1_lib 的Cells 。 d. 确认元件库的名称是：lab_2_lib ，点击

Next 。默认的元件库的名称是在Workspace 名称加后缀_lib ，当然，也可以定义其它的元件库名称。

Lab ： ADS 2011 Workshop

现在，一个名为lab_2_wrk 的Workspace 被创建，除了含有自己的元件库lab_2_lib 外，它也可以使用lab_1_lib 的元件库。

当然，添加PDK 的步骤和上述的相似，只是在步骤c 做相应的更改。 e. 选择工艺（ Technology ）：

Standard ADS Layers (0.0001 mil) 如图，默认设置选择印制板的设计工艺。（它还将用来定义元件库的工艺）点击Next 。

注意：在这个Workspace 中，若选择添加PDK ，向导中将相应出现PDK 的工艺（technology ）。

f. 在Summary 中，确认设计信息是否正确：Workspace 名称、library 名称、工艺、文件路径。

g. 点击Finish ，选择OK ，打开新建的Workspace ，lab_2_wrk 将在主窗口中打开，共享的元件库

lab_1_lib 将出现在lab_2_wrk 下（如图）。

修改共享的library 中的Cells

a. 双击cell 或者点击Cell 前的+，展开“lab_1_lib ：TEST_LPF_HBamp Cell ”，然后打开schematic 。这里可以看到ADS 2011的新功能：即使在lab_2_wrk 下，照样可以“共享”使用lab_1_lib cells 元件库，这里

lab_1_lib 内容同lab_1_wrk 中的完全相同；当然，根据设计的需求，也可以添加其他Workspace 中的元件库Cells 。

接下来，在打开的原理图中修改元件值，并可更改原理图的名称。然后，再打开lab_1_wrk ，确认“lab_1_lib ： TEST_LPF_HBamp “中的原理图是否已被改动。我们花费了一些时间在这里，是为了能够对ADS2011元件库“共享”功能有一个较全面的认识。

b. 在打开的schematic view 中

（TEST_LPF_HBamp cell 中），更改电阻值为10 Ohms 。保存并关闭原理图。

c. 在ADS 主窗口，在schematic view 点击鼠标右键（TEST_LPF_HBamp cell 中），选择

Rename ，在弹出的窗口中把原理图的名称改为test （如图），然后敲Enter 。

d. 现在，再回到lab_1_wrk ：主窗口菜单栏，【File 】 —>【 Recent Workspaces 】—>，选择lab_1_wrk ，从而激活这个wrokspace 。

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e. 在lab_1_wrk 中，展开Cell ：“lab_1_lib ：TEST_LPF_HBamp “。我们发现： lab_1_wrk 的原理图名称由于lab_2_wrk 原理图名称的变化而变化。

f. 打开原理图test ，发现电阻值变成了10Ohm 。

规则：元件库cells 一旦改变，共享这个元件库cells 的所有Workspace 都会做相应的变

化。因此，在对共享的cell view 进行更改或重命名时，务必确认是否允许共享此lib 的Workspace 做相应的更改。

g. 把电阻值改回至50 Ohm 。保存，并关闭原理图。

h. 把原理图名称再改为原来的名称schematic ：也可以通过单击选中View ，再单击一次进行重命名。

i. 回到lab_2_wrk ：【 File 】 —> 【Recent Workspaces 】 —>lab_2_wrk ，同样可以看到原理图View ，又改回初始状态了。

关于共享元件库：

上述操作说明了共享元件库（libraries ）一条重要原则：一旦元件库cells 改变，共享这个元件库cells 的所有Workspace 都会做相应的变化。这对层次设计同样非常重要：若View 名称（schematic ， layout ，或emModel ）发生了改变，层次设计就无法找到相应的子电路。当然，也可以像PDKs 一样，把元件库（libraries ）改为只读（read —only ），若想更改元件库的内容，只能将它复制到一个新的元件库才能更改。

接下来将进行元件库的复制操作：把lab_2_wrk 中的元件库中的Cells 和View 复制到另外的一个元件库中。这也就意味着：复制后的元件库中Cells 和View 的更改不会影响到原来的元件库。这里可以看出，ADS 2011相对于以前版本ADS 给设计者提供了更多的灵活性。

2. 把一个元件库中的 schematic view 复制到另外的元件库

下一步，我们将介绍如何进行不同元件库的原理图View 复制。当然，layouts ， EM setups ，及其他views 的复制操作方法相同，复制操作和共享元件库操作是不同的。

a. 在 lab_2_wrk 中，右击 schematic View 文

件：“lab _1_lib ：TEST_LPF_HBamp ”，选择 Copy View （如图）。

b. 在弹出的对话框中，选择lab_2_lib 作为目标library ，然后输入一个名称：new_HB_test 。

c. 对话框下面一栏，显示当前视窗（The Current View ），也就是复制源View 。保持View 名称不变 (schematic ) ，点击 OK 。

d. 这时，在lab_2_wrk 下出现了一个新的Cell ：“lab_2_lib ：

new_HB_test ” ，它的前缀显示这个Cell 在lab_2_lib 中。打开Cell ，查看是否复制了想要的View 。

虽然，在lab_2_wrk 中，我们创建了自己的元件库，并复制了想要的schematic view ，看似多余的lab_1_lib 切勿删除，因为一旦做了删除操作，lab_1_wrk 中的lab_1_lib 也会同样被删除。

e. 双击原理图中LPF_MS 元件，弹出的窗口中显示该元件来自于 lab_1_lib 。复制了HB test 原理图，但是并没有复制滤波器子电路。这个LPF 元件仍然在 lab_1_lib 中，因而它是个共享的元器件。

注意：上述操作中，对于复制后的顶层原理图的更改，不会影响到复制源（lab_1_lib library ）原理图的变化。但是，倘若对lab_2_lib library 中LPF 子电路进行更改， lab_1_lib 中的子电路同样会发生变化，因为它们共享同一个子电路。

现在，我们将做上述LPF 子电路的复制操作，来消除两个元件库的依赖性。首先，我们将创建一个文件夹来管理这个子电路，这是 ADS 2011工程管理的又一个方法。

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3. 为 LPF 设计创建一个文件夹

“文件夹”在 “Workspace ”下（不是在Lib 下），用于管理cells 或者Views 。你可以为 designs 或simulation setups 等建立自己的文件夹。 a. 右击 lab_2_wrk 文件名或者主窗口空白区域，选择 New Folder ：

b. 键入文件夹名称：

LOWPASS_FILTERS 选择 OK ，创建了一个文件夹——用于管理Workspace 中的设计文件。现在，在Lab_2中，你有了一个文件夹。

4. 从一个元件库中复制一个Cell 到某个文件夹下的元件库。

a. 如图，右击 “lab_1_lib ： LPF_SCH ”，选择 Copy Cell ——复制一个具有微带元件的ADS 低通滤波器设计。

b. 弹出对话框，勾选复选框 Include hierarchy (推荐) ，并做如下设置： ? 目标元件库： lab_2_lib ；选择所属的文件夹：LOWPASS_FILTERS ? 键入复制后产生的新Cell 的名称：

LPF_SCH_ads 。点击OK 。

上述操作完成了元件库的复制——直接复制到一个文件夹中，并且这种操作得到的Cells 独立于复制源，它的更改不会影响到原来的元件库。打开文件夹，查看其包含的内容。

a. 展开LOWPASS_FILTERS文件夹，查看产生的

新Cell，它的前缀是lab_2_lib，也就是说现在这

个设计是在lab_2_lib元件库下了，现在你可以对

这个元件库进行调整、修改了。复制到文件夹下更

加方便于文件的管理，不想复制到文件夹也是可以的（不推荐）。

5. 修改原理图和创建新的Symbol View

接下来，我们将对复制来的设计进行修改，并为它创建一个新的Symbol View

代替原来的Symbol。这些操作之后，我们就可以使用这个独立的子电路了。

a. 打开文件夹中的schematic，删除两端的Term和地，然后删除S-

parameter控制器。操作后的电路如图所示，保存电路，关闭此窗口。

b. 打开文件夹中的symbol View，这个符号像是它的印制板图的缩微图片，

但是我们不能从这个Symbol上直接看出它的准确结构。

c. 删除窗口中的图形：Ctrl—A (全部选中)或者用鼠

标左键拖拽一个大的矩形框全部选中窗体中的图形

和端口，按Delete。接下来，我们将创建一个新的

Symbol。

d. 点击左侧面板中Open Symbol Generator图标

（右图）。

Lab ： ADS 2011 Workshop

e. 弹出窗口中，选择Copy/Modify 页，在符号类别中，使用键盘上的箭头按键，去选择Filters —Lowpass 页（下图）。选择 Bessel 滤波器图标，点击 OK 。现在，我们就很容易的看出这个符号所代替子电路的功能。

f. 保存，关闭symbol View 。

下一步，我们将复制一个emModel View 到一个文件夹中。这样，文件夹中将包含两个Cells ，它们有自己的Symbol 。我们会从这些操作中进一步熟悉Cell 和View 的复制，搞明白如何利用参考元件库的Cell 和View ，如何利用文件夹管理工程。这些步骤让我们更好的了解ADS2011的新功能。

6. 复制 EM model view 和 symbol View 至文件夹 a. 在主窗口里，左键拖拽emModel view

(LPF_MS cell ) 至 folder ，在弹出的提示框中选择Copy （如图）。被复制的文件来自于Lab 1_lib ，是Momentum 设计文件。

注意： Views (models ， schematics ，layouts ) 不能直接复制/移动到文件夹根目录下 – 它们必须包含在文件夹下的Cells 中。Symbols 与它们不同，它相对独立，并且能够直接复制/移动到文件夹根目录下。

b. 在弹出的Copy Designs 提示框中，选择 lab_2_lib 作为存放复制文件的目标元件库。默认的Cell 名称为

Cell_1，一会我们将更改Cell 名称。

c. 在复制Design 时，选择lab_2_lib

作为目标元件库，然后输入一个新的Cell 名称：LPF_EM_mom ，然后点击OK 。

注意到上述提示框中没有“目标文件夹选项”，这是因为复制单个View 不需要设置文件夹选项，而当需要复制整个Cell 时

候，则会出现 “目标文件夹选项”。

注意查看新复制的View 在Workspace 中的位置。现在，lab_2_wrk 应该有三个lab_2_lib 的cells (其中一个在文件夹中) 还有三个共享的 lab_1_lib 的cells 。下一步，我们将为LPF_ EM model 复制一个Symbol ，然后用 design kit 创建一个LPF 。我们的目的是在文件夹中创

建三个LPF Cells ，并且有各自不同的Symbols 。

d. 选择新建的 cell (LPF_EM_mom ) ，并把它

拖拽到文件夹中，在弹出的提示框中选择Move 。

e. 拖拽lab_1_LPF_MS 中的symbol View 至

文件夹中 LPF_EM_mom cell ，在弹出的提示框中选择Copy （如图）：

Lab ： ADS 2011 Workshop

现在，我们在元件库lab_2_lib 下已经创建了两个LPF Cells 。值得注意的是，文件夹只是Workspace 的一种文件管理方式，它不是元件库（lab_2_lib ）的一部分。接下来，我们将在文件夹下增加两个demo design kits (PDKs ) ，创建最后一个滤波器和Symbol 。

7. 在Workspace 中添加 PDK 元件库

这两种 PDKs 采用工艺 (不同的印制板属性、精度和单位) 不同于 lab_2_lib 。我们可以称之为多工艺（multi —technology ）。接下来的实验，我们只局限于原理图的仿真，采用多工艺（nested technology ）的电磁仿真将在第三部分实验提到。

a. 主窗口中，选择【File 】 —> 【Manage

Libraries 】，在弹出的提示框中选择 Add Design Kit from Favorities 。

b. 在弹出的元件库管理对话框中，选择Site Libraries / Demokit ，在弹出的提示框中选择Yes 。

c. 用同样的方法选择

DemoKit_Non_Linear 。

d. 选择Close ，关闭添加元件库对话框。

e. 在主窗口下，选择【 File 】 —>【 Manage Libraries 】

，元件库管理对话

框弹出后，展开 three lib.defs 文件（如图）。观察元件库的Mode ，PDKs 是只读模式， lab_1 和 lab_2 libs 是共享模式。

f. 关闭元件库管理对话框。下一步，将使用这两个demo kits 中的元件创建最后一个滤波器。

8. 用Demo PDK 元件创建一个低通滤波器 a. 在主窗口中，选择 LOWPASS_FILTERS 文件夹，右击选择New Schematic (直接在文件夹中创建Cell 和原理图。注意：原理图等Views 文件必须在Cell 中)。

b. 在弹出的对话框中，选择元件库名称

lab_2_lib 将默认的Cell 名称（cell_1）改为LPF_PDK_demo ，去除Options 复选框，选择OK 。

c. 原理图设计窗口打开，demo kit 分类库面板出现在原理图的左侧。

d. 在分类库面板下拉框中，选择

Demokit_Non_Linear ，选择元件，绘制原理图：设置C1 & C2属性 C=0.25 pF ，设置电感L1属性L=2.2 nH nturns= 3 。

注意：原理图中的元件添加旋转轴，选中元件，用鼠标旋转绿色的轴就可以实现元件的旋转。

e. 插入两个端口P1、P2。

f. 插入

DEMO_NETLIST_INCLUDE ，这个元件与网络表和仿真相关。

HFSS的天线课程设计报告书

. . . . . 图1：微带天线的结构一、实验目的 ●利用电磁软件Ansoft HFSS 设计一款微带天线。 ◆微带天线要求：工作频率为2.5GHz ，带宽 (回波损耗S11<-10dB)大于5%。 ●在仿真实验的帮助下对各种微波元件有个具体形象的了解。二、实验原理 1、微带天线简介微带天线的概念首先是由Deschamps 于1953年提出来的，经过20年左右的发展，Munson 和Howell 于20世纪70年代初期制造出了实际的微带天线。微带天线由于具有质量轻、体积小、易于制造等优点，现今已经广泛应用于个人无线通信中。图1是一个简单的微带贴片天线的结构，由辐射源、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数包括辐射源的长度L 、辐射源的宽度W 、介质层的厚度h 、介质的相对介电常数r ε和损耗正切 δtan 、介质层的长度LG 和宽度WG 。图1所示的微带贴片天线是采用微带天线来馈电的，本次将要设计的矩形微带贴片天线采用的是同轴线馈电，也就是将同轴线街头的心线穿过参考地和介质层与辐射源相连接。对于矩形贴片微带天线，理论分析时可以采用传输线模型来分析其性能，矩形贴片微带天线的工作主模式是TM10模，意味着电场在长度L 方向上有2/g λ的改变，而在宽度W 方向上保持不变，如图2（a ）所示，在长度L 方向上可以看做成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量，在宽度W 方向的边缘处由于终端开路，所以电压值最大电流值最小。从图2（b ）可以看出，微带线边缘的电场可以分解成垂直于参考地的分量和平行于参考地的分量两部分，两个边缘的垂直电场分量大小相等、方向相反，平行电场分量大小相等，方向相反；因此，远区辐射电场垂直分量相互抵消，辐射电场平行于天线表面。

功分器的设计原理

设计资料项目名称：微带功率分配器设计方法拟制：审核：会签：批准：二00六年一月

微带功率分配器设计方法 1. 功率分配器论述： 1.1定义：功率分配器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路信号能量输出的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时也可称为合路器。 1.2分类： 1.2.1功率分配器按路数分为：2路、3路和4路及通过它们级联形成的多路功率分配器。 1.2.2功率分配器按结构分为：微带功率分配器及腔体功率分配器。 1.2.2根据能量的分配分为：等分功率分配器及不等分功率分配器。 1.2.3根据电路形式可分为：微带线、带状线、同轴腔功率分配器。 1.3概述：常用的功率分配器都是等功率分配，从电路形式上来分，主要有微带线、带状线、同轴腔功率分配器，几者间的区别如下：（1）同轴腔功分器优点是承受功率大，插损小，缺点是输出端驻波比大，而且输出端口间无任何隔离。微带线、带状线功分器优点是价格便宜，输出端口间有很好的隔离，缺点是插损大，承受功率小。（2）微带线、带状线和同轴腔的实现形式也有所不同：同轴腔功分器是在要求设计的带宽下先对输入端进行匹配，到输出端进行分路；而微带功分器先进行分路，然后对输入端和输出端进行匹配。

下面对微带线、带状线功率分配器的原理及设计方法进行分析。 2．设计原理： 2.1分配原理：微带线、带状线的功分器设计原理是相同的，只是带状线的采用的是对称性空气填充或介质板填充，而微带线的主要采用的是非对称性部分介质填充和部分空气填充。下面我们以一分二微带线功率分配的设计为例进行分析。传输线的结构如下图所示，它是通过阻抗变换来实现的功率的分配。图1：一分二功分器示意图在现有的通信系统中，终端负载均为50Ω，也就是说在分支处的阻抗并联后到阻抗结处应为50Ω。如上图匹配网络，从输入端口看Ω==500Z Z in ，而Ω==50//21in in in Z Z Z ，且是等分的，所以1in Z =2in Z ，①处1in Z 、②处2in Z 的输入阻抗应为100Ω，这样由①、②处到输出终端50Ω需要通过阻抗变换来实现匹配。 2.2阶梯阻抗变换：在微波电路中，为了解决阻抗不同的元件、器件相互连接而又不使其各自的性能受到严重的影响，常用各种形式的阻抗变换器。其中最简单又最常用的四分之一波长传输线阶梯阻抗变换器（图2）。它

微带天线仿真设计(5)讲解

太原理工大学现代科技学院微波技术与天线课程设计设计题目：微带天线仿真设计（5）专业班级学号姓名指导老师

专业班级学号姓名成绩设计题目：微带天线仿真设计（5）一、设计目的：通过仿真了解微带天线设计二、设计原理： 1、微带天线的结构微带天线是由一块厚度远小于波长的介质板（成为介质基片）和（用印刷电路或微波集成技术）覆盖在他的两面上的金属片构成的，其中完全覆盖介质板一片称为接触板，而尺寸可以和波长想比拟的另一片称为辐射元。微带天线的馈电方式分为两种，如图所示。一种是侧面馈电，也就是馈电网络与辐射元刻制在同一表面；另一种是底馈，就是以同轴线的外导体直接与接地板相连，内导体穿过接地板和介质基片与辐射元相接。微带天线的馈电（a ）侧馈（b ）底馈 2、微带天线的辐射原理用传输线模分析法介绍矩形微带天线的辐射原理。矩形贴片天线如图： … …………… …… …… …… … …装 …… …… …… …… … …… …… …… 订… …… … …… …… …… …… …… … …线 …… …… …… …… … …… …… ……

设辐射元的长为L，宽为ω，介质基片的厚度为h。现将辐射元、介质基片和接地板视为一段长为L的微带传输线，在传输线的两端断开形成开路，根据微带传输线的理论，由于基片厚度h<<λ，场沿h方向均匀分布。在最简单的情况下，场沿宽度ω方向也没有变化，而仅在长度方向（L≈λ/2)有变化。在开路两端的电场均可以分解为相对于接地板的垂直分量和水平分量，两垂直分量方向相反，水平分量方向相同，因而在垂直于接地板的方向，两水平分量电场所产生的远区场同向叠加，而两垂直分量所产生的场反相相消。因此，两开路端的水平分量可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙，缝的电场方向与长边垂直，并沿长边ω均匀分布。缝的宽度△L≈h，长度为ω，两缝间距为L≈λ/2。这就是说，微带天线的辐射可以等效为有两个缝隙所组成的二元阵列。经过查阅资料，可以知道微带天线的波瓣较宽，方向系数较低，这正是微带天线的缺点，除此之外，微带天线的缺点还有频带窄、损耗大、交叉极化大、单个微带天线的功率容量小等.在这个课设中，借助EDA仿真软件Ansoft HFSS进行设计和仿真。Ansoft公司推出的基于电磁场有限元方法（FEM）的分析微波工程问题的三维电磁仿真软件，Ansoft HFSS 以其无与伦比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，稳定成熟的自适应网格剖分技术，使其成为高频结构设计的首选工具和行业标准，并已广泛应用于航

微波天线课程设计56GHz微带天线设计不同切角

课程设计课程名称：微波技术与天线微带天线设计（不同切角）课设题目：博学馆机房实验地点：电信1201班专业班级： 2012001422 学号：学生姓名：指导教师：李鸿鹰

日月年2015 7 4 课程设计任务书注：课程设计完成后，学生提交的归档文件应按，封面—任务书—说明书—图纸

指导教师签名日期：2015-6-10 ：一、设计题目：微带天线仿真设计（不同切角贴片设计）二、设计目的：通过仿真了解微带天线设计，基于微带贴片天线基础理论以及熟练掌握HFSS10仿真软件基础上设计一个矩形贴片天线，分析其远区辐射场特性以及S曲线。三、设计原理：矩形贴片是微带贴片天线最基本的模型，本设计就是基于微带贴片天线基础理论以及熟练掌握HFSS10仿真软件基础上，设计一个右手圆极化矩形贴片天线，其工作频率为5.6GHz，分析其远区辐射场特性以及S曲线。

矩形贴片天线示意图四、贴片天线仿真步骤 1、建立新的工程运行HFSS，点击菜单栏中的Project>Insert HFSS Dessign，建立一个新的工程。 2、设置求解类型（1）在菜单栏中点击HFSS>Solution Type。（2）在弹出的Solution Type窗口中（a）选择Driven Modal。（b）点击OK按钮。 3. 设置模型单位将创建模型中的单位设置为毫米。（1）在菜单栏中点击3D Modeler>Units。（2）设置模型单位：（a）在设置单位窗口中选择：mm。（b）点击OK按钮。 4、创建微带天线模型（1）创建地板GroundPlane。在菜单栏中点击Draw>Rectangle,创建矩形模型。在坐标输入栏中输：dZ，90：dY，90：dX按回车键。在坐标输入栏中输入长、宽：0：Z，-45：Y，-45：X入起始点的坐标： 0按回车键。在特性（Property）窗口中选择Attribute标签，将该名字修改为GroundPlane。（2）为GroundPlane设置理想金属边界。在菜单栏中点击Edit>Select>By Name。在对话框中

微带天线课程设计报告

课程设计报告课设名称：微波技术与天线课设题目：微带天线仿真设计课设地点：跨越机房专业班级：学号：学生姓名：指导教师： 2012年 6 月 23 日

一、设计要求：矩形贴片是微带贴片天线最基本的模型，本设计就是基于微带贴片天线基础理论以及熟练掌握HFSS10仿真软件基础上，设计一个右手圆极化矩形贴片天线，其工作频率为2.45GHz，分析其远区辐射场特性以及S曲线。矩形贴片天线示意图二、设计目的： 1.理解和掌握微带天线的设计原理 2.选定微带天线的参数：工作频率、介质基片厚度、贴片模型及馈电点位置 3.创建工程并根据设计尺寸参数指标绘制微带天线HFSS模型 4.保存工程后设定边界条件、求解扫描频率，生成S参数曲线和方向图 5.观察对比不同尺寸参数的微带天线的仿真结果，并分析它们对性能的影响三、实验原理：用传输线模分析法介绍它的辐射原理。。设辐射元的长为L，宽为ω，介质基片的厚度为h。现将辐射元、介质基片和接地板视为一段长为L的微带传输线，在传输线的两端断开形成开路，根据微带传输线的理论，由于基片厚度h<<λ，场沿h方向均匀分布。在最简单的情况下，场沿宽度ω方向也没有变化，而仅在长度方向（L≈λ/2)有变化。在开路两端的电场均可以分解为相对于接地板的垂直分量和水平分量，两垂直分量方向相反，水平分量方向相同，因而在垂直于接地板的方向，两水平分量电场所产生的远区场同向叠加，而两垂直分量所产生的场反相相消。因此，两开路端的水平分量可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙，缝的电场方向与长边垂直，并沿长边ω均匀分布。缝的宽度△L≈h，长度为ω，两缝间距为L≈

(整理)微带功率分配器设计

微带功率分配器设计 1. 功率分配器论述： 1.1 定义：功率分配器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路信号能量输出的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时也可称为合路器。 1.2 分类： 1.2.1 功率分配器按路数分为：2 路、3 路和 4 路及通过它们级联形成的多路功率分配器。 1.2.2 功率分配器按结构分为：微带功率分配器及腔体功率分配器。 1.2.2 根据能量的分配分为：等分功率分配器及不等分功率分配器。 1.2.3 根据电路形式可分为：微带线、带状线、同轴腔功率分配器。 1.3 概述：常用的功率分配器都是等功率分配，从电路形式上来分，主要有微带线、带状线、同轴腔功率分配器，几者间的区别如下：（1）同轴腔功分器优点是承受功率大，插损小，缺点是输出端驻波比大，而且输出端口间无任何隔离。微带线、带状线功分器优点是价格便宜，输出端口间有很好的隔离，缺点是插损大，承受功率小。（2）微带线、带状线和同轴腔的实现形式也有所不同：同轴腔功分器是在要求设计的带宽下先对输入端进行匹配，到输出端进行分路；而微带功分器先进行分路，然后对输入端和输出端进行匹配。下面对微带线、带状线功率分配器的原理及设计方法进行分析。 2．相关技术指标： 2.1 概述：功率分配器的技术指标包括频率范围、承受功率、主路到支路的分配损耗、输入输出间的插入损耗、支路端口间的隔离度、每个端口的电压驻波比等。 2.2 频率范围：频率范围各种射频/微波电路的工作前提，功率分配器的设计结构与工

作频率密切相关。必须首先明确分配器的工作频率，才能进行下面的设计。 2.3 承受功率：在大功率分配器/合成器中，电路元件所能承受的最大功率是核心指标，它决定了采用什么形式的传输线才能实现设计任务。一般地，传输线承受功率由小到大的次序是微带线、带状线、同轴线、空气带状线、空气同轴线，要根据设计任务来选择用何种线。 2.4 分配损耗：主路到支路的分配损耗实质上与功率分配器的功率分配比有关。如理想的两等分功率分配器的分配损耗是3dB，四等分功率分配器的分配损耗6dB，常以S参数S21的dB值表示。 2.5插入损耗：输入输出间的插入损耗是由于传输线（如微带线）的介质或导体不理想等因素，及端口不是理想匹配所造成的功率反射损耗，常以S参数S21的dB 值表示。 2.6 隔离度：支路端口间的隔离度是功分器的另一个重要指标。如果从每个支路端口输入功率只能从主路端口输出，而不应该从其他支路输出，这就要求支路之间有足够的隔离度，如两支路端口2和3的隔离度用S23或S32的dB值表示。 2.7 驻波比: 在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Ｖmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Ｖmin ，形成波节。其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。这种合成波称为行驻波。驻波比是驻波波腹处的声压幅值Vmax与波节处的声压Vmin幅值之比。驻波比是表示两端口合理匹配的重要指标，因此每个端口的电压驻波比越小越好。 2．设计原理： 2.1 分配原理：微带线、带状线的功分器设计原理是相同的，只是带状线的采用

HFSS的天线课程设计(20201005041508).docx

一、实验目的 ●利用电磁软件Ansoft HFSS 设计一款微带天线。 ◆微带天线要求：工作频率为，带宽( 回波损耗 S11<-10dB)大于 5%。 ● 在仿真实验的帮助下对各种微波元件有个具体形象的了解。二、实验原理 1、微带天线简介微带天线的概念首先是由 Deschamps于 1953 年提出来的，经过 20 年左右的发展， Munson和 Howell 于 20 世纪 70 年代初期制造出了实际的微带天线。微带天线由于具有质量轻、体积小、易于制造等优点，现今已经广泛应用于个人无线通信中。图1 是一个简单的微带贴片天线的结构，由辐射源、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数包括辐射源的长度L、辐射源的宽度 W、介质层的厚度 h、介质的相对介电常数r和损耗正切 tan、介质层的长度LG和宽度 WG。图 1 所示的微带贴片天线是图 1：微带天线的结构采用微带天线来馈电的，本次将要设计的矩形微带贴片天线采用的是同轴线馈电，也就是将同轴线街头的内心线穿过参考地和介质层与辐射源相连接。对于矩形贴片微带天线，理论分析时可以采用传输线模型来分析其性能，形贴片微带天线的工作主模式是TM10模，意味着电场在长度L方向上有 g / 2 矩的改变，而在宽度 W方向上保持不变，如图 2（a）所示，在长度 L 方向上可以看做成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量，在宽度W方向的边缘处由于终端开路，所以电压值最大电流值最小。从图 2（b）可以看出，微带线边缘的电场可以分解成垂直于参考地的分量和平行于参考地的分量两部分，两个边缘的垂直电场分量大小相等、方向相反，平行电场分量大小相等，方向相反；因此，远区辐射电场垂直分量相互抵消，辐射电场平行于天线表面。

功分器的设计

功分器现在有如下几种系列[11]： 1、400MHz-500MHz 频率段二、三功分器，应用于常规无线电通讯、铁路通信以及450MHz 无线本地环路系统。 2、800MHz-2500MHz 频率段二、三、四微带系列功分器，应用于GSM ／ CDMA/PHS/WLAN 室内覆盖工程。 3、800MHz-2500MHz 频率段二、三、四腔体系列功分器，应用于GSM ／ CDMA/PHS/WLAN 室内覆盖工程。 4、1700MHz-2500MHz 频率段二、三、四腔体系列功分器，应用于PHS/WLAN 室内覆盖工程。 5、800MHz-1200MHz/1600MHz-2000MHz 频率段小体积设备内使用的微带二、三功分器。这里介绍几种常见的功分器：一、威尔金森功分器我们将两分支线长度由原来的4λ变为43λ，这样使分支线长度变长，但作用效果与4λ线相同。在两分支线之间留出电阻尺寸大小的缝隙，做成如图1-1所示结构。图1-1 威尔金森功分器二、变形威尔金森功分器将威尔金森功分器进行变形，做成如图1-2所示结构。两圆弧长度由原来的4λ变为43λ，且将圆伸展开形成一个近似的半圆。每个支路通过2λ传输线与隔离电阻相连，这样做虽然会减小电路的工作带宽，但使输出耦合问题得到了解决，而且可以用于不对称，功分比高的电路，隔离电阻的放置更加容易，且两支路间的距离足够大，在输出口可直接接芯片。

图1-2 变形威尔金森功分器三、混合环混合环又称为环形桥路，它也可作为一种功率分配器使用。早期的混合环是由矩形波导及其4个E-T 分支构成的，由于体积庞大已被微带或带状线环形桥路所取代。图1-3为制作在介质基片上的微带混合环的几何图形，环的平均周长为 23g λ，环上有四个输出端口，四个端口的中心间距均为4g λ。环路各段归一化特性导纳分别为a, b, c ，四个分支特性导纳均为0Y 。这种形式的功率分配器具有较宽的带宽，低的驻波比和高的输出功率。理论上来说，它的带宽可以同威尔金森功分器相比。混合环功分器相对威尔金森功分器的优点在于，在实际应用中它在高频率上的性能更好一些。图1-3 混合环对比以上三种功分器，首先对比威尔金森功分器及变形威尔金森功分器，变形威尔金森功分器性能与仿真结果相差较大，其原因可能有以下几点：加入两个21波长微带线，引入了T 型接头，使微带线产生不连续性；为了保证两21波长微带线之间的距离正好可以焊接电阻，两微带线均倾斜，使焊接电阻处微带不均匀，另外电阻焊接的非对称性影响了功分器输出两端的功分比[9]。威尔金森功分器和混合环的插损性能较好，可以满足一般功率合成的要求。在隔离方面，威尔金森功分器隔离较好，混合环的隔离要稍差。从上述三种功分器分析可以得出：要获得具有良好性能的微波毫米波功分器，需保证一定的加工精度，对加隔离电阻的功分器，要特别注意选择尺寸较小的电阻，焊接时要求电阻两端对称，且从电阻反面焊接，也可以考虑使用薄膜电阻来实现。这三种功分器都可以串联用作多路功率分配/合成器。 1.3 本课题研究内容 4g λ4g λ4 g λ43g λ对称平面

微波天线课程设计56GHz微带天线设计(不同切角)教材

课程设计课程名称：微波技术与天线课设题目：微带天线设计（不同切角）实验地点：博学馆机房专业班级：电信1201班学号：2012001422 学生姓名：指导教师：李鸿鹰 2015 年7 月 4 日

课程设计任务书注：课程设计完成后，学生提交的归档文件应按，封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）指导教师签名：日期：2015-6-10 专业班级电信1201 学生姓名课程名称微波技术与天线课程设计设计名称微带天线设计设计周数 1.5周指导教师李鸿鹰设计任务主要设计参数 1 熟悉HFSS 仿真平台的使用 2 熟悉微带天线的工作原理与设计方法 3 在HFSS 平台上完成如下微带天线的仿真设计设计要求如下：频率：5.6GHz 介质：FR4 4 结合同组其他同学的设计结果完成对于该天线结构参数与性能之间关系的探讨 5 在1.5周内完成设计任务设计内容设计要求 6.11：分组、任务分配、任务理解 6.12：查阅参考资料，理论上熟悉所设计的器件的工作原理与特性，完成方案设计。 6.15~6.18：熟悉仿真平台的使用，完成在平台上的建模，设置，结果提取与分析，以及验收。 6.19：同组同学结果汇总及讨论 6. 22：设计说明书的撰写在设计过程中，作为设计小组成员，每位同学要具有团队意识和合作精神，并最终独立完成自己的设计任务。主要参考资料刘学观，微波技术与天线，西安电子科技大学电出版社，2012 顾继慧，微波技术，科学出版社，2007 李明洋，HFSS 应用设计详解，人民邮电出版社，2010 学生提交归档文件 1.设计报告 2.工程文件

HFSS的天线课程设计

基于 HFSS 的天线设计一、实验目的 ●利用电磁软件Ansoft HFSS 设计一款微带天线。 ◆微带天线要求：工作频率为 2.5GHz，带宽 ( 回波损耗 S11<-10dB)大于 5%。 ● 在仿真实验的帮助下对各种微波元件有个具体形象的了解。二、实验原理 1、微带天线简介微带天线的概念首先是由 Deschamps于 1953 年提出来的，经过 20 年左右的发展， Munson和 Howell 于 20 世纪 70 年代初期制造出了实际的微带天线。微带天线由于具有质量轻、体积小、易于制造等优点，现今已经广泛应用于个人无线通信中。图 1 是一个简单的微带贴片天线的结构，由辐射源、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数包括辐射源的长度L、辐射源的宽度 W、介质层的厚度 h、介质的相对介电常数r 和损耗正切 tan、介质层的长度 LG和宽度 WG。图 1 所示的微带贴片天线是图1：微带天线的结构采用微带天线来馈电的，本次将要设计的矩形微带贴片天线采用的是同轴线馈电，也就是将同轴线街头的内心线穿过参考地和介质层与辐射源相连接。对于矩形贴片微带天线，理论分析时可以采用传输线模型来分析其性能，矩形贴片微带天线的工作主模式是 TM10模，意味着电场在长度 L 方向上有g / 2 的改变，而在宽度 W方向上保持不变，如图 2（a）所示，在长度 L 方向上可以看做成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量，在宽度W方向的边缘处由于终端开路，所以电压值最大电流值最小。从图 2（b）可以看出，微带线边缘的电场可以分解成垂直于参考地的分量和平行于参考地的分量两部分，两个边缘的垂直电场分量大小相等、方向相反，平行电场分量大小相等，方向相反；因此，远区辐射电场垂直分量相互抵消，辐射电场平行于天线表面。

GHz矩形微带贴片天线设计

燕山大学课程设计说明书题目: 基于ADS的矩形微带贴片天线的设计学院（系）：理学院年级专业：电子信息科学与技术13 学号：学生姓名：张凤麒任春宇指导教师：徐天赋教师职称：副教授燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：理学院基层教学单位：电子信息科学与技术13

说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。年月日燕山大学课程设计评审意见表

基于ADS的矩形微带贴片天线设计 The Design of Rectangular microstrip patch antenna with ADS 摘要：本文研究了通信系统中的矩形微带贴片天线。首先介绍了矩形微带贴片的背景及微带馈电的设计考虑。使用了安捷伦辅助仿真工具ADS对2GHz矩形微带贴片天线结构及相应的参数进行了设置仿真及优化，尽可能达到其相应的技术指标。 Abstract：This paper studies the rectangular microstrip patch antenna in communication system. Firstly, the background of rectangular microstrip patch and the design considerations of microstrip feed are introduced. The microstrip patch antenna structure and corresponding parameters of 2GHz rectangular microstrip patch antenna are simulated and optimized by ADS, and the corresponding technical index is reached as far as possible. 关键词：矩形微带贴片天线 ADS 设计 Keyword：Rectangular microstrip patch antenna ADS design 一.矩形微带贴片天线的背景微带贴片天线由于具有质量轻、体积小，易于制造等优点，现今已经广泛应用于个人无线通信中。微带贴片天线由接地板、介质基片和介质基片上的辐射贴片构成的，其中辐射贴片可以是任意的几何形状，但是只有有限的几何形状能计算出辐射特性，比如矩形，圆形，椭圆形，三角形、半圆形、正方形等比较规则的几何形状，其中矩形和圆形贴片的研究最多，可以作为单独的天线使用也可以作为阵元使用。当然在实际应用中，也有矩形和圆形贴片达不到要求的情况，这就促使了人们对各种几何形状微带贴片天线的研究。本文选用矩形贴片来研究微带天线。

2GHz矩形微带贴片天线设计

燕山大学课程设计说明书题目: 基于ADS的矩形微带贴片天线的设计学院（系）：理学院年级专业：电子信息科学与技术13 学号：学生姓名：张凤麒任春宇指导教师：徐天赋教师职称：副教授

院（系）：理学院基层教学单位：电子信息科学与技术13 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。年月日燕山大学课程设计评审意见表

基于ADS的矩形微带贴片天线设计 The Design of Rectangular microstrip patch antenna with ADS 摘要：本文研究了通信系统中的矩形微带贴片天线。首先介绍了矩形微带贴片的背景及微带馈电的设计考虑。使用了安捷伦辅助仿真工具ADS对2GHz矩形微带贴片天线结构及相应的参数进行了设置仿真及优化，尽可能达到其相应的技术指标。 Abstract：This paper studies the rectangular microstrip patch antenna in communication system. Firstly, the background of rectangular microstrip patch and the design considerations of microstrip feed are introduced. The microstrip patch antenna structure and corresponding parameters of 2GHz rectangular microstrip patch antenna are simulated and optimized by ADS, and the corresponding technical index is reached as far as possible. 关键词：矩形微带贴片天线ADS 设计 Keyword：Rectangular microstrip patch antenna ADS design 一.矩形微带贴片天线的背景微带贴片天线由于具有质量轻、体积小，易于制造等优点，现今已经广泛应用于个人无线通信中。微带贴片天线由接地板、介质基片和介质基片上的辐射贴片构成的，其中辐射贴片可以是任意的几何形状，但是只有有限的几何形状能计算出辐射特性，比如矩形，圆形，椭圆形，三角形、半圆形、正方形等比较规则的几何形状，其中矩形和圆形贴片的研究最多，可以作为单独的天线使用也可以作为阵元使用。当然在实际应用中，也有矩形和圆形贴片达不到要求的情况，这就促使了人们对各种几何形状微带贴片天线的研究。本文选用矩形贴片来研究微带天线。二.基本原理图1显示出了采用微带线进行馈电的矩形微带贴片天线几何和立体图形，主要由最下层的接地板、中间的介质基板和最上面的矩形辐射贴片以及微带阻抗变换节和微带馈线构成。与天线性能相关的参数包括辐射元的长度L、辐射元的宽度W、介质层的厚度h、介质的相对介电常数r和损耗角正切tanδ。矩形微带天线的长度L在理论上取值为λg/2。W一般取值应小于λg/2，当W大于λg/2时将会产生高次模而导致场的畸变。对于工作在的矩形微带线，其介质波长λg=λ/Er =,贴片的长度L=λg/2=，W

矩形微带贴片天线设计及仿真

《现代电子电路》课程设计题目矩形微带天线的设计与仿真单位（院、系）：信息工程学院学科专业: 电子与通信工程学号：416114410159 姓名：曾永安时间：2011.4.25

矩形微带天线的设计与仿真学科专业：电子与通信工程学号：416114410159 姓名：曾永安指导老师：吴毅强摘要：本文介绍了一种谢振频率为2.45GHz，天线输入阻抗为50Ω的使用同轴线馈电的矩形微带天线。通过HFSS V10软件对该天线进行仿真、优化，最终得到最佳性能。关键词：HFSS，微带线，天线

Design and Simulation of Rectangular Microstrip Antenna Abstract:This paper introduces a rectangular microstrip antenna which works at resonance frequency of 2.45GHz and antenna input impedance of 50Ω and is fed by coaxial cable. The model of the antenna is set up a nd simulated by ANSOFT HFSS V10 ,and the optimal parameters of the microstrip antenna are obtained as well. Key words:HFSS,Microstrip,Antenna

1.引言微带天线的概念首先是由Deschamps于1953年提出来的，经过20多年的发展，Munson和Howell于20世纪70年代初期制造了实际的微带天线。微带天线结构简单,体积小,能与载体共形, 能和有源器件、电路等集成为统一的整体,已被大量应用于100MHz～100GHz宽频域上的无线电设备中, 特别是在飞行器和地面便携式设备中得到了广泛应用。微带天线的特征是: 比通常的微波天线有更多的物理参数, 可以有任意的几何形状和尺寸；能够提供50Ω输入阻抗,不需要匹配电路或变换器；比较容易精确制造, 可重复性较好；可通过耦合馈电, 天线和RF电路不需要物理连接；较易将发射和接收信号频段分开；辐射方向图具有各向同性。本文设计的矩形微带天线工作于ISM频段，其中心频率为2.45GHz；无线局域网、蓝牙、ZigBee等无线网络均可工作在该频段上。选用的介质板材为Rogers R04003，其相对介电常数εr=3.38,厚度h=5mm；天线使用同轴线馈电。 2.微带贴片天线理论分析图1是一个简单的微带贴片天线的结构，由辐射元、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数包括辐射元的长度L、辐射元的宽度W、介质层的厚度h、介质的相对介电常数 r和损耗角正切tanδ、介质层的长度LG和宽度WG。图1所示的微带贴片天线采用微带线馈电，本文将要设计的矩形微带天线采用的是同轴线馈电，也就是将同轴线街头的内芯线穿过参考点和介质层与辐射元相连接。图1 微带天线的结构

设计仿真微带功分器

实验设计仿真微带功分器一、实验目的：１．掌握微带功分器的原理；２．掌握用VOLTAIRE 仿真、优化线性电路；二、实验原理：功分器是一种功率分配元件，它是将输入功率分成相等或不相等的几路功率，当然也可以将几路功率合成，而成为功率合成元件。在电路中常用到微带功分器，其基本原理和设计公式如下：页 1 图2.1 二路功分器的原理图图2.1是二路功分器的原理图。图中输入线的特性组抗为0Z ,两路分支线的特性阻抗分别为Z 02和Z 03，线长为0e λ/4 , 0e λ/4为中心频率时的带内波长。图中2,3R R 为负载阻抗，R 为隔离阻抗。对功分器的要求是：两输出口2和3的功率按一定比例分配，并且两口之间相互隔离，当两口接匹配负载时，1口无反射。下面根据上述要求，确定Z 02 、Z 03、R 2、R 3及R 的计算公式。设2口、3口的输出功率分别为P2、P3 ，对应的电压为V2、V3 .根据对功分器的要求，则有： P 3=K 2P 2 |V 3|2/R 3=K 2|V 2|2/R 2 式中K 为比例系数。为了使在正常工作时，隔离电阻R 上不流过电流，则应 V 3=V 2 于是得 R 2=K 2R 3 若取 R 2=KZ 0 则 R 3=Z 0/K 因为分支线长为λe0/4，故在1口处的输入阻抗为： Z in2=Z 022/R 2 Z in3=Z 032/R 3 为使1口无反射，则两分支线在1处的总输入阻抗应等于引出线的0Z ，即 Y 0=1/Z 0=R 2/Z 022+R 3/Z 032 若电路无损耗，则

|V 1|2/Z in3=k 2|V 1|2/Z in2 式中V1为1口处的电压所以 Z in =K 2Z 03 Z 02=Z 0[(1+K 2)/K 3]0.5 Z 03=Z 0[(1+K 2)K]0.5 下面确定隔离电阻R 的计算式。跨接在端口2、3间的电阻R ，是为了得到2、3口之间互相隔离得作用。当信号1口输入，2、3口接负载电阻时，2、3两口等电位，故电阻R 没有电流流过，相当于R 不起作用；而当2口或3口得外接负载不等于R2或R3时，负载有反射，这时为使2、3两端口彼此隔离，R 必有确定的值，经计算R=Z 0(1+K 2)/K 。图2.1中两路线带之间的距离不宜过大，一般取2～3倍带条宽度。这样可使跨接在两带线之间的寄生效应尽量减小。三、实验内容：用VOLTERRA 设计仿真一个微带功分器，具体指标如下：中心频率为：02f GHz =；耦合度： 2k = 引出线： 050Z =Ω 介质基片： 2.55,1r h mm ε=- 四．设计过程电路图：局部放大

微带不等分功分器设计与仿真

微带不等分功分器设计与仿真一、摘要功分器全称功率分配器，英文名Power divider，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时可也称为合路器。一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。功分器的主要技术参数有功率损耗（包括插入损耗、分配损耗和反射损耗）、各端口的电压驻波比，功率分配端口间的隔离度、功率容量和频带宽度等。二、设计目的和意义三、设计原理功分器全称功率分配器，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时可也称为合路器。一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。功分器的主要技术参数有功率损耗（包括插入损耗、分配损耗和反射损耗）、各端口的电压驻波比，功率分配端口间的隔离度、功率容量和频带宽度等。功分器也叫过流分配器,分有源,无源两种,可平均分配一路信号变为几路输出, 一般每分一路都有几dB的衰减,信号频率不同,分配器不同衰减也不同,为了补偿衰减,在其中加了放大器后做出了无源功分器。功分器的功能是将一路输入的卫星中频信号均等的分成几路输出，通常有二功分、四功分、六功分等等。功分器的工作频率是950MHz－2150MHz，卫视烧友想必对功分器是再熟悉不过了。以上三个器件的用途和性能是完全不同的，但在日常使用中往往容易把名称混淆了，使得人们在使用中容易产生困惑.*接收系统中的多台卫星接收机，共用一面天线，几面天线共用一台卫星接收机，以及两台以上卫星接收机和两面以上天线共用，它们之间的连接除了依靠电缆之外，主要是靠切换器的组合编程来实现的。功分器是接多个卫星接收机用的.如果一套天线要接多个卫星接收机就要用

微带天线仿真设计(圆形侧馈)

太原理工大学微波技术与天线课程设计设计题目：微带天线仿真设计学生姓名学号专业班级指导教师

太原理工大学现代科技学院课程设计任务书注：课程设计完成后，学生提交的归档文件应按，封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）指导教师签名：日期：专业班级学生姓名课程名称微波技术与天线课程设计设计名称微波器件或天线设计设计周数 1.5周指导教师设计任务主要设计参数 1 熟悉HFSS 仿真平台的使用 2 熟悉微带天线的工作原理与设计方法 3 在HFSS 平台上完成如下仿真设计题目一：三角形微带天线设计（同轴馈），900MHz ，1800MHz /2.4GHz ， 4GHz /2.4GHz ，5.8GHz 学号为1、6完成此题题目二：三角形微带天线设计（侧馈），900MHz ，1800MHz /2.4GHz ， 4GHz /2.4GHz ，5.8GHz 学号为2、7完成此题题目三：圆形微带天线设计（同轴馈），900MHz ，1800MHz /2.6GHz ， 4GHz /2.4GHz ，5.8GHz 学号为3、8完成此题题目四：圆形微带天线设计（侧馈），900MHz ，1800MHz /2.6GHz ， 4GHz /2.4GHz ，5.8GHz 学号为4、9完成此题题目五：半波偶极子天线设计，900MHz ，1800MHz /2.6GHz ， 4GHz /2.4GHz ，5.8GHz 学号为5、0完成此题 4 结合同组其他同学的设计结果完成对于结构参数与性能之间关系的探讨 5 在1.5周内完成设计任务设计内容设计要求 1、 6. 5：分组、任务分配、任务理解 2、 6. 6：查阅参考资料，理论上熟悉所设计的器件的工作原理与特性，完成方案的设计 3、 6. 7~6.9：熟悉仿真平台的使用，完成在平台上的建模，设置，结果提取与分析，以及验收。 4、 6. 12：同组同学结果汇总及讨论 5、 6.13~6.14：设计说明书的撰写在设计过程中，作为设计小组成员，每位同学要具有团队意识和合作精神，并最终独立完成自己的设计任务。主要参考资料刘学观，微波技术与天线，西安电子科技大学电出版社，2008 李明洋，HFSS 应用设计详解，人民邮电出版社，2010 学生提交归档文件 1、相关知识及基本原理 2、参数归纳：材质、尺寸 3、软件仿真过程及结果分析 4、设计总结

等分威尔金森功分器的设计

摘要本文对一个等分威尔金森功分器进行了仿真，分析了功分器的基本原理，介绍了ADS软件基本使用方法，并选择了频率范围：0.9～1.1GHz，频带内输入端口的回波损耗：C 11>20dB，频带内的插入损耗：C 21 <3.1dB,C 31 <3.1dB，两个输出端口间的隔离度：C 23 >25dB为设计指标的等分威尔金森功分器。先进行威尔金森功分器原理图的设计，再用ADS软件进行原理图仿真，得出的结论采用理论计算的结果作为功分器参数时，功分器并没有达到所需设计的指标，所以要对功分器的各个参数进行优化。优化后所得到的最佳数据保存以后再进行功分器版图的仿真，各项指标基本达到设计所需的要求。关键词：仿真，威尔金森功分器，ADS，优化

ABSTRACT In this paper a power dividers quintiles Wilkinson is simulated, and analyzes the basic principle of power dividers, introduces the basic use ADS software method, and choose the frequency range: 0.9～GHz, frequency band 1.1 input ports C11 > 20dB return loss:, frequency band insertion loss: C21 < 3.1 dB, C31 < 3.1 dB, between the two output port C23 > 25dB isolation ratio: for the design index equal power dividers Wilkinson. First conducts the power dividers Wilkinson schematic design, reoccupy ADS software simulation principle diagram, the conclusion of the theoretical calculation result as parameters when power dividers power dividers did not reach the required design to index, so the power dividers various parameters were optimized. After optimization of the best data preserves received after power dividers again, and all the indexes of simulation territory to meet the design requirements of basic required. Key words：Simulation Wilkinson Power dividers ADS optimization

基于cst仿真的6GHz圆极化微带贴片天线设计

Harbin Institute of Technology 课程设计说明书（论文）课程名称：天线仿真设计题目：圆极化微带天线的仿真院系：班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学

一、课程设计目的 1、了解微带天线的辐射原理和分析方法，并掌握微带天线尺寸计算一般过程； 2、了解微带天线圆极化的方法，并设计一种圆极化微带天线； 3、学习并掌握CST软件的使用，熟悉天线仿真的流程，并完成天线的优化设计。二、天线设计目标本文设计的圆极化矩形微带贴片天线的中心频率为6 GHz，并且将满足一下技术指标： 1、反射系数S11<10dB（VSWR<2）； 2、天线轴比小于3dB； 3、绝对带宽100MHz； 4、增益大于5dB； 5、输入阻抗50Ω； 6、波瓣宽度大于70deg。三、微带天线背景 1、微带天线简介微带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线。早在1953年就提出了微带天线的概念，但并未引起工程界的重视。在50年代和60年代只有一些零星的研究，真正的发展和使用是在70年代。常用的一类微带天线是在一个薄介质基(如聚四氟乙烯玻璃纤维压层)上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀等方法作出一定形状的金属贴片，利用微带线和轴线探针对贴片馈电，这就构成了微带天线。由于微带天线有独特的优点，而缺点随着科技的进步正在研究克服，因此它有广阔的应用前景。一般说来，它在飞行器上的应用处于优越地位，可用于卫星通讯、天线电高度表、导弹测控设备、导引头、环境监测设备、共形相控阵等。徽带天线在地面设备上应用也有其优势方面。特别是较低功率的各种民用设备，例如医用微波探头，直播卫星的接收阵以及当前的蓝牙设备的收发天线等，由于微带带天线能集成化，它在毫米波段的优势非常明显。当然它并不是完美无缺的，我们将其与微波天线相比，简单介绍它的优缺点。微带天线和常用的微波天线相比较，它有以下一些突出的优点： (1)重量较轻，体积比较小，剖面低，能与飞行器等载体共形。 (2)容易制作和调制，制作成本较低，适合大批量生产。 (3)容易集成化的性能，在毫米波段的应用有很大的优势。与微波天线相比，微带天线也有一些不足之处，主要表现在如下几点： (1)损耗比较大，从而导致效率也不高。