Расчет и моделирование согласующей микрополосковой цепи
Лабораторная работа №1
Модуль «Моделирование антенно-фидерных устройств»
По курсу «Моделирование СВЧ-устройств в САПР»
|
Запуск ads и создание проекта
Создание и настройка проекта
1.1. Создание нового рабочего пространства
Запустите ADS. В главном окне (Main Window) выберите File → New Workspace.
В мастере создания:
- Укажите папку для проекта и имя (например, Lab1_Matching). Имя автоматически получит суффикс _wrk.
- На следующем шаге обязательно включите галку Set up layout technology immediately after creating the library.
- Выберите Use technology compatible with ADS only.
- В окне Choose Layout Technology выберите библиотеку ads_default, в качестве единиц измерения укажите millimeter (mm) и разрешение 0.0001 mm.
- Завершите создание.
1.2. Создание технологической подложки (tech.Subst)
Options → Technology → Edit Stackup (tech.subst).
Выберите Create the master substrate from scratch, имя оставьте tech, шаблон – 25milAlumina.
В редакторе подложки:
- Выберите слой диэлектрика (Alumina), в правой панели нажмите кнопку справа от Materials (три точки), затем Add From Database, найдите нужный материал (например, FR-4), выберите, OK.
- Установите толщину диэлектрика (H) согласно варианту (например, 0.5 мм).
- По диэлектрику ПКМ → Map Conductor Via – создайте слой для отверстий, задайте роль Conductor Via, материал PERFECT_CONDUCTOR, слой hole(5).
- Верхний слой проводников (cond) – роль Conductor, материал PERFECT_CONDUCTOR, Operation Sheet, толщина 17 мкм (или по варианту).
- Нижний слой земли – роль Cover, толщина 17 мкм, материал PERFECT_CONDUCTOR.
Закройте редактор, сохранив изменения.
Использование инструмента SmithChart
2. Расчёт согласующей цепи на идеальных линиях с помощью Smith Chart
2.1. Запуск Smith Chart
Создайте новую схему: File → New → Schematic, имя Match_Ideal.
В открывшемся окне схемы выберите Tools → Smith Chart.
2.2. Настройка Smith Chart
В окне Smith Chart в поле Freq (GHz) введите центральную частоту (например, 9.4).
Z0 (Ohms) = 50, включите галку Normalize.
В поле Source Impedance (верхняя левая точка) – это Zs* (сопряжённый импеданс источника). Для Zs=50 Ом оставьте центр диаграммы (Gamma=0).
В поле Load Impedance (нижняя правая точка) введите значение ZL (например, 35+j*15). Включите Lock Load Impedance, чтобы случайно не сдвинуть.
(Опционально) Для отображения линий постоянной проводимости: View → Chart Options → включите отображение линий y=1.
По техническому заданию, нам надо согласовать ZS = 55 - j18 Ом с
ZL = 50 Ом на частоте 9,4 ГГц с использованием короткозамкнутого шлейфа. Волновые сопротивления линий выбраны 50 Ом.
2.3. Добавление элементов
На панели слева выберите последовательную линию передачи (иконка с линией). Кликните на диаграмме – появится дуга. Перетащите точку на пересечение с линией y=1.
Затем выберите короткозамкнутый шлейф (иконка с заземлённым шлейфом). Ведите точку к центру диаграммы.
В левой части окна в поле Network Schematic отображается добавленная цепь. Выбрав компонент, можно увидеть его электрическую длину и волновое сопротивление (Z0=50). Запишите полученные значения E_series и E_shunt (например, 114° и 63°).