915MHz射频收发系统的ADS设计与仿真

根据上述参数设计仿真模型图如图 ２ 。
图 ２ 本 方 案 仿 真 模 型 图
１ ２ 改 进 方 案 ．
１２ １ 直 流漂 移解决 方案 ．．
本方案拟设第一本振和第二本振 ， 利用倍频器建立两本振 问关联 ， 继而根据镜频抑制原理 ， 大幅增 加镜频干扰信号与射频信号间距 ， 从而达到节省镜频抑制滤波器 ， 简化中频信道选择 ， 大幅降低直流漂 移 影响 的 目的 。 与零 中频接收电路典型结构相 比， 本方案设 Ｌ Ｌ Ｏ 和 Ｏ 两个本振 ，Ｏ 设 于射频信号频率 ２ ３ ， Ｌ ／处 第 二 中频 直接 变频 为 ０ 故第 二本 振频 率 ＝第一 中频频 率 。综 上有第 二本 振频率 ＝（／ ）ｘ第 一本 振频 ， １２
隔离放大器、 混频器 、 低通滤波器 、 度功分器 、 ０ ９ ０度功分器等元器件各项参数 ； （） ３ 综合运用矢量网络分析仪、 噪声分析仪 、 频谱仪等测量仪器及模拟软件检测改进后直流漂移、 本振 泄露 和低频 噪声 状况 ， 以分 析改进 是否 达 到预期 效果 ； （） ４ 通过模拟载波信号的时域波形和频谱波形 ， 检验本方案系统仿真效果。
１ １ 拓扑 结构及 仿 真模型 图 ．
收 稿 日期 ：２ １ ０ ｌ—ｌ Ｏ一３ ｌ
基金项 目：安庆师范学院青 年科研基金 （ Ｊ １０ ） Ｋ２ １１ 资助 。 ０ 作者简 介：王鹏 ， ， 男 安徽潜 山人 ， 安庆师范学院物理与电气工程学 院讲师 ， 硕士 ， 研究方向为应用 电子技术 。
率 或第 二本 振频率 ＝２×第一 本振频 率 ， 只需 二倍频 于第 一本 振 ， 需再 增加 一个信 号 发生 电路 。 无
由上可算出本方案 中第一本振频率 Ｆ ．＝（／ ）ｘ １ Ｈ ∞ ２３ ５Ｍ ｚ＝６０Ｍ ｚ故第一中频频率 Ｆ ＝ ９ １ Ｈ ， （／ ）ｘ９５ＭＨ １３ １ ｚ＝３ ５Ｍ ｚ又第二中频频率 Ｆｎ ＝０Ｍ ｚ故第二本振频率 Ｆ０ ０ Ｈ 。 Ｉ Ｈ， Ｌ １＝（／ ）×Ｆｏ １２ Ｌ １＝

如 图 １ 示 ， 统 主 要 有 ＭＣ ＭＣ Ｓ ２×Ｓ ２ ） Ｓ４ ３ 所 系 Ｕ（ ９ １ １ ８ 、Ｉ４ ２
模块 、 口通 信模 块 、 示模块 和天线模块组 成。读卡 器辐射 串 警
的 高频 载 波 使 进 入 天 线 市 场 范 围 内 的 电子 标 签 从 辐 射 的 能 量
《 装备制造技术｝００年第 ６ ２１ 期
基 于 ＳＩ４ ２的 ９ ＭＨ ４３ １ ５ ｚ射 频 读 卡 器 设 计
姜
（ 广西大学
摘
龙 ， 国进 ， 李 陈润 设
电气 与工程学 院， 广西 南 宁 ５ ０ ０ ） ３ ０ ４
要 ： Ｆｅｃｌ公 司的 单片机 ＭＣ９ １ ＸＳ２ 用 ｒｅａ ｅ Ｓ ２ １８为控制核 心 ， Ｓｉｏ Ｌ ｂ 公 司的 Ｓ４ ３ 以 ｉｃｎ ａ ｓ ｌ Ｉ４ ２芯 片设计制 作模 块做 射 频收发 器 ， 并给 出
ＭＣ Ｕ模块选 用 Ｆｅｃｌ 公 司的单片 机 ＭＣ Ｓ ２Ｘ １８ 单 ｒｅａ ｅ ９ １ ２ ， Ｓ 片机 具有 ６ ４—２ ６ Ｂ嵌入 式 闪存 ， ５ｋ 带纠 错码 （ Ｃ 功能 ， Ｅ Ｃ） ４ １ｋ ２ Ｂ的 Ｒ Ｍ， 达 ４～８ Ｂ的 ｄｔ ｆ ｓ ， 子上 集成 了 Ｅ Ｃ Ａ 高 ｋ ａ － ａｈ 片 ａｌ Ｃ
遥测 、 门禁 系统 、 身份 识别 、 非接 触 Ｒ Ｆ智 能 卡 、 线 ４ ５２ ２ 无 ８ ／３ 数 据通信 、 全防火等领域 。 安
高频功率放 大器 、低 噪声放大器 、 Ｑ转换 混频器 、基 带滤波 Ｕ
器、 放大器 等所需要 去 Ｒ Ｆ功能模 块 ， 外部 仅仅需要 一块 晶振
模 块 、一 个 穿 行 外 设 接 口 Ｓ Ｉ 块 、 外 部 事 件 触 发 中断 输 Ｐ模 ４路 入 端 口等 外 围 接 口 ， 得 电 路 设 计 简 单 、 干 扰 能 力 强 。通 过 使 抗

《基于ADS的射频功率放大器设计与仿真》篇一一、引言随着无线通信技术的不断发展，射频功率放大器（RF Power Amplifier, 简称PA）作为无线通信系统中的关键组件，其性能的优劣直接影响到整个系统的性能。

因此，设计一款高性能的射频功率放大器显得尤为重要。

本文将介绍一种基于ADS（Advanced Design System）的射频功率放大器设计与仿真方法，以期为相关领域的研究人员和工程师提供一定的参考。

二、设计原理与方案1. 设计原理射频功率放大器的主要功能是将低功率的射频信号放大到适合传输的功率水平。

设计过程中需考虑的主要因素包括放大器的增益、效率、线性度以及稳定性等。

基于ADS的设计方法主要利用ADS软件进行电路仿真，通过优化电路参数，以达到设计目标。

2. 设计方案本文提出的设计方案主要包括以下几个步骤：（1）确定设计指标：根据系统需求，确定射频功率放大器的设计指标，如工作频率、增益、输出功率、效率等。

（2）选择器件：根据设计指标，选择合适的晶体管、电容、电感等器件。

（3）电路设计：利用ADS软件进行电路仿真，通过优化电路参数，以达到设计目标。

（4）仿真验证：对设计好的电路进行仿真验证，检查是否满足设计指标。

三、基于ADS的仿真过程1. 建立模型：在ADS软件中，根据选定的器件建立电路模型。

2. 参数设置：设置仿真参数，如工作频率、输入功率、负载阻抗等。

3. 仿真分析：进行电路仿真，分析放大器的增益、效率、线性度等性能指标。

4. 优化设计：根据仿真结果，对电路参数进行优化，以提高放大器的性能。

四、仿真结果与分析经过仿真验证，本文设计的射频功率放大器在以下几个方面表现出色：1. 增益：放大器的增益达到了设计要求，且在工作频率范围内保持稳定。

2. 效率：放大器的效率较高，达到了预期目标，有效提高了能量的利用率。

3. 线性度：放大器的线性度良好，输出信号失真较小，满足系统需求。

4. 稳定性：放大器在工作过程中表现出良好的稳定性，没有出现自激振荡等问题。

混频器的设计与仿真设计题目：混频器的设计与仿真学生姓名： ____________________________学院： _______________________________专业： _______________________________指导老师： ____________________________学号： _______________________________ 期:2011年12月20 日•、射频电路与ADS既述 (3)1、............................................................... 射频电路概述32、................................................................... ADS既述3 1、混频器的设计. (7)1. 混频器的基本原理 (7)2、混频器的技术指标 (9)三、混频器的设计 (9)1、3 D B定向耦合器的设计.................................................. .9...…1.1、建立工程............................................................ 9.......1.2、搭建电路原理图 (10)1.3、设置微带线参数 (11)1.4、耦合器的S参数仿真 (12)2、............................................................. 完整混频器电路设计173、低通滤波器的设计 ................................................................... 2.错误!未定义书签四、混频器性能仿真 (23)1、....................................................... 混频器功能仿真231.1、仿真原理图的建立 (23)1.2功能仿真 (25)2、....................................................... 本振功率的选择273、混频器的三阶交调点分析 (28)3.1、三阶交调点的测量 (28)3.2、三阶交调点与本振功率的关系 (31)4、混频器的输入驻波比仿真 (31)五、设计总结 (33)一、射频电路与ADS既述1、射频电路概述射频是指超高频率的无线电波，对于工作频率较高的电路，人们经常称为“高频电路”或“射频(RF电路”或“微波电路”等等。

射频系统主要由系统级滤波器、系统级放大器和系 统级混频器等系统级元件构成，对射频系统可以进行S参 数仿真或谐波平衡仿真等多种形式的仿真。本章将首先给 出射频系统设计与仿真基础，然后给出一个ADS软件的系 统仿真例程。
第五章 ADS通信系统仿真 第五章 ADS通信系统仿真
5.1：设计基础级通信系统 5.2：通信系统实例分析
第五章 ADS通信系统仿真
用元件搭建原理图电路的基本步骤如下。 （1）在原理图的元件面板列表上，选择 S 参数仿真 【Simulation-S_Param】项，元件面板上出现与 S 参数 仿真对应的元件图标。
（2）在 原 理 图 工 具 栏 中 单 击 按 钮 ， 将 地 线 （GROUND）插入原理图，让负载终端 Term 1 接地。
（9）单击工具栏中的 按钮，将原理图中的放大器、 混频器、电压源、电阻和带通滤波器连接起来，连接方 式如图 5.2 所示。
第五章 ADS通信系统仿真
图 5.2 放大器、混频器、电压源、电阻和带通滤波器连接
第五章 ADS通信系统仿真
（10）在原理图的元件面板列表上，选择带通滤波器 【Filters-Lowpass】项，在带通滤波器元件面板上，选择 切比雪夫滤波器 Chbshv，插入原理图中。
第五章 ADS通信系统仿真
5.1 设计基础级通信系统
5.1.1 新建工程
1.创建项目
使用主视窗创建项目，这个项目的名称定为 system。创建项目的步骤如下。 ➢ 启动ADS软件，弹出主视窗。 ➢ 选择主视窗中的【File】菜单>【New Workspace】，
会弹出【New Workspace Wizard】对话框，在对话 框中单击【Next】，项目名称为MyWorkspace。 ➢ 单 击 【 New Workspace Wizard 】 对 话 框 中 的 【Finish】按钮，完成创建项目。

基于 ADS 的射频综合仿真实验的设计张兰;岳显昌;唐瑞;黄世峰;秦斯奇【摘要】本文介绍的基于 ADS 的射频综合实验的设计思路，就是以设计一个特定的射频收发系统为目标，利用仿真软件的行为级功能模块完成系统的设计与建模，并对收发系统的噪声系数、增益和频率选择性等重要指标进行仿真，进而评估系统性能。

本文从实验原理分析和实验内容的设置两个方面对该仿真实验的设计进行讨论，旨在更好地培养学生射频系统综合设计能力，促进射频电路实践教学质量的全面提高。

%The comprehensive experimental of radio frequency(RF)circuit based on ADS,ask students to com-plete the design and model of RF transceiver system based on the behavior function module of simulation software and then assess the performance of the system from the important characteristics of the transmitter and receiver such asnoise,gain,frequency selectivity coefficient. This paper discusses on the design for a comprehensive experimen-tal of RF circuit based on ADS from experiment principle and experiment content. This experiment is helpful to cul-tivate the studentsˊ comprehensive ability of the RF system design and improve the teaching quality.【期刊名称】《电气电子教学学报》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P84-86,93)【关键词】ADS;射频前端;仿真;实践教学【作者】张兰;岳显昌;唐瑞;黄世峰;秦斯奇【作者单位】武汉大学电子信息学院，湖北武汉 430079;武汉大学电子信息学院，湖北武汉 430079;武汉大学电子信息学院，湖北武汉 430079;武汉大学电子信息学院，湖北武汉 430079;武汉大学电子信息学院，湖北武汉 430079【正文语种】中文【中图分类】TN7100 引言目前，高校开展的“射频电路实验”课程主要包括基于射频实训系统的以频谱仪为主要测量仪器的测量性实验项目和基于仿真软件的射频模块设计性实验项目，其中射频模块的设计性实验主要是利用ADS、MWO和HFSS等专业软件，进行对典型射频模块如滤波器、天线、功分器和放大器等进行设计、仿真、制作以及测量，从而掌握射频模块的开发流程，熟悉射频电路的制作工艺和测试方法［1-4］。

《基于ADS的射频功率放大器设计与仿真》篇一一、引言随着无线通信技术的不断发展，射频功率放大器（RF Power Amplifier, RFPA）作为无线通信系统中的关键部件，其性能的优劣直接影响到整个系统的性能。

因此，设计一款高性能的射频功率放大器具有重要意义。

本文将介绍基于先进设计系统（Advanced Design System, ADS）的射频功率放大器设计与仿真的全过程。

二、射频功率放大器基本原理射频功率放大器是一种将低频信号调制为高频信号并进行放大的电子设备。

其基本原理是通过外部电源供电，使输入信号在器件内部产生谐振并实现放大。

射频功率放大器的性能指标主要包括增益、输出功率、效率、线性度等。

三、ADS软件介绍ADS是一款功能强大的电子设计自动化软件，广泛应用于射频、微波电路的设计与仿真。

ADS提供了丰富的电路元件库、精确的仿真算法以及友好的操作界面，使得设计师能够快速、准确地完成电路设计与仿真。

四、射频功率放大器设计1. 确定设计指标：根据系统需求，确定射频功率放大器的增益、输出功率、效率、线性度等指标。

2. 选择器件：根据设计指标，选择合适的晶体管、电容、电感等器件。

3. 电路拓扑设计：根据器件特性，设计合理的电路拓扑结构，包括输入匹配网络、输出匹配网络、偏置电路等。

4. 仿真分析：利用ADS软件进行电路仿真，分析电路性能，包括增益、输出功率、效率、线性度等。

五、仿真结果与分析1. 增益仿真：通过仿真得到射频功率放大器的增益曲线，分析其频率特性及在不同频率下的增益变化情况。

2. 输出功率仿真：通过仿真得到射频功率放大器的输出功率曲线，分析其输出功率与效率的关系。

3. 效率仿真：通过仿真得到射频功率放大器的效率曲线，分析其在不同输出功率下的效率变化情况。

4. 线性度仿真：通过仿真分析射频功率放大器的线性度，包括谐波失真、交调失真等。

六、优化与改进根据仿真结果，对电路进行优化与改进，包括调整器件参数、改进电路拓扑结构等，以提高射频功率放大器的性能。

第七章 ADS通信系统综合实验
由图7.12可以得到如下数据。 （1）在中频放大器ANTI处，系统增益为8dB，这
是中频放大器的增益值。 （2）在混频器N1TX1处，系统增益为5dB，这是
因为混频器有-3MB增益。 （3）在射频滤波器BPF1处，系统增益为3.8dB，
这是因为射频滤波器1有1.2dB的插入衰减。 （4）在射频放大器ANIP2处，系统增益为23.8dB，
第七章 ADS通信系统综合实验
7.1.1 设计射频发射系统
1. 创建原理图 （1）启动ADS软件，弹出主视窗，同时弹出
【Advanced Design System】对话框，如图7.1所示
图7.1 【Advanced Design System】对话框
（2）在主视窗的文件浏览区为RF_System_wrk项目下 新建一个【New Schematic】对话框，将射频发射系 统的原理图命名为Transmitter。
第七章 ADS通信系统综合实验
第七章 ADS通信系统综合实验
物联网作为一种非常复杂、形式多样的系统技术 应用，与现代通信技术的快速发展有着密不可分的联 系。特别在无线通信系统中，近距无线通信技术与物 联网的联系更为紧密，目前使用较广泛的近距无线通 信技术都包含基本的通信电路系统，比如射频收发、 射频放大等等。本章将结合无线通信热点技术，利用 ADS软件进行系统综合实验的仿真，有助于读者对 相关热点理论知识有更深的理解。
图7.8 设置发射系统预算路径
图7.9 增益预算方程
第七章 ADS通信系统综合实验
在原理图的元件面板列表上，选择交流仿真【SimulationAC】项。在交流仿真元件面板上，选择功率增益预算控件 【BdGain】插入原理图中，设置其中的方程：

基于ADS的射频环行器仿真设计射频环行器是一种常用的微波器件，其具有很好的性能和广泛的应用。

在设计射频环行器时，可以使用ADS（Advanced Design System）软件进行仿真，以优化其性能和减少设计成本。

下面将详细介绍基于ADS的射频环行器仿真设计。

首先，在ADS软件中创建一个新的工程，选择射频环行器的参数进行设置。

射频环行器的关键参数包括工作频率、耦合系数、传输矩阵的特性等。

接下来，在ADS的设计流程中进行电路图的设计。

首先，设计射频环行器的耦合结构。

根据设计需求，选择合适的耦合结构，如驻波耦合结构或插入式耦合结构。

根据射频环行器的工作频率和带宽要求，确定合适的尺寸和工艺。

然后，设计射频环行器的传输线路。

通过添加合适的传输线路，将射频信号引导到环行器的耦合结构中，并将回传信号引导回传输线路。

这样可以实现射频信号的传输和耦合。

接下来，进行电路的参数设置。

设置射频环行器的工作频率、器件特性等参数。

可以根据实际需求设置相应的参数值。

然后，进行射频环行器的仿真分析。

使用ADS软件中的电磁仿真工具，对射频环行器进行仿真。

通过仿真分析，可以得到射频环行器的S参数、传输特性等信息。

根据仿真结果，可以优化射频环行器的设计，使其性能达到更好的要求。

最后，进行射频环行器的优化设计。

根据仿真结果，对射频环行器的结构参数进行调整，以改善其性能。

可以通过改变耦合结构的尺寸、增加或减小传输线路的长度、调整传输线路的宽度等方式进行优化设计。

在整个设计过程中，可以通过ADS软件提供的快速优化工具，对射频环行器的性能进行快速评估和优化，以减少设计的时间和成本。

可以通过改变射频环行器的参数，如耦合系数、传输线路的特性等，以获得更好的射频性能。

综上所述，基于ADS的射频环行器仿真设计可以帮助工程师更好地优化射频环行器的性能和减少设计成本。

通过对射频环行器的耦合结构和传输线路进行设计和调整，可以获得更好的射频性能。

同时，通过ADS软件提供的快速优化工具，可以快速评估和优化射频环行器的性能。

基于FPGA的915MHz射频读卡器设计识别()技术是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并猎取相关信息。

通常RFID系统主要由应用软件、射频卡以及读卡器三部分构成[1]。

相对于低频段的RFID系统，工作在860 MHz～960 MHz的超高频段(UHF)RFID系统有着读取距离远、阅读速度快等优点，是目前国际上RFID技术进展的热点[2]。

读卡器的设计是RFID系统设计中的关键部分，设计计划有无数种。

[3]具有开发容易、静态可重复编程和动态在线编程的特点，已经成为当今应用最广泛的可编程专用。

目前生产RFID产品的无数公司都用法自己的标准，可供射频卡用法的几种标准有ISO/IEC 11784、ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693和ISO/IEC 18000等。

其中应用最多的是ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693和ISO/IEC 18000这三个标准[4]。

本文基于ISO/IEC 18000-6 Type B 协议设计了一款工作频率为915 MHz的读卡器。

1 读卡器的硬件设计读卡器的硬件可以分为三大模块：FPGA数字信号处理模块、及人机接口模块和射频收发模块，其结构框图1所示。

FPGA数字信号处理模块用来实现ISO/IEC 18000-6 Type B 协议中规定的基带数据编解码，MCU及人机接口模块用来实现命令的跳转控制和返回数据的显示等一些操作接口，射频收发模块用来处理前端的超高频信号。

1.1 FPGA数字信号处理模块FPGA数字信号处理模块包含时钟分频模块、FIFO、曼彻斯特、CRC生成校验、FM0、串并变换及对应的帧发送接收控制器，其结构框图2所示。

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设定材料属性
为天线模型设定合适的介质材料属性，如相对介电常数和损耗角 正切等。
设定边界条件
设置辐射边界条件
为了模拟天线辐射，需要设定合适的辐射边界条件，如PML（完美 匹配层）边界。
设定馈电条件
根据天线的馈电方式，设定合适的馈电条件，如微带线馈电或同轴 线馈电。
设置仿真频率范围
根据设计需求，设定合适的频率范围进行仿真分析。
ADS软件简介
软件概述
Advanced Design System (ADS)是一款由Agilent公司开发的电子设计自动化软件， 主要用于射频和微波系统的设计和仿真。
主要功能
ADS提供了全面的电磁仿真、电路仿真以及系统级仿真等功能，广泛应用于通信、雷达、 导航等领域。
在射频天线设计中的应用
在射频天线设计中，ADS软件可以帮助设计师快速建立模型、进行精确仿真，并根据仿 真结果进行优化，从而提高天线的性能参数。
改进设计结构
总结词
改进天线设计结构是提高性能的有效途径。
详细描述
通过对天线结构进行改进和创新，可以进一步优化天线的电气性能。例如，采用分形结构、多层结构 、多频带结构等设计，可以增强天线的带宽、多频带或多波束能力。此外，还可以通过优化馈电网络 、匹配电路等辅助结构，提高天线的整体性能。
06
结论与展望
ADS射频天线部分仿真及 优化
• 引言 • 射频天线基本理论 • ADS射频天线仿真 • 仿真结果分析 • 优化实施 • 结论与展望
01
引言
目的和背景
目的
通过使用Advanced Design System (ADS)软件，对射频天线部分进行仿 真和优化，以提高其性能参数。
背景
随着无线通信技术的快速发展，射频 天线在通信系统中的地位日益重要。 为了满足各种复杂的应用需求，对射 频天线进行精确的仿真和优化至关重 要。

《基于ADS的射频功率放大器设计与仿真》篇一一、引言射频功率放大器（RF Power Amplifier，简称RPA）是无线通信系统中的关键组件，其性能直接影响到整个系统的传输效率和信号质量。

随着无线通信技术的快速发展，对射频功率放大器的设计要求也越来越高。

本文将介绍基于ADS（Advanced Design System）软件的射频功率放大器设计与仿真过程，以提升设计效率和性能。

二、设计要求与指标在开始设计之前，我们需要明确射频功率放大器的设计要求与指标。

主要包括以下几个方面：1. 工作频率范围：根据系统需求，确定放大器的工作频率范围。

2. 输出功率：根据系统传输需求，设定合适的输出功率。

3. 效率：要求放大器具有较高的能效比，以降低能耗。

4. 线性度：要求放大器在不同输出功率下保持良好的线性度，减少失真。

5. 其他指标：如噪声系数、稳定性等。

三、ADS软件介绍ADS是一款功能强大的电子设计自动化软件，可用于射频电路、微波电路、毫米波电路以及光电子器件的设计与仿真。

该软件提供了丰富的电路元件库、仿真工具和优化算法，可大大提高设计效率和性能。

四、射频功率放大器设计1. 电路拓扑选择：根据设计要求，选择合适的电路拓扑结构，如共源极、共栅极等。

2. 元件选择：选择合适的晶体管、电容、电感等元件，以满足设计要求。

3. 直流偏置设计：设置合适的直流偏置电路，以保证放大器在不同输出功率下的工作稳定性。

4. 匹配网络设计：设计输入和输出匹配网络，以实现最大功率传输和良好的驻波比。

5. 仿真验证：利用ADS软件进行电路仿真，验证设计的正确性和性能指标。

五、仿真结果与分析通过ADS软件进行仿真，我们可以得到射频功率放大器的各项性能指标。

以下是一些主要的仿真结果与分析：1. S参数仿真：通过S参数仿真，我们可以得到放大器的输入反射系数、输出反射系数以及传输系数等参数，从而评估放大器的传输性能和匹配情况。

2. 功率增益仿真：通过功率增益仿真，我们可以得到放大器的功率增益曲线，以评估放大器在不同输出功率下的增益性能。

46 | 电子制作 2021年12月通信等系统对收发开关的各项技术指标要求越来越严，如隔离度、转换速度、功率容量、集成性等方面。

射频开关是通讯领域控制信号的传输路径和信号大小幅度的器件,从工作原理上可分为机械开关、铁氧体开关、PIN 二极管开关、EFT 场效应开关。

机械开关和铁氧体开关能承受较高功率，但受到切换速度和寿命的影响，不宜应用于高速、频繁切换的电路；PIN 二极管开关因其插入损耗低、隔离度大、开关速度快、承受功率大、开关寿命长、电路设计灵活多样等诸多优点，被广泛应用于无线通信、电子对抗、雷达探测系统等许多领域。

无线通信系统的半双工收发电路中，一般采用开关切换技术来使收发通道共享一副天线，减少电路的体积和重量。

本文所设计应用的收发开关用于某无线通信电台天线端口至发射机和天线端口至接收机之间的切换，实现收发通道共享一副天线。

如图1所示。

图1 收发开关示意图1 PIN 二极管结构与工作原理PIN 二极管（PIN Diode)简称PIN 管。

PIN 管是一种两端半导体元器件，通常由硅或砷化镓材料制成，它的结构是在重掺杂的P+和N+区之间加入一个未掺杂的本征层I层构成，如图2所示。

P+区I 区 N+区图2 PIN 管构成示意图PIN 二极管的工作原理是利用其在直流电压的控制下，道转换作用。

在正向电流偏置下，空穴和电子被注入到I 层，使得I 层对射频微波信号只呈现一个线性电阻，阻抗RS 最小，接近于短路。

其等效电路由一个寄生电感和电阻RS 组成，如图3(a)所示。

其中Lint 为寄生电感，RS 为串联等效电阻。

在反向偏置时，I 层不会存储电荷，二极管就等效为一个电容Cj 并联一个电阻Rr,阻值最大接近于开路，其等效电路如图3(b)所示。

PIN 二极管的直流伏安特性和PN 结二极管直流伏安特性一样，但在射频微波频段有着根本的差别。

PIN 二极管I 层的总电荷主要由偏置电流产生，而不是由微波电流瞬时值产生，对微波信号只呈现一个线性电阻。

电路设计中射频线路的仿真工具和优化技术射频（Radio Frequency, RF）线路在现代通信系统中起着至关重要的作用。

电路设计人员在设计射频线路时需要考虑信号的传输、反射、损耗、噪声等各种因素，这对于保证通信质量和性能至关重要。

为了提高射频线路的设计效率和准确性，仿真工具和优化技术成为电路设计中的关键环节。

一、射频线路的仿真工具射频线路的仿真是指使用计算机软件模拟射频电路的工作状态，通过仿真结果来评估电路的性能和特性。

在射频线路仿真中，主要使用的工具有ADS（Advanced Design System）、CST Studio Suite和Ansys等。

1. ADS（Advanced Design System）ADS是一种由美国Keysight Technologies公司开发的射频/微波电路设计和仿真软件。

它具有强大的仿真和优化功能，在射频线路设计中被广泛使用。

ADS支持各种射频电路元件和传输线的建模，包括微带线、同轴电缆、滤波器、放大器等。

它可以对射频线路进行直流和交流的仿真，评估S参数、噪声、功率等指标，并优化电路设计。

2. CST Studio SuiteCST Studio Suite是德国CST公司开发的一款射频和电磁场仿真软件。

它能够对射频线路中的电磁场、电流分布等进行全面仿真。

CST Studio Suite具有强大的求解能力和细粒度的网格划分，可以准确地模拟射频电路中复杂的物理现象。

它支持微带线、天线、滤波器等射频元件的建模和仿真，并提供了多种优化算法，用于优化射频线路的性能。

3. AnsysAnsys是美国Ansys公司开发的一款通用仿真软件。

它不仅可以进行射频电路的仿真，还可以进行结构力学分析、流体动力学分析等。

Ansys具有强大的仿真和优化功能，可以对射频线路进行全方位的建模和分析。

它支持微带线、天线、滤波器等射频元件的建模，并提供了多种优化算法和工具，用于提高射频线路的性能。

的配套教材《ADS射频电路设计基础与典型应用》和《ADS射频电路仿真
与实例详解》。
第3页/共51页
12.•1 美国安捷伦（Agilent）公司与ADS软件
12.2
ADS的设计功能
12.3
ADS的仿真功能
12.4 ADS的4种主要工作视窗
第4页/共51页
12.1 美国安捷伦（Agilent）公司与ADS软件
第10页/共51页
•
3. ADS的设计、仿真功能
•
•
ADS的功能十分强大，支持开发所有类型的射频（RF）设计，从离
散的射频/微波模块，到用于通信、航天和国防的射频系统。
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•
4. ADS的开放与兼容性
•
• （1）与其它软件的连接。
• （2）与测试设备连接。
• （3）与厂商元件模型间的沟通。
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12.2 ADS的设计功能
•
ADS可以提供原理图设计。
•
ADS还可以提供布局图设计，布局图也称为版图。
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• 1. 设计面板
•
• （1）设计面板的功能
•
利用元件面板上提供的元部件，可以进行原理图设计。
第14页/共51页
• （2）设计面板举例 • （a）频域源 （b）微带线（d）带通滤波器
12.4.3 数据显示视窗
•
当在原理图上完成设计仿真后，可以在数据仿真视窗显示仿真结果。
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• 第46页/共51页
• 第47页/共51页
•
12.4.4 版图视窗
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在原理图上完成设计仿真后，需要将设计的原理图转换为版图。版图
视窗用来进行版图的设计、编辑与仿真。

射频接收系统设计与仿真1 前言 (2)2 工程概况 (2)3 正文 (2)3.1零中频接收系统结构性能和特点 (3)3.2基于ADS2009对零中频接收系统设计与仿真 (3)3.3超外差接收系统结构性能和特点 (12)3.4基于ADS2009对超外差接收系统设计与仿真 (13)4 有关说明 (16)5 心得体会 (18)6 致谢 (18)7 参考文献 (19)射频是一种频谱介于75kHz-3000GHz之间的电波，当频谱范围介于20Hz-20kHz之间时，这种低频信号难以直接用天线发射，而是要利用无线电技术先经过转换，调制达到一定的高频范围，才可以借助无线电电波传播。

射频技术实质是一种借助电磁波来传播信号的无线电技术。

无线电技术应用最早从18世纪下半段开始，随着应用领域的扩大，世界已经对频谱进行了多次分段波传播。

当前，被广泛采用的频谱分段方式是由电气和电子工程师学会所规定的。

随着科学技术的不断发展，射频所含频率也不断提高。

到目前为止，经过两个多世纪的发展，射频技术也已经在众多领域的到应用。

特别是高频电路的应用。

其中在通信领域，射频识别是进步最快的重要方面。

工程概况近年来随着无线通信技术的飞速发展，无线通信系统产品越来越普及，成为当今人类信息社会发展的重要组成部分。

射频接收机位于无线通信系统的最前端，其结构和性能直接影响着整个通信系统。

优化设计结构和选择合适的制造工艺，以提高系统的性能价格比，是射频工程师追求的方向。

由于零中频接收机具有体积小、成本低和易于单片集成的特点，已成为射频接收机中极具竞争力的一种结构，在无线通信领域中受到广泛的关注。

本文在介绍超外差结构和零中频结构性能和特点的基础上，对超外差结构和零中频结构进行设计与仿真。

正文下面设计一个接收机系统，使用行为级的功能模块实现收信机的系统级仿真。

3.1零中频接收系统结构性能和特点3.1.1 零中频接收系统结构性能通过上面的介绍可知零中频接收机的本振与接收信号的载波频率相同，因此它的结构如图3.1图3-1（零中频接收机结构框图）3.1.2零中频接收系统特点零中频(Zero IF)或直接变换(Direct-Conversion)接收机具有体积小、成本低和易于单片集成的特点，正成为射频接收机中极具竞争力的一种结构。