ADS仿真天线详细过程

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如何进行ADS的天线仿真:

1. 建立工作环境

2. Option->Technology-> Technology Setup,修改单位,这一步要在建立PCB之前进行,而

且更换时不能打开原理图和PCB文档。

3. 新建layout文件,修改网格,暂时不改layout layer设置。建立微带片和PIN。

4. 设置基片所需的材料文件,也是options->technology中,在包括copper(铜皮)和FR4

文件。

5. 对基片布局进行设置

1) 整体

2) 微带片

3)基片

4)GND层

6. Port端口

7. EM设置,可以看到之前设置的基片、端口是否正确,如果有误则显示黄色叹号。不出

现黄色叹号就说明可以正常仿真。这里还有扫频设置。设置OK就可以simulate。

8. 仿真结果,以及一些相关设置界面。

此时封装这个S参数的仿真结果,用于原理图仿真。注意需要设置的地方。

进入其他结果界面之前,需要进行端口参数设置。

包括频率值,端口电平和阻抗参数。完成后apply,然后compute。结果如下:

暂时对这些参数不是很了解仔细,目前比较关注的是S11和效率,而从这个看了,ADS

没有提供直接的效率值,但是有G和D,我们可以通过G/D*100%了解到效率值。

下面我们来了解其如何实现匹配的。

1. 首先,从仿真结果中或者在频点(2.4G)的阻抗参数。

如上:Z=Z0*(4.135+j2.118)

2. 在原理图界面,打开smith chart工具

3. 下一步就是在smith中进行匹配了。这部分设置比较多,如下,注意的是对负载阻抗的

设置,这个是根据我们前面求出的天线的输入阻抗值进行的设置。

4. 开始进行匹配。

这里有个技巧:在上面设置完之后,首先,我们选择左边的微带线串联器件,然后在smith

中任意位置单击,确定一个值。再在右边的原理窗口,单击选中放置的微带器件,发现

下面有两个选项可以修改,就是Z0和Value,这两个就是微带传输线的阻抗和电长度,

是微带匹配的关键参数。下面就是正对这两个调节的。调节的原则如下:

1) Z0主要控制弧的宽度

2) Value主要控制弧的长度

有这两个原则,就简单了吧。完成后有下:Z0=117,Value=106。这两个值在求微带传输

线是关键。

5. 开始进行微带传输线的计算。在原理图中,打开Tools中的LineCalc,要进行以下设置:

基片参数(与layout处一致)、计算频点、电参数(上面求出的Z0和电长度值),然后

synthesize就可,注意单位。

如下图,就是在进行参数设置后所求出的微带传输线的L=21.476mm和W=0.426mm。

我们随便把50欧姆的值也求出来,馈线嘛。注意的一个地方是,50欧姆传输线的电长

度不影响匹配(因为从smith图来看,在Z0=50欧姆时候,已经位于中心原点位置,因

为电长度是让作用点绕原点旋转的,所以此时不论电长度多长,怎么绕,都还是在原点

位置),也就是说,50欧姆微带线的长度不影响结果,所以只要得到W=3.068mm即可。

6. 在原理图上进行仿真。建立如下原理图:

曾经出现的一个错误:在Term中,一定要按照顺序定义,如上图把Term1改为Term2,

则仿真会出错。

对原理图上各个参数设置:S扫描范围、基片参数设置、单端口设置、微带传输线设置

等。

7. 仿真开始。结果如下,说明在原理图上,按照该微带传输线设置的仿真比较符合预设值。

8. 转回到layout,按照这个尺寸进行传输线修改仿真。

目前对ADS还不是太熟,还是用坐标方式输入比较准确,前提是单位设置要合理,此处

我们设置最小时0.001mm。

9. 开始仿真,得结果如下:

发现layout仿真和原理图还是有差别的(因为刚接触ADS,不排除设置问题)。偏离比

较大。

此时就要有针对性的调整了。然后再仿真,直到得到预设值为止。注意判断参数,初步

可以参考HFSS的来-S11和效率。

把匹配线长度改为11mm(和原理图差别也太大了吧),结果达到预设值。

不过,怎么增益这么低,如果算成效率,那不是才百分之十几??

看来还有很多要学习的,对于ADS和天线部分。

目前可以用ADS进行简单天线的仿真。但是无法进行与原理图的同步,这个必须注意。而

且,个人感觉,HFSS虽然方便,但是它毕竟导不出PCB,目前是希望利用HFSS仿真天线的

便利性,把天线设计好之后,导出S参数问题,然后在ADS上做最后的PCB仿真。