分支线定向耦合器宽带化设计和ADS仿真

分支线定向耦合器宽带化设计和ADS仿真

工程下载链接:分支线定向耦合器宽带化设计和ADS仿真-ADS工程文件

之前经常分析分支线定向耦合器,例如在15、ADS使用记录之耦合器设计基于AWR的微带线分支线耦合器设计-从原理到版图中都有涉及,但是由于其基本电路结构中包含大量的四分之一波长线,其实际上是窄带的结构:

在这里插入图片描述
但是,我们经常可能需要用到宽带的分支线定向耦合器(例如在LMBA等架构中)。那么问题来了,如何进行设计呢,下面进行论述。

本文内容参考:分支线定向耦合器宽带化和谐波抑制的设计和研究

1、理想仿真对比

1.1、传统分支线定向耦合器的ADS仿真(ADS_Coupler_Common原理图)

传统分支线定向耦合器的设计方法之前已经分析了很多,比如在基于AWR的微带线分支线耦合器设计-从原理到版图里面,详细分析了传统分支线定向耦合器的设计理论(包括非等分的设计)。等分的结构的设计阻抗如上面第一张图所示,下面进行ADS的简单设计:
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

1.2、3dB两节分支线耦合器的ADS仿真(ADS_Coupler_WideBand_Two原理图)

两节分支线耦合器的基本模型如下所示,相比传统的模型,这样的结构的宽带能力更强:
在这里插入图片描述
对于三分支线的耦合器一号传输线和三号传输线的归一化阻抗为:
Z 1 = Z 3 = 1 2 Z_1=Z_3=\frac1{\sqrt2} Z1=Z3=2 1
二号传输线的阻抗为:
Z 2 = 1 2 − 1 Z_2=\frac1{\sqrt{2}-1} Z2=2 11
依据设计公式,可以构建如下的ADS框图:
在这里插入图片描述
ADS中的仿真结果如下所示,可以看到红色曲线的宽带性能是更好的:
在这里插入图片描述

1.3、3dB三节分支线耦合器的ADS仿真(ADS_Coupler_WideBand_Three原理图)

三节分支线耦合器的宽带能力更强:
在这里插入图片描述
设计的各段微带线的阻抗如下所示:
在这里插入图片描述
理想的仿真结果如下所示,可以看到三分支的宽带性能更牛了:
在这里插入图片描述

2、EM仿真对比

仿真使用的板材是RO4350B,Height=20mil。

2.1、传统分支线定向耦合器EM仿真(ADS_Coupler_Common_4350B原理图)

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2.2、3dB两节分支线定向耦合器EM仿真(ADS_Coupler_WideBand_Two_4350B原理图)

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

2.3、3dB三节分支线定向耦合器EM仿真(ADS_Coupler_WideBand_Three_4350B_EM_COSIM原理图)

此处使用的是EM_COSIM,具体原理参考:ADS版图优化方法—使用EM-Cosimulation对版图进行OPTIM。原理图如下所示:
在这里插入图片描述在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在微波射频系统设计中,分支线定向耦合器宽带设计是提升通信系统性能的关键。要实现这一目标,并利用ADS软件进行优验证,需要按照以下步骤操作: 参考资源链接:[分支线定向耦合器宽带设计ADS仿真研究](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/504jw80n0j?spm=1055.2569.3001.10343) 1. 设计初步电路模型:首先,基于宽带设计理论,构建分支线定向耦合器的初步电路模型。这涉及到确定合适的耦合节数量、阻抗值以及耦合线的长度宽度等参数。 2. 参数电路设计:将关键的设计参数(如线宽、长度、间距)参数,以便于后续的仿真过程。 3. 初始仿真分析:使用ADS的电磁仿真功能对初步设计进行仿真,检查耦合特性、带宽、隔离度、插入损耗等关键性能指标。 4. 参数优:根据仿真结果,利用ADS内置的优工具,例如优器、参数扫描等,对电路结构进行微调,以满足宽带设计的要求。 5. 定制性能验证:利用ADS的电路仿真功能对设计进行进一步验证。例如,通过设置宽带输入信号,观察输出信号的频响特性,确保在目标频带内具有良好的耦合特性隔离度。 6. 瞬态分析与热分析:进行瞬态分析以检查信号的传输时延波形失真。如果耦合器结构复杂或功率较高,还需进行热分析,确保电路不会因功率过大而损坏。 7. 结果评估与迭代:对仿真结果进行评估,分析是否达到设计目标。如果没有,需要返回到参数优步骤,重新调整设计参数,再进行仿真验证。 8. 准备工程文件:最终设计通过验证后,可以利用ADS工程文件将设计结果导出,为后续的制造测试提供依据。 在整个设计仿真过程中,ADS软件提供的高精度仿真分析功能,以及便捷的设计工具,对于实现分支线定向耦合器宽带设计至关重要。通过上述步骤,工程师可以逐步细设计,提高产品的性能可靠性。如需进一步深入研究应用,建议参考资源《分支线定向耦合器宽带设计ADS仿真研究》,该资料详细介绍了宽带设计的过程以及ADS仿真技术的应用,为工程师提供了实用的理论实践指导。 参考资源链接:[分支线定向耦合器宽带设计ADS仿真研究](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/504jw80n0j?spm=1055.2569.3001.10343)
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

怡步晓心l

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值