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ADS 微带天线设计

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微带天线

微带天线(microstrip antenna)在一个薄介质基片上,一面附上金属薄层作为接地板,另一面用光刻腐蚀方法制成一定形状的金属贴片,利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。

ADS  微带天线设计,微带天线在ads中的具体设计

文档内容节选

仿真微带天线:新建工作空间,取名,字母下划线设置单位,optiontechnologylayer definitionshow other technology tabslayout unit,设置为毫米新建布局图optionpreference unitscale,设置单位为mm画贴片天线设置介质板,optiontechnologymaterial definition,可以修改参数的,其中铜覆层选择copper打开EMsimulation setup,可看到介质板和端口是黄色警告,表示还没设置基板厚度,层数等:001打开基板设置,新添加基板基板和材料中可以使用变量,当运行EM仿真时或者原理图仿真中用线性元件时,用来扫描,调谐,优化层叠尺寸,材料特性新建变量,用var或者variable definition然后设置各层参数:点击带状线:铜层copper,operation选择sheet表示覆层,地板选择理想导体,基板黄色警告消失设置端口,版图中选择 insert pin添加管脚在EM setup窗口中点击port图标左侧的parameter port 中自动添加管脚注意:ADS仿真......

仿真微带天线:新建工作空间,取名,字母、下划线设置单位,option--technology--layer definition--show other technology tabs--layout unit,设置为毫米新建布局图--option--preference unit/scale,设置单位为mm画贴片天线设置介质板,option--technology-material definition,可以修改参数的,其中铜覆层选择copper打开EM-simulation setup,可看到介质板和端口是黄色警告,表示还没设置基板厚度,层数等:001打开基板设置,新添加基板基板和材料中可以使用变量,当运行EM仿真时或者原理图仿真中用线性元件时,用来扫描,调谐,优化层叠尺寸,材料特性。新建变量,用var或者variable definition。然后设置各层参数:点击带状线:铜层=copper,operation选择sheet表示覆层,地板选择理想导体,基板黄色警告消失。设置端口,版图中选择 insert pin添加管脚----在EM setup窗口中点击port图标左侧的parameter port 中自动添加管脚(注意:ADS仿真支持边界pin和area pin ).双击port可以看到,默认阻抗为50欧姆EM simulation setup中选择仿真频率范围,做S参数仿真。点击下面simulate直接仿真,然后自动弹出仿真S结果匹配天线:封装天线,在数据结果中Tool->Data FileTool,取个名字Patch_s1p,点击write to file ,就是把这个天线的频率特性记录下来,以后作为一个模块使用了。新建一个原理图文件patch_matching做匹配用的左侧下拉菜单选择data items,选择下面的添加上面的封装文件微带线匹配:1、、封装天线成模块,在数据结果页面中,tool>>data file tool点击write to file 把天线 频率特性记录下来,作为一个模块使用打开原理图文件,选择,双击图标,引入上一步的天线频谱文件2、、用微带线匹配,打开史密斯圆图tool>>Smith chart,设置频率和归一化阻抗在上方的define source/load network termination 设置天线阻抗Z、点击左边传输线按钮在史密斯原图上随便点一个位置,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主要控制弧的长度改变这个z0 的值,可以观察到simth 圆图上线的变化,这个意味着,在天线和波源之间插入一个传输线,我改变这个传输线的特征阻抗,可以使反射系数曲线接近原点(越接近越好),你可以看到、计算传输线长和宽,要用到tools>>lincal传输线计算工具比如50 欧姆的传输线,我们计算他的宽度,把FR_4的介电常数,介质版厚度,copper 的电导率都写进去,频率选2.4GHz,阻抗设置为50 欧姆,然后点Synthsize , 可以算出宽度w的值(略有偏差是正常的, 对于50 欧的传输线,长度可以任意)。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。、在原理图中放置微带线,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。然后放置term端口,选择,选择term,然后放置S P仿真控制器和,MSUBMSub是介质版的参数(告诉软件我们的介质版是怎么样的,要和前面微带线计算器和版图设计中的都一样哦),然后S-Parameters 是让软件算S参数,这里设置频率范围是2-3GHz双击仿真控制器设置:注意:封装时的数据集cell_1_momuw_a保持一致。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 、在原理图中,按照原理图尺寸画出匹配线和50欧姆馈线部分,端口如果加不上去的话,是因为这里设置Grid 精度的缘故,我设置这里点与点间距是1mm,适当改变50 欧馈线的长度, 使其右边x 坐标为整数即可。、在EM-3D EM Preview 里面,可以看到我们设计的天线的三维图:8、、要看这个天线三维图的话,可以在EM-Post Processing-Far Field 里面,设置好计算频率,端口的阻抗50,给一个激励1v,点计算。Plots and Lists查看结果:Inserting Plots1、From the DDS window, choose Insert > Plot or select a plot type from the palette调色板.Position the指针 pointer on the display area. A rectangle image is attached to the pointer which indicates the position and size of the plot.If you are satisfied with the size and position of the rectangle, press the mouse.To change the size of the plot, position the pointer where you want the upper-left corner of the plot, then drag the mouse. When the rectangle is the desired size, release the mouse.The Plot Traces & Attributes dialog box appears. Plot types are shown across the top and the selected plot type is highlighted. To change to a different plot type, click the desired plot type button.
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