微波电路EDA实验报告.doc

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1、微波电路EDA实验报告实验内容：(1)低噪声放大器(2)PCB立体布线的不连续性分析学院：电子工程学院专业：电磁场与微波技术班级：研2-125姓名：袁盟盟学号：指导老师：张媛媛实验一低噪声放大器一、设计要求设计一个低噪声放大器，技术指标为：工作频率5GHz，增益>10dB，噪声系数<1.2dB，稳定性无限制。记录放大器的总电路，以及放大器的增益、匹配、噪声、稳定性等参数的测量结果。二、实验仪器硬件：PC机软件：MicrowaveOffice三、设计步骤（1）元件特性测试创建原理图，命名为Devic

2、e由元件库选择富士的FujitsuFHX35LG管子，添加到电路图，在DataFiles项内添加管子的数据文件，按要求编辑元件符号。在电路图中添加2个端口，并连接到晶体管上，如图1所示，设置工作频率：0.1GHz～20GHz，步长为0.1GHz。图1元件测试原理图测量元件的S11以及S22参数，它们的圆图如图2（a）、（b）所示，测量元件的S21以及MSG（测量项为LinearGain），测量结果如图2（c）所示（a）测量项S11（b）测量项S1205101520Frequency(GHz)Two

3、PortGain010203040DB(

4、S[2,1]

5、)DeviceDB(MSG)Device（c）测量项S21和MSG图2元件特性测试结果测量元器件的噪声系数，测量项为NF和NFMin，测量结果如图3所示，再测量元件的稳定性数据（StabilityData）测量结果如图4所示。图3元件的噪声系数图4元件的稳定性（2）稳态元件电路继续先前的工程，添加外围电路，命名为StableDevice如图5所示，仿真并调节R1、R2的阻值，检查放大器增益模块特性的各个测量的变化情况。其中NF、NFMin的测

6、量结果如图6所示，参数K、B1如图7所示。图5稳态元件电路图6稳态元件电路的噪声系数图7稳态元件电路的稳定性由图7可以看书，此时宽带稳定器件的参数K及B1是一致的，在工作点5GHz处的各项参数的性能最佳，此时，R1为461欧姆，R2为325欧姆。保持工作频率不变，添加测量项NFCIR（噪声系数圆），SCIRI（稳定性圆），测量类型为Circle，测量结果如图8所示。图8噪声系数圆及稳定性圆测量结果（3）输入、输出匹配电路继续先前工程，将工作频率设为5GHz，创建原理图，命名为Inputmatchi

7、ngcircuit，添加输入匹配电路，如图9所示，R1、R2可调。再创建放大器电路，命名为Amplifier，如图10所示，图中的右侧支路为稳定性元件电路，即图5。图9输入匹配电路图10放大器电路添加一个简单的输出匹配电路，创建原理图，命名为Outputmatchingcircuit，电路如图11所示，在放大器电路Amplifier中加入输出匹配电路，如图12所示，图中的右侧支路即为新添加的输出匹配电路。图11输出匹配电路图12放大器电路添加放大器Amplifier电路的增益及匹配参数测量图，命名

8、为GainAndMatch，测量项为S21、S11、S22，调节L1使放大器的增益（S21）最大。（4）放大器总电路继续先前工程，最终的放大器总电路如图12所示，各支路如前所述，将工作频率改为最初的宽频带范围，0.1GHz～20GHz，步长为0.1GHz，增益及匹配测量图GainandMatch结果如图13所示。图13增益及匹配测量图添加放大器电路Amplifier的噪声系数测量图，命名为Noise，测量项为NF，测量结果如图14所示。图14噪声测量图添加放大器电路Amplifier的稳定性测量图

9、，命名为Stability，测量项为K、B1（将y轴取log），测量结果如图15所示。图15稳定性测量图分析上面的结果，可以看出，在工作频率为5GHz时，该低噪声放大器的增益大于10dB，噪声系数小于1.2dB，基本上符合设计要求。实验二PCB立体布线的不连续性分析一、设计要求建立、求解和分析一个具有连续性微带线不连续性的射频特性。记录S21参数曲线并标注出各个极小值点，在各个极小值点的频率点分析接地板的三维场强分布，并记录其中2个频率点的场强分布图。二、实验仪器硬件：PC机软件：AnsoftHF

10、Ss三、设计步骤（1）创建工程打开HFSS，创建一个工程，命名为Ex14_Msvia，插入HFSS设计，将设计命名为Msvia，设置求解类型为DrivenModal项，将单位设置为mm。（2）创建模型主要分一下10步完成（具体过程不再详细给出）：1、绘制PCB板（pcb）；2、绘制下接地板（bot_gnd）；3、绘制上接地板（top_gnd）；4、绘制导线（trace1）；5、绘制垫片，即焊点（pad）；6、绘制过孔（keepout）；7、绘制端口、复制（port1、port2、t