2023年西安交大射频专题实验报告.pdf

射频电路设计专题实验姓名:学号:班级:学院:（一）匹配网络的设计与仿真实验目的1 .掌握阻抗匹配、共辄匹配的原理2.掌握集总元件L型阻抗抗匹配网络的匹配机理3 .掌握并（串）联单支节调配器、X /4 阻抗变换器匹配机理4 .了解A DS 软件的重要功能特点5 .掌握S m i t h 原图的构成及在阻抗匹配中的应用6.了解微带线的基本结构基本阻抗匹配理论IP=F RLu；(&+R。2RL&=帆，月=匹信号源的输出功率取决于U、R和区,。在信号源给定的情况下，输出功率取决于负载电阻与信号源内阻之比k。当R=R时可获得L8最大输出功率，此时为阻抗匹配状态。无论负载电阻大于还是小于信号源内阻，都不也许使负载获得最大功率，且两个电阻值偏差越大，输出功率越小。匹配涉及：共辄匹配，阻抗匹配，并(串)联单支节调配器。练习1.设计L型阻抗匹配网络，使Z s=(4 6-j X 124)Oh m信号源与ZL=(20+j X100)Ohm的负载匹配，频率为24 00MHz.仿真电路图M*tdit S*4ct Vww Im t Opticm took layout$mubla MAndour Oynamiclink DMfgnGwde Hxtp_j t&凿 膏 4 3r二 观 飞,飞,母 晶 包 历 陪 布 附近久s tka C.二 9 R虱匕匕 晟 也 折 得 弟 王支，-o t品必备9期日廖S-PARAMETERSS_ParamSP1Start=1OO MHzStOp=1100 MHZStep=1O MHz+TermTermlNum=1Z=(126-i,459)Ohm-Display TemplateMSub-disptemplS_Params_Quad_dB_Sm Ith*MSUBMSublH=1.5 mmEr=2.65Mur=1Cond=1.0E+20Hu=1.0e+033 mm7so.01 mmTSnD=1e-4Rough=1.5mmDA_SSMatclM_untitled1DA二S S M afch/Subst=MSubKF=900 MHzZn=(126+j*459)Ohm3oad=50 OhmZstub=50 OhmZline-50 OhmZfed=50 OhmStub7ype=0pen CircuitNetType=AutomaticDeita=0 mmTermTerm 2Num=2Z=50 OhmM eet Enter the starting poirtOrtem*wre-3.000,1JS0-9.000.3J50 in SimSdwmaInput Reflection Coefficient仿真结果freq(100.0MHz to 1.100GHz)2233-(&SMPForward Transmission,dB0O-51O152 02 5ssmp9o.857660.56.3o.4In-o.2o50503445Output Reflection Coefficientfreq(100.0MHz to 1.100GHz)思考题1.常用的微波/射频ED A仿真软件有哪些？2.ADS,An s o f t De s i g n er,A n s o ft H F S S,M i crowa v e O ffice,CST MICR OWAVE S TU D I O2.用ADS软件进行匹配电路设计和仿真的重要环节有哪些？放置元件，连接电路图，参数设定，计算仿真。3.给出两种典型微波匹配网络,并简述其工作原理。L型阻抗匹配网络，J T型 阻 抗 匹 配 网 络 在R F理论中，微波电路和系统的设计(涉及天线，雷达等)，不管是无源电路还是有源电路，都必须考虑他们的阻抗匹配(i m pe d an c e m at c h i n g )问题。阻抗匹配网络是设计微波电路和系统时采用最多的电路元件。其主 线 因 素 是 微 波 电 路 传 输 的 是 电 磁 波，不匹配会引起严重的反射，致使严重损耗。所以在设计时，设计一个好的阻抗匹配网络是非常重要的。阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配,得到最大功率输出的一种工作状态。对于不同特性的电路，匹配条件是不同样的。在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源内阻时,则输出功率为最大,这种工作状态称为匹配，否则称为失配。根据最大功率传输定理,要获得信号源端到负载端的最大传输功率，需要满足信号源阻抗与负载阻抗互为共朝的条件。此定理表现在高频电路上，则是表达无反射波，即反射系数为0.值得注意的是,要得到最佳效率的能量传输并不需要负载匹配，此条件只是避免能量从负载端到信号源端形成反射的必要条件。当RL=Rs时可获得最大输出功率，此时为阻抗匹配状态。无论负载电阻大于还是小于信号源内阻,都不也许使负载获得最大 功 率,且 两 个 电 阻 值 偏 差越 大,输 出 功 率 越 小.阻 抗 匹 配 是 无线电技术中常见的一种工作状态，它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。反之,当电路阻抗失配时，不仅得不到最大的功率传输，还也许对电路产生损害。阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接受机或发信机与天线之间，等等。为了使信号和能量有效地传输，必须使电路工作在阻抗匹配状态，即信号源或功率源的内阻等于电路的输人阻抗,电路的输出阻抗等于负载的阻抗。在一般的输人、输出电路中常具有电阻、电容和电感元件，由它们所组成的电路称为电抗电路，其中只具有电阻的电路称为纯电阻电路。L型匹配网络通常不用于高频电路中，以及假如在窄带射频中选用了L型匹配网络，也应当注意他的匹配禁区，在这个禁区中，无法在任意负载阻抗中和源阻抗之间实现预期的匹配，即应选择恰当的L型匹配网络以避开其匹配禁区。4.画出微带线的结构图，若导带宽度w、增大，其特性阻抗Z 0如何变化？减小5.实验体会和建议通过本次实验,我初步掌握了 ad s软件，了解了大约的功能,也知道了如何运用s m it h圆图和单支短截线设计匹配网络实验二衰减器的仿真设计一、练习：设计1 0 d B 型同阻式(Z 1 =Z 2=5 0 Q)固定衰减器。凡 工。0-T-1 -n-OAy二10仿真电路:4AwTerm.TermlNum=1Z=50 OhmTls R=96.25 OhmR-7115 0hm+Term.Term 2Num=2仿真结果:S-PARAMETERSS_ParamSP1Start=1 0 GHzStop=10.0 GHzStep=Q.OO1 GHzm2freq=10.00GHzS(1,1 )=4.454E-6/0.000im pedance=Z0*(1.000+jO.OOO)二、衰减器的测量一一A V 3 658 0 A矢量网络分析仪(一)测失配负载在60 0-2 6 0 0 M Hz的驻波比（S 1 1、回损）S 1 1对数幅度频率(M H z)60 080 01 0 0 01 2 0 01 4 0 01 60 0驻波比1.3 3 81.3 5 31.3 2 51.2 831.3 1 91.3 5 0（二）测衰减器在60 0 M H z-2 60 0 M H z 的插损和回波损耗S 2 1 对数幅度频率(M H z)60 080 01 0 0 01 2 0 01 4 0 01 60 0回损-1 0.0 2-1 0.0 1-1 0.0 1-1 0.0 3-1 0.0 2-1 0.0 3(d B)199643频率(M H z)1 80 02 0 0 02 2 0 02 4 0 02 60 0回损(d B)-1 0.0 25-1 0.0 26-1 0.0 47-9.997-1 0.0 04S 1 1 史 密 斯 圆 图频 率(M H z)60 080 01 0 0 01 2 0 01 4 0 01 60 0输 入 阻抗(Q )5 1.787+j*0.3 970 3 85 2.3 72J*0.3 05 665 2.685J*0.0 01 2 2 95 2.71 4J*0.0 02 2 4 85 1.70 1J*0.0 03 4 5 45 0.2 2 8J*0.0 03 887频率(M H z)1 80 02 0 0 02 2 0 02 4 0 02 60 0输 入 阻抗(Q )4 8.72 8j*0.0 03 6814 7.3 70J*0.0 02 844 6.60 3J*0.0 01 81 74 6.5 1 9J*0.63683 84 7.0 81+J*0.766873S11驻 波频 率(MHz)6008001000120014001600驻 波 比1.0361.0481.0591.0711.0761.081频 率(MHz)18002000220024002600驻 波 比1.0821.0831.0831.0761.063S 1 1 对数幅度频率(M H z)60 080 01 0 0 01 2 0 01 4 0 01 60 0回损(d B)-3 4.950-3 2.658-3 0.804-2 9.2 81-2 8.4 42-2 8.2 43频率(M H z)1 80 02 0 0 02 2 0 02 4 0 02 60 0回损(d B)-2 8.1 16-2 8.0 18-2 7.965-2 8.668-3 0.1 93三、思考题1、用矢网测元件的回波损耗时为什么要做开路、短路和匹配三项校正？待测元件特性=全体特性-测定系统特性进行开路、短路、匹配三次校正称为s o lt法，在测量两端口器件的反射测量时可以消除反射测量中三项系统误差（方向性,源配性和反射跟踪）2、画出P I N的正、反向偏置等效电路3、给出P 3 3仿真结果的等效电路，并说明衰减原理由r s和r构成分压器，由于二极管正向偏压时的阻抗随偏执电压而变,可起自动衰减作用。4、举例说明衰减器的应用控制电平，去耦元件，用于雷达抗干扰中的控制衰减器。5、实验体会和建议。通过本次实验我知道了衰减器设计方法和理论仿真的环节；用S O L T法测定二端口器件的参数，对二端口器件的回波损耗，隔离度，插损的物理意义有了更进一步的了解。（三）威尔金森功分器的设计与仿真一、设计指标规定：中心频率:2.4 5 G H z带宽：60 M H z频带内输入端口的回波损耗:S I 1 -2 0 d B,S 2 2 -3.1 d B隔离度:S 3 2 V 2 5 d B二、板材参数：H：基板厚度（1.5 m m）,E r:基板相对介电常数（2.65）M u r:磁导率（1 ）,C o n d：金属电导率（5.88E +7）H u：封装高度（1.0 e+3 3 m m）T :金属层厚度（0.0 3 5 m m）T a n D：损耗角正切（l e 4）,R o u n g h:表面粗糙度（0 mm）三、威尔金森功分器原理：如下图为威尔金森功分器的结构图，其输入、输出特性阻抗均为。若P 2 和P 3 所得功率平分，则在输入口P 1 与输出P 2 之间、输入P 1 与输出P 3 之间的分支线上特性阻抗均为二，波长为四分之一其上波长。若在输出P 2 和P 3 之间跨接阻值为2。当P 2 与P 3 口接匹配负载时，P 1 无发射，且 P 1 功率被平分至P 2 和P 3,并且P 2 与P3 口间隔离。玛1=4/4S =0 52=0S22=$23=O i l四、功分器的原理图和版图：(1)计算微带线的线宽：当 Zo=5O Ohm 时，微带线 w=4.049030当 Z0=70.7 Ohm 时，微带线 w=2.255410(2)功分器原理图:(3)功分器原理图仿真:誉9 Pfreq,GHz口济百freq,GHzS 3 2-25dB,没有达成指标规定，还需进一步优化。（4）功分器版图:（5）版图仿真结果:S1 150505J.22.3.399999_mp】sen2.42 2.44 2.46 2.48 2.50-9.402.40Frequency（6）优化仿真结果：2.34 2.36 2.38 2.40 2.42 2.44 2.46 2.48 2.50 2.52 2.54 2.56freq,G H zm 15 0 G H zd B(以4,1)=-31.487fre q=2m2freq=2.450GHzdB(S(2,1)=-3.077-3.12-1 2.34 2.36 2.38 2.40 2.42 2.44 2.46 2.48 2.50 2.52 2.54 2.56freq,GHz(岂mspfreq,GHzm4freq=2.450GHzdB(S(2,3)=34.1822.34 2.36 2.38 2.40 2.42 2.44 2.46 2.48 2.50 2.52 2.54 2.56freq,GHz五、结果分析：优化之后结果达成指标规定:Sll-20 d B,S22-20dBS21-3.1 dB,S32rW*1.1 mmL=5 mmfem .feiml ,Num-lZ50 Otwn.5utt=MSUbVwi mmL=I2 mmMlXF1L13Sutst=-MSubrw-5m ml=ll mm1.iJ l：4S U B.MSU01H=i 27 mmEr=ioMUF=1 COOJ=J 0E50MU=1 Qe933 nlmT=0mm4 M 0 ,Rri mmL=I2 mmMLEFTL16Suby=1JISub1w=5mmL=i3 mm7L12SUOMSUOIw i 1 mmS-PARAMETERSS ParamSP1Starts。0 GHzSK)p3 0 GHZSiep=001 GHZ-2 0 00 o0 5 1 0 1 5 2 0fre q.G H z 2 5 3 0,M I is 7L8.Sjg=WSublW=11 mmL=5 mmfeiniNun-1Z=50 0Mn-1”W=5 mm1=11 mmQi.L=t4mmMLF.U 1 4.s g iw s u m”W=5 m m.L F m p i.-CZ J MUN1L11S心 仁UWW=wl mmL=QmmMLF.n.15SUtST=:MSUtrw=5mm1=13 mmMSubMSUBMSUD1H=1 27 mmET=108Mur=1Cond=1 0E+50HU=1 Oe+O33 mmT=0 mmBnOORough=O mmVAR1wl0.2-I15 3912=16 3613=8 67U I8ft3nzHH-xu_L=5 mmMLEFK16SubM=,WSub1w.=5wm.L=n mmMUN7L12Sutt=MSut1W=1 1 mmL=6mmMLEF,1L16SuOSTMSUbVw=5m(nL=I1 mmS_ParamSP1Start=OOGHzStOpa3.0 GHZStep001 GHZIfeffnfem 2Num2Z=50OnmTemx.EE.2.Num-2Z=6dOfm(Lssmp版图及仿真结果S22IfrS11作业2：设计一平行耦合线带通滤波器,其设计指标为:通带2,4-2 .5 G H z,带内衰减小于2 d B,起伏小于I d B,2.3 G H z 以下及 2 .7 G H z 以上衰减大于40 d B,端口反射系数小于-2 0 d B。板材参数：H：基板厚度(L 5 m m),E r:基板相对介电常数(2.6 5)M u r:磁导率(1),C o n d：金属电导率(5.8 8 E +7)H u:封装高度(1.O e+3 3 m m)T:金属层厚度(0.0 3 5 m m)T a n D：损耗角正切(l e 4)Ro u n g h:表面粗糙度(0 m m)原理图及优化结果lwn1Num=1Z50 OhmCZH-7L1Subst=-MSiitW=4：05TnELs2.5 mfn CZH-gFL.CLinlSubstMSulWW1 mmS=s1 mm-LI1 mm.W 1=4.06.mnW2w2fnmS-PARAMETERS IMSubnoStart=2.0GH2Sp3 0GHzStep=0.01MSUB-M Svbl H=1.5tnmEf2.e5.Mur=1Cohd-6 88E*7,Hu=1.0e-K)33-mmM X036 mm.lanD=1e-4s3=Q3M.IN.TL2Subst=lSubW=4.05mmL=2-.5 mm-Termlwrn2.Num=2Z50OhmMCFILCLin5 Ww1 mm-S=s1-mm-W1=w2mm区 一w1=1.54 w 2 il 5cj 11205o.s1=Qlo.,，坪13.OptimOptimlMaxitflrt2fl0DesiredErrar=00Status(立 IFinaVKnslyss=-lNon&-NolizGolnoSetBest/alues=yesSdSsve&olhs=yesSvGo*by”SsveOptimVars-=noSsveNomin3l=noSv*MlltwMionjnoUs eAA OptVars=yesUseAHG oelSvCurrSubst=TteubrVY*w2 mmS=s2-mmLn inm.W1=w1 mmW2=w3mm口MCFL-2.ir2SubitMSuW=w3mmS3 mm L=I1 mm.W1w2 mmZ/2=w2 mmMCFLCLin4 SutMt-MSubrW=w2m m -S f 2 mm-L=I1 rnrn.W1=w3rnmW2=w1 mmW24.05 mmGOALGOALGOALGOALGo a l.CpqmQoaMSimlnst3ncsNarn6=;SP1.MSJF5.W e ig h t.RangeVar1=-freqRngWn1-2.GHzRangefitaxn.SIGhzGoal.中 小8 H 2&qx-dB 8(2.1)-Simins ta n ceN9 ms=rSP1,M in.M a j-40.Weight.Rng9V朝 1 f e q：.RrMin(1)2,2GHzRan9eMaxi=2.3GHzGo a l.Optimqoai3Ejqo-dBtsxJ1=2 8 GHz,vGoal.OptmG Qs14E xdB fSfl.l)Smlnstance?iame=SP*Min.Msx2Q Weight.Rang.eVar(1freq：.RngMin(1-2.GHzRangeKfex1=2.51 GHz图VARVAR1w1=2.41377 ow2=1.7485ow3=2.18634 0 11=20.3039 os 1=0.589375 os2=2.99934 0s3=2.98559 0freq,G H z2、版图及仿真结果S11mp0.S22ompsgs基本达成设计规定。通带2.4-2.5 G H z,带内衰减小于2 d B,起伏小于Id B,2.3GHz以下及2.7GH z以上衰减大于4 0 d B,端口反射系数小于-20d Bo但由于优化并不能达成最优以及版图与原理图存在误差，因此优化结果并不非常抱负。滤波器的测量一AV365 8 0 A矢量网络分析仪频 2.1 2.1 2.1率 0 3 6(G Hz)2.1 2.2 2.29 2 52 92.32.342.32.4 2.4 2.40 3 62.4 2.5 2.5 2.59 2 5 8回损6 7 5 7 5 9 9 0 1-1.2 9 5-4,-1 41 5 6 .2 4-3.-1.6 5 4 2 8 6-1.0 6 25 5 5 7 1 5 .3 2-1 0 -1.-0.-0.8 1 2 6 2 6 1 3 446(d b)39 234频-48-46-44-3 5-1 7-5.-5.-1 7-3 3-42-44-3 8-45-5 2-5 9-5 9-5 9响.0 9.1 2.1 4.6 7.3 68 1 02 1 2.0 0.6 2.9 2.1 4.1 5.9 7.1 2.0 1.5 0.3 4(d B)239350199173311相-1 2-1 6 1 7 5 1 0 72 1.-1 4-6 5-9 9-1 7 1 41 1 1 86 2.-3 85.9-9.1 0.2 0.移7.11.3.7 0.0 4 2 3 23.7.8 9.5 0 1.4.3 2.7 60 5 4.9 2 2 9 9 3 1 3 0 4 0 1 32 3 3 3393 9245 4403频-5 2-5 0-49-45-42-3 8-47-6 36 1-46-2 9-8.-4.-9.-3 2-48-5 6响.0 1.41.2 3.6 8.1 2.9 5.9 1.1 3.9 1.0 1.0 76 6 72 1 70 5 1.7 0.7 1.47(d B)43593639328773相-1 0-1 2-1 0-1 5-1 5 1 0 0-3 4 8 0.-1 7 1 0 12 7.-8 7 1 0 1-8 9 1 6 2 1 1 89 6.移1.29.59.82.0 3.9.9 7.0 22 0 1 2.0.8 78 1 7.2 6.3 6.1 5.7 6.9 749 63 31 31 3 9 3 2 3337 3332293支 路1 :3 d B带宽 f l=2.2 3 8 G H z,f 2 =2 .2 9 5 G H z,W=5 7 MH z支路 2：3 d B 带宽 f l=2.4 3 5 G H z,f 2 =2.48 7 G H z,W=5 2 MH z思考题1 .频率变换法设计滤波器的准则是什么？变换后在相应频率点上衰减量不变，须相应的元件值在两种频率下的具有相同的阻抗，即：Z（0）=Z（O）2.比较微波滤波器与集总元件L-C的特点微波滤波器的实现方式有集总元件L-C 型和传输线型，微波频率下的集总元件滤波器会出现两个问题:第一，集总元件如电感或电容仅有有限值可供选择,且在微波频率下会存在不可避免的寄生频率效应;第二,滤波器中各元件间的距离不可忽略。理查德变换可将集总元件变换成传输线段，而科洛达恒等关系可用传输线段分割滤波器各元件,因添加的传输线段并不影响滤波器响应，所以这类设计称为冗余滤波器综合。3.微波滤波器中的L、C 是如何实现的？1、R i c h a r d 变换一短截线实现L、CZ式短）=jZtgpl 几（开）二）丫（用优2、高、低阻抗线一实现串联L、并联C,设计L P F4 .微波滤波器中的串联元件通过什么变换可用并联元件实现?运用K ur o d a 恒等式（变换）设计L P F5 .实验体会和建议。通过这次实验我了解了低通原型滤波器的结构及设计方法;为了方便可以直接用滤波器设计向导进行设计;知道了 L C分立元件设计的滤波器与用微带线设计的滤波器的各个特点。实 验 五 微带天线设计、仿真、制作与测试作业规定设计、制作一中心频率为2.45GHz的微带天线，天线采用500hm微带线馈电，扫频范围22GHz-2.7GHz。板材参数：H:基板厚度(1.5 mm),E r：基板相对介电常数(2.65)M u r：磁导率(1),Con d:金属电导率(5.88E+7)Hu:封装高度(1.0 e+3 3 m m),T:金属层厚度(0.03 5 mm)T a nD:损耗角正切(le 4),Roungh：表面粗糙度(0 mm)微带天线工作原理微带天线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，运用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。微带天线分2 种:贴片形状是一细长带条，则为微带振子天线。贴片是一个面积单元时，则为微带天线。假如把接地板刻出缝隙,而在介质基片的另一面印制出微带线时，缝隙馈电，则构成微带缝隙天线。微带天线的版图尺寸120欣A l=0.4 3 0.3（）”0,2644 0.258（犷/人）+0.8L=2 G =2WZ120%wx0f =_ _ 2 后（Z.+2AL）、l/2计算公式由上给出，计算得：W=45.32mm,L=34.68mm,输入阻抗 Rin=82.12Q阻抗变换器特性阻抗为Z70=482.12 x 50=64.08QWl=2.69mm,ll=20.95mm版图仿真结果加S 1 1811 8 n 2 0 0 iiii2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7F re q u e n c y F r e q u e n c y天线实测结果回波损耗：驻波比:输入阻抗:天线在2.4 5GHz处的接受峰值:实验记录:2.302.342.382.422.462.502.542.58回波损耗-0.431-0.508-0.621-0.783-1.039-1.449-2.269-3.812驻波系数40.3334.4431.1024.1517.4811.636.993.72人阻抗1.2%1591.44+J2.181.80+)6.652.39+J11.53.60+jl7.426.0*j25.9412.14+j38.4434.69+j58.96覆率2.622.662.702.742.782.822.862.90回液授疑-6.039-5.623-3.258-2.023-1.543-1.102-0.870-0.739驻波最效2.412.694.257.0910.4914.5418.3923.50入祀抗11855+jl8.9046.79-j48.9015.68428.696.98-jl3.4243644.633.22+J1.622.60+J7.452.17+j 12.05思考题：1、天线工作在中心频率时其输入阻抗有什么特点？其输入阻抗是实数，即为纯电阻2、天线线极化和水平极化的概念及所设计的天线是哪种极化？线极化：电场矢量端点的轨迹是一条直线，该直线与坐标轴的夹角不随时间变化。水平极化：电波的电场方向与地面平行称之为水平极化。所设计的天线为线极化3、实验体会和建议通过这次实验我了解了微带天线如何运用版图生成，如何输入坐标以拟定矩形的位置与大小，当设计的阻抗匹配电路不符合规定期，如何优化设计；知道了矩形微带天线的简略的计算公式。实验六射频放大器的设计与仿真一、实验目的1.了解描述射频放大器的重要性能参数及类型2.掌 握放大器偏置电路设计方法3.了解最小噪声、最大增益放大器的基本设计方法4.掌握放大器输入、输出网络的基本结构类型5.掌握用A D S 进行放大器仿真的方法与环节二、基本理论常用的微波晶体管放大器有低噪声放大器、宽带放大器和功率放大器。目的是提高信号的功率和幅度。低噪声放大器的重要作用是放大天线从空中接受到的薄弱信号,减小噪声干扰，以供系统解调出所需的信息数据。功率放大器一般在系统的输出级，为天线提供辐射信号。三、低噪声放大器设计的依据与环节1、设计依据:满足规定的技术指标：噪声系数、功率增益、增益平坦度、工作频带、动态范围等；2、设计环节：(1)依据具体规定选定放大器级数；(2)选择所用的晶体管；(3)拟定电路拓朴结构；(4)电路具体结构的初步设计；(5)CAD软件实现设计；(6)在优先满足噪声小的前提下，提高电路增益。即根据输入等增益圆、等噪声圆，选取合适的S,作为输入匹配电路的设计依据；(6)输出匹配电路设计以提高放大器增益为主；(7)满足稳定性条件。四、具体操作过程以运用ATF 3 4 1 43设 计2.4GHz低噪声放大器为例，设计环节如下：环节一：在频率、增益、噪声指标条件下选择器件，得到偏置条件下器件的 S参数。环节二：满足稳定判据，则进入环节三；不满足判据，在圆图中画出稳定区，必要时画出等增益圆和等噪声圆。环节三：拟定输入输出反射系数i n及T o u t环节四：设计输入输出匹配网络。1、晶体管直流工作点分析FET Curve TracerGate DrainDC_FETSIM1VGS_start=-0,6VGS_stop=0.6VGS_points=11VDSstart=OVDS_st 叩=6.0VDSj3oints=41E 之|Displaylem platedisptemplnDC_FET_TX1ATF34143 19990129DC Power Consumption/ersus Biasmlindep(m 1)=3.750/s(IDS.i.VDS)=0 131SIM1 VGS=-0 120000Mo/e Marker ml to updatevalues below.Device PowerConsumption atml bias pointWattsVDS2、晶体管偏置电路设计Device N Cuives,Load Linesand Manmum DC Dissipation CurveFOJO*Vthese:eps.t)Move ea*e r n2 to me knee cfthe u/curve.7httts tfcmum加owedZDS.VDgmax Theoptmata*pnt venues a t deterc，ceafbe 出eksd mebetween maikermland the：DSC,.DS.CSr.ax)point31Spec，。mannum wicked OC pcer dpston.POmax 3 Must be less than vDSmax)S i DC P 6 W C S 9 s p tw.9-.eraoe output poerm nnesr coeraon,DC-tofiF elciency at m art:er fn ttxas point are an cacu：atcS M C S-aa$J 3：-x*2:ju8t)onaire on theEouationa.Malter m 1 ba*pomt value*,lAssutningCbssA,ACcutrent i.mitea to marker m2 v&iue ano gtage nohigher than.DSnax.)Output PowerAK Ofrm15 54 m)I iTsTOptimal Class Abias point values.R，8。I TOC-CCHRFI丁叫DC PovverContumpton81.71 mlOutput Powerat Opto BI B asWars 0B=0.Q1 GMZIS30*KJ.,StabF s e t.StatFsctl.StabF aet1 sstab_fect(S.Maxsan,MaxSainl-UaxGanlsmax_gaic5G Oftm,.s p J p F-143_2J?99(J129.B；3=$heimt 找 人 3/内=2tm a R Li,Fjuenc/=O.SO-TS.OOGHr R.LT.6S 汕.一R-l5 9 0 h m.Txl-4、输入网络设计cr_pts(0.000 to 51.000)m6indep(m6)=51GaCircle=0.708/93.876gain=13.814211impedance=ZO*Q313+j0.884)m 8indep(m8)=39GaCircle=0.013/26.959gain=13.014211impedance=ZO*(1.023+j0.012)m7indep(m7)=51Nscircle=0.222/4.104ns figure=0.318468impedance=ZO*(1.568+j0.052)六 思 考 题1.若放大器的稳定性可否同时实现输入、输出网络共辄匹配？不能2 .放大器设计的具体环节有哪些？放大器级数；晶 体 管 选 择；电路拓扑结构；电路初步设计；c ad软件设计流程图：选择器件一选择工作点f 稳定分析f 选择阻抗源与负载阻抗一匹配电路一设计d c偏置一优化电路3.如何给仿真设计加噪声？对于给定噪声系数,可采用等噪声系数圆来设计。4.实验体会和建议通过本次实验我知道了低噪放的设计方法，比如运用A T F-3414 3设计2.4GHz低噪声放大器。六次实验总结：一方面感谢老师不知厌烦的教我们实验，有错误的地方细心纠正。通过这几次实验我大约了解了天线的设计方法,理论计算然后原理图仿真，再版图仿真，若不满足规定再设立变量不断优化，最终达成目的。