s參數(shù)仿真ppt課件(已修改)
2025-05-13 18:17 本頁面
【正文】 第九講 S參數(shù)仿真 ? 在進(jìn)行射頻／微波電路設(shè)計時，節(jié)點電路理論已不再適用，需要采用分布參數(shù)電路的分析方法。這時可以采用復(fù)雜的場分析法，但更多的是采用微波網(wǎng)絡(luò)法來分析電路。對于微波網(wǎng)絡(luò)而言，最重要的參數(shù)就是 s參數(shù)。在 PC平臺邁入 GHz階段之后，從計算機的中央處理器、顯示界面、存儲器總線到 I／ O接口，全部進(jìn)入高頻傳送的階段，所以現(xiàn)在不僅在射頻微波電路設(shè)計時需要了解 S參數(shù)相關(guān)知識，在計算機系統(tǒng)甚至消費電子系統(tǒng)的設(shè)計時也需要對相關(guān)知識有所掌握。本章通過實例介紹ADS2022實現(xiàn) S參數(shù)仿真的原理和方法。 ? 9． 1 S參數(shù)仿真基本原理及功能 ? 在低頻電路中，元器件的尺寸相對于信號的波長而言可以忽略 (通常小于波長的 1/10)，這種情況下的電路被稱為節(jié)點（ Lump)電路，此時可以采用常規(guī)的電壓、電流定律來進(jìn)行電路計算。 ? 但是在高頻／微波電路中，由于波長較短，組件的尺寸就無法再被視為一個節(jié)點，某一瞬間組件上所分布的電壓、電流會不一致。因此基本的電路照論不再適用，而必須采用電磁場理論中的反射及傳輸模式來分析電路。元器件內(nèi)部電磁波的進(jìn)行波與反射波的干涉使電壓和電流失去了一致性，電壓電流比為穩(wěn)定狀態(tài)的固有特性也不再適用，取而代之的是 “ 分布參數(shù) ” 的特性阻抗觀念，此時的電路以電磁波傳送與反射為基礎(chǔ)要素，即反射系數(shù)、衰減系數(shù)、傳送的延遲時間。 ? 分布參數(shù)電路采用場分析法，但場分析法過于復(fù)雜，因此需要一種簡化的分析方法。微波網(wǎng)絡(luò)法廣泛運用于微波系統(tǒng)的分析，是一種等效電路法，在分析場分布的基礎(chǔ)上，用電路的分析方法將微波元件等效為電抗或電阻器件，將實際的導(dǎo)波傳輸系統(tǒng)等效為傳輸線，從而將實際的微波系統(tǒng)簡化為微波網(wǎng)絡(luò)，將 “ 場 ” 的問題轉(zhuǎn)化為 “ 路 ” 的問題來解決。 ? 一般地，利于一個有 Y、 Z和 S參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)是可以實際測量和分析的，其個 Y稱為導(dǎo)納系數(shù)， Z稱為阻抗參數(shù)， S稱為散射參數(shù)。 Z和 Y參數(shù)對于集總參數(shù)電路分析非常有效，各參數(shù)可以很方便地測試。但是在微波系統(tǒng)中，由于確定非 TEM波電壓、電流的困難性，而且在微波頻率測量電壓和電流中也存在實際困難，因此在處理高頻網(wǎng)絡(luò)時，等效電壓和電流，以及有關(guān)的阻抗和導(dǎo)納參數(shù)變得較抽象。與直接測量入射波、反射波及傳輸被概念更加一致的是散射參數(shù)，即 S參數(shù)矩陣，它更適合于分布參數(shù)電路。 ? S參數(shù)是建立在入射波、反射被關(guān)系基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，適于微波電路分析，以器件端口些反射信號，以及從該端口傳向另一端口的信號來描述電路網(wǎng)絡(luò)。同 N端口網(wǎng)絡(luò)的阻抗產(chǎn)導(dǎo)納參數(shù)一樣，用散射參數(shù)也能對 N端口網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行完善的描述。阻抗和導(dǎo)納參數(shù)反映了端口的
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