ADS2008射频电路设计与仿真实例

章节摘录

版权页：   插图：   信号至本振的隔离度是个重要指标，尤其是在共用本振的多通道接收系统中。当一个通道的信号泄漏到另一通道时，就会产生交叉干扰。例如，单脉冲雷达接收机中的合信号漏人差信号支路时，将使跟踪精度变坏。在单通道系统中，信号泄漏就要损失信号能量，对接收灵敏度也是不利的。 本振至中频信号的隔离度不好时，本振功率可能从接收机信号端反向辐射或从天线反发射，造成对其他电设备的干扰，使电磁兼容指标达不到要求，而电磁兼容是当今工业产品的一项重要指标。此外，在发送设备中，变频电路是上变频器，它把中频信号混频成微波信号。这时，本振至微波信号的隔离度有时要求高达80～100dB。这是因为上变频器中通常本振功率要比中频功率高10dB以上才能得到较好的线性变频。假设变频损耗为10dB，如果隔离度不到20dB，泄漏的本振将和有用微波信号相等，甚至淹没了有用信号。所以，还得外加一个滤波器来提高隔离度。 信号至中频隔离度指标在低中频系统中影响不大，但是在宽频带系统中就是个重要因素了。有时，微波信号和中频信号都有很宽的频带，两个频带可能边沿靠近，甚至频带交叠。这时，如果隔离度不好，就会造成直接泄漏干扰。 单管混频器隔离度依靠定向耦合器，很难保证高指标，一般只有10dB量级。平衡混频器则依靠平衡电桥。微带式的集成电桥本身隔离度在窄频带内不难做到30dB量级，但由于混频管寄生参数、特性不对称或匹配不良，不可能做到理想平衡。所以，实际混频器总隔离度一般在15～20dB，较好者可达到30dB。 7.镜频抑制度 单边带混频器镜频噪声将使噪声系数变坏3dB。如果在混频器之前有低噪声放大器，就必须采取措施改善对镜频的抑制度。现在优良的低噪声放大器在C波段已能做到N1=0.5dB。若采用无镜频抑制功能的常规混频器，整机噪声将恶化到3.5dB。此外，如果在镜频处有干扰，甚至可能破坏整机正常工作。 抑制镜频的方式大都是在混频器前加滤波器，可采用对镜频带阻式滤波器或对信频带通式滤波器。镜频抑制度一般是10～20dB，对于抑制镜频噪声来说已经够用。有些特殊场合，为抑制较强镜频干扰，则镜频抑制度需达到25dB或更高。

内容概要

徐兴福，网名飞雪连天，兴森快捷Agilent射频联合实验室主任，具有10多年的射频微波设计经验，目前主要从事射频电路设计、仿真、PCB微带电路板级研究等工作，拥有多项发明专利，目前担任EDA365论坛版主。

书籍目录

第1章ADS2008简介

1.1ADS与其他电磁仿真软件比较

1.2ADS2008的新功能及其安装

1.2.1概述

1.2.2ADS2008的新功能

1.2.3ADS2008的安装

第2章ADS2008界面与基本工具

2.1ADS工作窗口

2.1.1主窗口

2.1.2原理图窗口

2.1.3数据显示窗口

2.1.4Layout版图工作窗口

2.2ADS基本操作

2.2.1ADS原理图参数设置

2.2.2ADS工程的相关操作

2.2.3下载和安装DesignKit

2.2.4搜索ADS中的范例

2.2.5ADS模板的使用

2.3ADS的主要仿真控制器

2.3.1直流（DC）仿真控制器

2.3.2交流（AC）仿真控制器

2.3.3S参数仿真控制器

2.3.4谐波平衡（HB）仿真控制器

2.3.5大信号S参数（LSSP）仿真控制器

2.3.6增益压缩（XDB）仿真控制器

2.3.7包络（ENVELOPE）仿真控制器

2.3.8瞬态（TRANSIENT）仿真控制器

第3章匹配电路设计

3.1引言

3.2匹配的基本原理

3.3Smith Chart Utility Tool说明

3.3.1打开Smith Chart Utility

3.3.2Smith Chart Utility界面介绍

3.3.3菜单栏和工具栏

3.3.4Smith Chart Utility作图区

3.3.5Smith Chart Utility网络区

3.4用分立电容电感匹配实例

3.5微带线匹配理论基础

3.5.1微带线参数的计算

3.5.2微带单枝短截线匹配电路

3.5.3微带双枝短截线匹配电路

3.6LineCacl简介

3.7微带单枝短截线匹配电路的仿真

3.8微带双枝短截线匹配电路的仿真

第4章滤波器的设计

4.1滤波器的基本原理

ADS2008射频电路设计与仿真实例（第2版）目录4.1.1滤波器的主要参数指标

4.1.2滤波器的种类

4.2LC滤波器设计

4.2.1新建滤波器工程和设计原理图

4.2.2设置仿真参数和执行仿真

4.3ADS中的滤波器设计向导

4.3.1滤波器设计指标

4.3.2滤波器电路的生成

4.3.3集总参数滤波器转换为微带滤波器

4.3.4Kuroda等效后仿真

4.4阶跃阻抗低通滤波器的ADS仿真

4.4.1低通滤波器的设计指标

4.4.2低通原型滤波器设计

4.4.3滤波器原理图设计

4.4.4仿真参数设置和原理图仿真

4.4.5滤波器电路参数优化

4.4.6其他参数仿真

4.4.7微带滤波器版图生成与仿真

第5章低噪声放大电路设计

5.1低噪声放大器设计理论基础

5.1.1低噪声放大器在通信系统中的作用

5.1.2低噪声放大器的主要技术指标

5.1.3低噪声放大器的设计方法

5.2ATF54143 DataSheet研读

5.3LNA设计实例

5.3.1下载并安装晶体管的库文件

5.3.2直流分析DC Tracing

5.3.3偏置电路的设计

5.3.4稳定性分析

5.3.5噪声系数圆和输入匹配

5.3.6最大增益的输出匹配

5.3.7匹配网络的实现

5.3.8版图的设计

5.3.9原理图-版图联合仿真（cosimulation）

第6章功率放大器的设计

6.1功率放大器基础

6.1.1功率放大器的种类

6.1.2放大器的主要参数

6.1.3负载牵引设计方法

6.1.4PA设计的主要步骤

6.1.5PA设计参数

6.1.6PA的ADS设计步骤

6.2直流扫描

6.2.1插入扫描模板

6.2.2放入飞思卡尔元器件模型

6.2.3扫描参数设置

6.2.4仿真并显示数据

6.2.5小结

6.3偏置及稳定性分析

6.3.1原理图的建立

6.3.2稳定性分析

6.3.3稳定措施

6.3.4加入偏置电路

6.4负载牵引设计LoadPull

6.4.1插入LoadPull模板

6.4.2确定LoadPull的范围

6.4.3确定输出的负载阻抗

6.5运用Smith圆图进行匹配

6.5.1匹配电路的建立

6.5.2用实际元件替换输出匹配电路

6.6SourcePull

6.7电路优化设计

6.7.1谐波平衡仿真

6.7.2优化输入/输出匹配网络

6.8电路参数的测试

6.8.1建立模型

6.8.2IMD3和IMD5的测试

6.9印制电路板版图Layout

6.9.1生成印制电路板版图Layout

6.9.2导出DXF文件

第7章混频器设计

7.1混频器技术基础

7.1.1基本工作原理

7.1.2混频器的性能参数

7.1.3Gilbert混频器简介

7.1.4一个实际的 BJT Gilbert混频器

7.2混频器设计与仿真实例

7.2.1技术参数及设计目标

7.2.2模型的提取

7.2.3拓扑结构

7.2.4频谱和噪声系数的仿真

7.2.5本振功率对噪声系数和转换增益的影响

7.2.61dB功率压缩点的仿真

7.2.7三阶交调的仿真

第8章频率合成器设计

8.1锁相环技术基础

8.1.1基本工作原理

8.1.2锁相环系统的性能参数

8.1.3环路滤波器的计算

8.2锁相环设计与仿真实例

8.2.1ADF4111芯片介绍

8.2.2案例参数及设计目标

8.2.3应用ADS进行PLL设计

第9章功分器与定向耦合器设计

9.1引言

9.2功分器技术基础

9.2.1基本工作原理

9.2.2功分器的基本指标

9.3功分器的原理图设计、仿真与优化

9.3.1等分威尔金森功分器的设计指标

9.3.2建立工程与设计原理图

9.3.3基板参数设置

9.3.4功分器原理图仿真

9.3.5功分器电路参数的优化

9.4功分器的版图生成与仿真

9.4.1功分器版图的生成

9.4.2功分器版图的仿真

9.5定向耦合器技术基础

9.5.1基本工作原理

9.5.2定向耦合器的基本指标

9.6定向耦合器的原理图设计、仿真与优化

9.6.1Lange耦合器的设计指标

9.6.2建立工程与设计原理图

9.6.3微带线的参数设置

9.6.4Lange耦合器的参数设置

9.6.5Lange耦合器的原理图仿真

9.6.6Lange耦合器的参数优化

9.7定向耦合器的版图生成与仿真

9.7.1Lange耦合器版图的生成

9.7.2Lange耦合器的仿真

第10章射频控制电路设计

10.1衰减器的设计

10.1.1衰减器基础

10.1.2有源衰减器的设计及仿真

10.2移相器的设计

10.2.1移相器基础

10.2.2移相器的ADS仿真

10.3射频开关的设计

10.3.1射频开关基础

10.3.2PIN开关的ADS仿真实例

第11章RFIC电路设计

11.1RFIC介绍

11.2共源共栅结构放大器理论分析

11.3共源共栅放大器IC设计ADS实例

11.3.1共源共栅放大器IC设计目标一

11.3.2共源共栅放大器IC设计目标二

11.3.3共源共栅放大器IC设计目标三

11.3.4共源共栅放大器ADS模块生成

第12章TDR瞬态电路仿真

12.1TDR原理及测试方法

12.1.1TDR原理说明及系统构成

12.1.2TDR应用于传输线阻抗的测量原理

12.2TDR电路的瞬态仿真实例

12.2.1利用ADS仿真信号延迟

12.2.2通过TDR仿真观察传输线特性

12.2.3结合LineCalc对传输线进行匹配分析

12.3TDR仿真中利用Momentum建模的实例

12.3.1TDR一般瞬态仿真过程

12.3.2利用Momentum的TDR仿真过程

第13章通信系统链路仿真

13.1通信系统指标解析

13.1.1噪声

13.1.2灵敏度

13.1.3线性度

13.1.4动态范围

13.2系统链路设计

13.2.1传播模型

13.2.2链路计算实例

13.3ADS常用链路预算工具介绍

13.3.1BUDGET控制器

13.3.2混频器及本振

13.3.3AGC环路预算工具

13.4一个简单系统的链路预算

13.4.1输入端口

13.4.2第一级滤波器

13.4.3第一级放大器

13.4.4本振及混频

13.4.5第二级滤波器

13.4.6第二级放大器

13.4.7BUDGET控制器设置

13.4.8整体电路图

13.4.9仿真结果及分析

13.5AGC自动增益控制

13.5.1无导频模式下的功率控制

13.5.2有导频模式下的功率控制

13.6链路参数扫描

13.6.1功率扫描

13.6.2频率扫描

13.7链路预算结果导入Excel

13.7.1控制器设置

13.7.2Excel操作

第14章Momentum电磁仿真

14.1Layout界面简介

14.2Momentum主要功能和应用

14.2.1矩量法介绍

14.2.2Momentum的特点

14.2.3Momentum的功能

14.2.4Momentum仿真流程

14.3微带滤波器设计

14.3.1三腔微带环形带通滤波器

14.3.2微带滤波器的优化设计

第15章微带天线仿真实例

15.1天线基础

15.2微带贴片天线仿真实例

15.3微带缝隙天线仿真实例

15.4优化设计

15.5无线通信中的双频天线设计实例

编辑推荐

《ADS2008射频电路设计与仿真实例(第2版)》由电子工业出版社。

作者简介

《ADS2008射频电路设计与仿真实例(第2版)》主要介绍使用ADS2008进行射频电路设计和仿真的方法，书中包含了大量工程实例，包括匹配电路、滤波器、低噪声放大器、功率放大器、混频器、频率合成器、功分器、耦合器、射频控制电路、RFIC电路、TDR电路、通信电路等仿真实例，最后还介绍了Momentum电磁仿真和微带天线仿真的方法及工程实例，涵盖范围广，工程实用性强。

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