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ADS-S参数仿真

参数仿真

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ADS仿真第6章S参数仿真——提供具体仿真过程。

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•

S 参数仿真的基本原理

•

仿真控制器重要参数的含义

•

使用 Smith Tool 设计输入输出匹配电路

•

电路优化设计方法

•

等增益圆、等噪声系数圆和稳定性系数以

及相应的最佳匹配点

•

S2P 文件使用方法

第六章 S 参数仿

真

【本章重点】

在进行射频 / 微波电路设计时，节点电路理论已不再适用，需要采用

分布参数电路的分析方法。这时可以采用复杂的场分析法，但更多的

时候是采用微波网络法来分析电路。对于微波网络而言，最重要的参

数就是 S 参数。在个人计算机平台迈入 GHz 阶段之后，从计算机的中

央处理器、显示界面、存储器总线到 I/O 接口，全部走入高频传送的

阶段，所以现在不但射频微波电路设计时需要了解 S 参数相关知识，

计算机系统甚至消费电子系统的设计也需要对相关知识有所掌握，本

章通过实例介绍 ADS2009 实现 S 参数仿真的原理和方法。

【本章重点】

S 参数仿真的基本原理

仿真控制器重要参数的含义

使用 Smith Tool 设计输入输出匹配电路

电路优化设计方法

等增益圆、等噪声系数圆和稳定性系数以及相应的最佳匹配点

S2P 文件使用方法

6.1 S 参数仿真基本原理及功能

6.1.1 S 参数的概念

在低频电路中，元器件的尺寸相对于信号的波长而言可以忽略

( 通常小于波长的十分之一 ) ，这种情况下的电路被称为节点 (Lump)

电路，这时可以采用常规的电压、电流定律来进行电路计算。

但在高频 / 微波电路中，由于波长较短，组件的尺寸就无法再视

为一个节点，某一瞬间组件上所分布的电压、电流会不一致。因此基本

的电路理论不再适用，而必须采用电磁场理论中的反射及传输模式来分

析电路。元器件内部电磁波的进行波与反射波的干涉使电压和电流失去

了一致性，电压电流比为稳定状态的固有特性再也不适用，取而代之的

是“分布参数”的特性阻抗观念，此时的电路以电磁波传送与反射为基础

要素，即反射系数、衰减系数、传送的延迟时间。

分布参数电路采用场分析法，但场分析法过于复杂，因此需要一

种简化的分析方法。微波网络法广泛运用于微波系统的分析，是一种等

效电路法，在分析场分布的基础上，用路的方法将微波元件等效为电抗

或电阻器件，将实际的导波传输系统等效为传输线，从而将实际的微波

系统简化为微波网络，将场的问题转化为路的问题来解决

一般地，对于一个有 Y 、 Z 和 S 参数的网络是可以实际

测量和分析的，其中 Y 称导纳参数， Z 称为阻抗参数， S 称

为散射参数。 Z 和 Y 参数对于集总参数电路分析非常有效，

各参数可以很方便的测试。但是在微波系统中，由于确定非

TEM 波电压、电流的困难性，而且在微波频率测量电压和电

流也存在实际困难。因此，在处理高频网络时，等效电压和

电流以及有关的阻抗和导纳参数变得较抽象。与直接测量入

射、反射及传输波概念更加一致的是散射参数，即 S 参数矩

阵，它更适合于分布参数电路。

S 参数是建立在入射波、反射波关系基础上的网络参数，

适于微波电路分析，以器件端口的反射信号以及从该端口传

向另一端口的信号来描述电路网络。同 N 端口网络的阻抗和

导纳参数一样，用散射参数亦能对 N 端口网络进行完善的描

述。阻抗和导纳参数反映了端口的总电压和电流的关系，而

散射参数是反映端口的入射电压波和反射电压波的关系。散

射参数可以直接用网络分析仪测量得到，而且可以用网络分

析法来计算。

下面以二端口网络为例说明 S 参数的含义，如图 6-1 所示。

S21

S12

S11 S22

Port1 Port2

图 6-1 二端口网络模型

二端口网络有四个 S 参数， Sij 表示能量从 j 口注入，在 i 口测

得的能量，如 S11 定义为从 Port1 口反射的能量与输入能量比值的平

方根，也经常被简化为等效反射电压和等效入射电压的比值，各参数的

物理含义和特殊网络的特性如下

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张博士-体态康复

2023-07-27

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2023-07-27

通过阅读这个文件，我对ADS-S参数仿真有了更深入的理解，感觉受益匪浅。
懂得越多越要学

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2023-07-27

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2023-07-27

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branran09

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