VCO技术回顾与展望

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ADS设计报告示例

应用ADS软件设计低噪声放大器 摘要：简单介绍了应用ADS软件设计一种低噪声放大器的过程，给出了仿真结果。Abstract：Introduce the design process of a kind of low noise amplifier with ADS software, and give out the simulative result. 关键词：ADS 低噪声放大器噪声系数三阶交截点 Key words: ADS LNA NF IP3 ADS（Agilent Design System）是安捷伦公司的一个高级的电路设计软件，它可以完成微波射频的设计、优化以及DSP的设计，是实际工作中倍受推崇的微波射频设计软件，当然其它如MWOFFICE、GENESYS、ANSOFT等也是常用的微波射频设计仿真软件。 一、设计方案要求 为保证低噪声放大器的技术指标，首先要根据频率以及增益的要求来选择好低噪声放大管，在此以Agilent的Phemt管ATF-54143为例来介绍设计过程，该器件在通讯频段具有低的噪声系数(Nf)以及较高三阶交截点(IP3)，而ATF-54143在f=900MHz，Vds=3V Ids=60mA时关键指标是： Nf =0.3 dB Ga=23.4 dB OIP3=35.3 dBm P1dB=18.4 dBm 通常低噪声放大器中只用一级低噪声放大管并不能保证系统增益的要求，一般在其后还要其它放大管来提高低噪声放大器的增益和输出功率1dB压缩点（P1dB），因此必须考虑后几级放大管对整个放大器噪声系数的影响。 此外，一般要求通讯系统中低噪声放大器的输入输出驻波比小于1.5，而较低的噪声系数将造成输入驻波不能满足要求。要保证输入驻波指标，可采用双平衡放大或在低噪声放大管前加隔离器，或采取牺牲一点噪声系数做低噪声放大管的匹配电路。由于采用双平衡放大电路需要两个低噪声放大管，从而使电路变复杂，因此本设计采用加隔离器方案改善输入驻波，对隔离器的要求是具有很小的插入损耗（通常普通隔离器的插入损耗在此频段为0.3dB可满足要求）。 二、设计过程 针对方案要求，以下简要介绍采用单管方案进行设计和仿真的过程。 1、原理图设计 我们参考Agilent的器件资料（ATF-54143）来完成低噪声放大管的原理图设计，首先应在ADS软件中进行原理图的编辑，如图１所示。 在设计中需注意以下几点： （1）微带线的设计：微带线在相应频率上必须等效50 ，对于图中所用的PCB材料，常取微带传输线的宽度为1.9mm。 （2）元器件的取值：因为是在高频段内，我们必须考虑到每个元件，如电感、电容，并不能等效为理想器件，还应该考虑其它因数（如Ｑ值、引线、管脚等）。在这里为方便说明均使用了理想化的电感、电容及电阻。 （3）相关器件可从ADS的元件库中调出，而ATF-54143的ADS模型可从Agilent 的网站上下载，不需要自己去做该元件。 （4）为了对电路进行S参数设计仿真，需给出相应的扫描频率范围S-PARAMETRS （本设计为100MHz~1500MHz）。 （5）印制板材料的参数MSUB：板厚１毫米，Er为4.3的普通PCB板。

案例研究方法的定义精

一、案例研究方法的定义 二、从研究范式来说，案例研究是一种实证研究。它在不脱离现实生活环境的情况下，研究当时当地正在进行的现象，研究现象与其所处的情境之间的界限并不十分明显。从资料的收集和分析来看，案例研究要根据理论假设来引导资料的收集和分析，依靠多个资料来源，通过三角互证的方式，最后得到一致的结论。因此，案例研究作为一种研究方法，并不只是一种资料收集的方式，也不仅仅起到研究设计的作用，而是一种全面而完整的研究方法。 三、教育研究中的案例研究方法与其他学科领域的案例研究方法的差异主要体现在研究对象上。教育案例研究的研究对象可以是一名学生、一个班级、一所学校、某一教育制度、政策或某一教育事件等。( 又称为“个案研究”) 四、案例研究方法的适用范围和分类 五、在决定采用某种研究方法之前所必须考虑的三个条件是：（1）该研究所要回答的问题的烈性是什么；（2）研究者对研究对象及事件的控制程度如何；（3）研究的重心是当前发生的事，或者是过去发生的事。（表1：不同研究方法的适用条件） 表1：不同研究方法的适用条件（资料来源：COSMOS公司）1 1（美）罗伯特.K.殷，周海涛主译，案例研究：设计与方法，P7。

案例研究方法适用的范围是：（1）研究“怎么样” 或“为什么” 的问题；（2）在研究者对事件没有控制或控制极少的情况下；（3）研究的问题聚焦在现实问题时。根据研究目的，案例研究可以分为“解释性” 的案例研究、“探究性” 的案例研究和“描述性”的案例研究。解释性的案例研究是指通过对案例的研究，从而对抽象问题提供说明，最后进一步精炼理论、检验理论。探究性的案例研究是指通过深入了解特定案例的特殊性或个别性，从而提出理论假设。描述性的案例研究是指深入描述案例的脉络和细节，提供描述性的素材，从而得出某些结论。 六、案例研究的研究阶段 七、完整的案例研究过程包括三个阶段：研究设计、资料收集以及资料分析和撰写报告。研究设计是设计一种研究的逻辑关系，意指把要收集的信息以及将要得出的结论和研究的初始问题联系起来。案例研究的研究设计包括五个部分：（1）研究的问题；（2）研究的假设或命题（如果有）；（3）分析单元；（4）联结资料与假设或命题的逻辑；（5）解释新发现的准则。 研究设计的目的是在收集、分析和解释现象的过程中引导研究者，它是研究过程的逻辑模型，允许研究者从多种变量间的偶然关系中得出推论。研究设计还限定了研究的推广范围，即研究得到的解释能否推广到更多的人群或不同的情形。此外，多案例研究所遵从的是复制法则，该法则与多元实验的复制法像类似。例如，通过某次实验取得某项重大发现后，学者将会重复进行第二次、第三次甚至更多次相同的实验对之进行检验、验证。有些重复实验可能要一摸一样地复制前次实验的所有条件，而另一些重复实验可能会有以改变某些非关键性的条件，来考察是否能得到同样的结果。多案例研究背后的原理与多元实验相同，每一个案例都要经过仔细挑选，挑选出来案例要么能产生相同的结果（逐项复制）；要么能由于可预知的原因而产生于前一项研究不同的结果（差别复制）。 在案例研究的设计阶段，研究者需要考虑四个方面的质量：建构效度、内部效度、外部效度和信度。建构效度是指对所研究的概念形成一套恰当的操作性概念和指标；内部效度（仅适用于解释性或偶发性研究，不能用作探究性和描述性研究）是指建立研究中的问题与问题或概念与概念之间的临时关系，以此表明一种情况会导致另一种情况，以区别于虚假的联系。外部效度是指确定一个研究发现或结论可以推广的范围；信度是指证明一个研究的操作（如资料的收集过程）是具有可重复性，如果重复这一研究，就能得到同样结果的。 在资料收集阶段，可能的资料来自六个方面：文档、文献记录、面谈、直接观察、参与式观察和实物。在做某个案例研究时，并不一定要穷尽所有六个方面的资料，但是研究者要清楚，相对于研究问题来说，每种可能的资料来源都同时兼具优点和缺点。（表

[整理]ADS设计混频器

应用ADS 设计混频器 1． 概述 图1为一微带平衡混频器，其功率混合电路采用3dB 分支线定向耦合器，在各端口匹配的条件下，1、2为隔离臂，1到3、4端口以及从2到3、4端口都是功率平分而相位差90°。 图1 设射频信号和本振分别从隔离臂1、2端口加入时，初相位都是0°，考虑到传输相同的路径不影响相对相位关系。通过定向耦合器，加到D1，D2上的信号和本振电压分别为： D1上电压 )2 cos(1π ω- =t V v s s s 1-1 )cos(1πω-=t V v L L L 1-2 D2上电压 )cos(2t V v s s s ω= 1-3 )2 cos(2π ω+ =t V v L L L 1-4 可见，信号和本振都分别以 2π相位差分配到两只二极管上，故这类混频器称为2 π 型平衡混频器。由一般混频电流的计算公式，并考虑到射频电压和本振电压的相位差，可以得到D1中混频电流为：

∑ ∑∞ -∞ =∞ -+- = m n L s m n t jn t jm I t i ,,1)]()2 (exp[)(πωπ ω 同样，D2式中的混频器的电流为： ∑∑∞ -∞ =∞ + += m n L s m n t jn t jm I t i ,,2)]2 ()(exp[)(π ωω 当1,1±=±=n m 时，利用1,11,1-++-=I I 的关系，可以求出中频电流为： ]2 )cos[(41,1π ωω+ -=+-t I i L s IF 主要的技术指标有： 1、噪音系数和等效相位噪音(单边带噪音系数、双边带噪音系数)； 2、变频增益，中频输出和射频输入的比较； 3、动态范围，这是指混频器正常工作时的微波输入功率范围； 4、双频三阶交调与线性度； 5、工作频率； 6、隔离度； 7、本振功率与工作点。 设计目标：射频：3.6 GHz ，本振：3.8 GHz ，噪音：<15。 2.具体设计过程 2.1创建一个新项目 ◇ 启动ADS ◇ 选择Main windows ◇ 菜单－File －New Project ，然后按照提示选择项目保存的路径和输入文件名 ◇ 点击“ok ”这样就创建了一个新项目。 ◇ 点击 ，新建一个电路原理图窗口，开始设计混频器。

ads设计的滤波器.

1 课题背景 随着信息化浪潮的推进，现代社会产生了巨大的信息要求，通信技术正在向高速、多频段、大容量方向发展。目前移动通信中所使用的主要频率为0.8-1.0GHz，全球GSM频段分为4段，即850/900/1800/1900MHz。在宽带移动化方面，IEEE802工作组先后制定了WLAN和WiMAX等技术规范，希望能沿着固定、游牧/便携、移动这样的演进路线逐步实现宽带移动化，常用的WLAN通信频段标准为IEEE802.1b/g(2.4-2.5GHz)和IEEE802.11a(5.2-5.8GHz)。为了在移动环境下实现宽带数据传输，IEEE802.16WiMAX成了宽带移动的主要里程碑，促进了移动宽带的演进和发展，2.3-2.4GHz和3.4-3.6GHz频段均被划分为WiMAX的全球性统一无线电频段。这正是S波段的应用，因此如何研究出高性能，小型化的滤波器是目前电路设计的的关键之一。 当频率达到或接近GHz时，滤波器通常由分布参数元件构成，分布参数不仅可以构成低通滤波器，而且可以构成带通和带阻滤波器。平行耦合微带传输线由两个无屏蔽的平行微带传输线紧靠在一起构成，由于两个传输线之间电磁场的相互作用，在两个传输线之间会有功率耦合，这种传输线也因此称为耦合传输线。平行耦合微带线可以构成带通滤波器，这种滤波器是由四分之一波长耦合线段构成，它是一种常用的分布参数带通滤波器。 当两个无屏蔽的传输线紧靠一起时，由于传输线之间电磁场的相互作用，在传输线之间会有功率耦合，这种传输线称之为耦合传输线。根据传输线理论，每条单独的微带线都等价为小段串联电感和小段并联电容。每条微带线的特性阻抗为Z0，相互耦合的部分长度为L，微带线的宽度为W，微带线之间的距离为S，偶模特性阻抗为Z e，奇模特性阻抗为Z0。单个微带线单元虽然具有滤波特性，但其不能提供陡峭的通带到阻带的过渡。 如果将多个单元级联，级联后的网络可以具有良好的滤波特性。如图1.1所示。

ADS设计D触发器

Sheet 1 of 7
D-Type flip-flop (Toggle switch) The D-type flip-flops are used in prescalar/divider circuits and frequency phase detectors. Figure 1 shows how the flip-flop (latch) can be made using 2-input logic circuits and Figure 2 shows the input and output waveforms The enable pin needs to be high for data to be fed to the outputs Q and Q bar. The output will only change on the falling edge or trailing edge of the applied clk input.
D
NAND
NAND
Q
Enable
NAND
Q
NAND
NOT
Latch
Figure 1 Simple D-type Flip-flop circuit The D type flip-flop has only one input (D for Data) apart from the clock. The INDETERMINATE state is avoided with this flip-flop. When the clock goes high, D (a 0 or a 1) is transferred to Q. When the clock goes low, Q remains unchanged. Q stores the data until the clock goes high again, when new data may be available.
Figure 2 Output waveforms of the D-type flip-flop. In this circuit the Q output changes state on the leading edge of the clock.

分类与整理公开课案例分析

小学一年级下册《分类与整理》教学案例分析 东山小学李建霞 一、教学内容：小学一年级数学下册《分类与整理》 二、教学目标: 1、初步感知分类的意义,通过操作学会分类的方法。 2、通过分一分,看一看,培养学生的操作能力,观察能力,判断能力,语言表达能力。 3、培养学生合作交流的意识。 4、让学生体会到生活中处处有数学。 三、教材分析： 《分类与整理》这节数学课的主要学习内容是：对同种物品按照不同标准进行分类是在学生已经学习了对不同的物品进行分类的基础上进行教学的。因此本节课的教学目的是帮助学生学会分同一类物品，理解对于同一类物品，按照不同的标准来分，分得的结果是不同的，从而进一步感知分类的意义。 四、教学过程设计： 教学重难点: 学会对物体分类的方法。并能正确的分类。 教具准备： 水果、玩具、文具实物若干、气球教具、水果卡片学具、练习卡 教学过程： 一、创设情境，导入揭题 1、激趣提问：帮老师摆一摆？ 出示水果、玩具、文具实物若干，让学生观察后，说一说，怎样摆好，为什么？根据学生的回答，师小结并贴上卡片：水果区、玩具区、学习用品区。 2、谈话揭题、板题。 像刚才这样，将物品分类摆放，能让我们找起东西来，更方面有效。怎样摆放物品，并且怎么把分类的结果表现出来，这就是我们这节课要学习的新知识。 二、动手操作，体验分类 1、气球分类（情境图教学） （1）出示教具气球卡片（无规律地贴在黑板上） （2）学生观察：想一想，这些气球可以怎样分？ （3）指名学生上台操作，呈现分的方法？并说出理由。 （4）追问：谁的想法和他不一样？指名上台展示。 （5）比较交流：区别两种分法，并交流从中可获得的信息。 2、合作学习，分类感悟 （1）观察学具包中学具特点，小组内说说，怎样分？ （2）学生动手操作，分好类。 （3）指名不同分法的两个小组，上台展示分法：

ADS射频电路设计基础与典型应用解析

实验报告 课程名称： ADS射频电路设计基础与典型应用实验项目名称：交直流仿真分析 学院：工学院 专业班级：11级信息 姓名： 学号：1195111016 指导教师：唐加能 2014年12月23 日 预习报告

一、 实验目的 通过本节实验课程进一步熟悉使用ADS 软件，并学会使用ADS 软件进行交直流分析。 二、 实验仪器 电脑，ADS 仿真软件 三、 实验原理 （一）ADS 软件的直流，交流仿真功能 1.直流仿真 电路的直流仿真是所有射频有源电路分析的基础，在执行有源电路交流分析、S 参数仿真或谐波平衡仿真等其他仿真前，首先需要进行直流仿真，直流仿真主要用来分析电路的直流工作点。直流仿真元件面板主要包括直流仿真控制器、直流仿真设置控制器、参数扫描计划控制器、参数扫描控制器、节点设置和节点名控件、显示模板控件和仿真测量等式控件，这些面板上的原件经过设置以后既可以提供有源电路单点的直流分析，又可以提供有源电路参数扫描分析。 2.交流仿真 交流仿真能获得电路小信号时的多种参数，如电压增益、电流增益、跨导和噪声等。交流仿真执行时，首先对电路进行直流分析，并找到非线性原件的直流工作点，然后将非线性器件在静态工作点附近进行线性化处理，分析小信号在静态工作点附近的输入输出关系。 （二）交直流仿真面版与控制原件 1.直流仿真 图1中元件面板列出了直流仿真的所有仿真控件。 直流仿真控制器（DC ）：直流仿真控制器（DC ） 是控制直流仿真的最重要控件，使用直流仿真控制器可以设置仿 真的扫描参数和参数的扫描范围等相关参数。 直流仿真设置控制器（OPTIONS ）：直流仿真设置控制器主要用来设置直流仿真的外部环境和计算方式，例如，环境温度、设备温度、仿真的收敛性、仿真的状态提示和输出文件的特性等相关内容。

ADS设计低噪声放大器

低噪声放大器设计的依据和步骤： 满足规定的技术指标：噪声系数（或噪声温度）；功率增益；增益平坦度；工作频带；动态范围；输入、输出为标准微带线，其特征阻抗均为50□ 步骤：放大器级数（为了便于设计和学习，我们选择一级） 晶体管选择 电路拓朴结构 电路初步设计 用CAD 软件（如ADS2009）进行设计、优化、仿真模拟 一、低噪声放大器的主要技术指标 1．LNA 的噪声系数和噪声温度放 大器的噪声系数NF 可定义如下 NF = S in / N in S out / N out 式中，NF 为微波部件的噪声系数； S in，N in分别为输入端的信号功率和噪声功率； S out，N out分别为输出端的信号功率和噪声功率。 噪声系数的物理含义是：信号通过放大器之后，由于放大器产生噪声，使信噪比变坏；信噪比下降的倍数就是噪声系数。 通常，噪声系数用分贝数表示，此时 NF (dB) =10 lg( N F ) 放大器自身产生的噪声常用等效噪声温度T e来表达。噪声温度T e与噪声系数NF 的关系是 T e =T ?( N F -1) 式中，T0为环境温度，通常取为293K。 2．LNA 的功率增益、相关增益与增益平坦度微波放大器功率增益有多种定义，比如资用增益、实际增益、共扼增益、单向化增益等。对于实际的低噪音放大器，功率增益通常是指信源和负载都是 50Ω 标准阻抗情况下实 测的增益。 实际测量时，常用插入法，即用功率计先测信号源能给出的功率P1；再把放大器接到信源上，用同一功率计测放大器输出功率P2，功率增益就是 G = P 2 P 1

1 2 2 低噪声放大器都是按照噪声最佳匹配进行设计的。噪声最佳匹配点并非最大增益点，因 此增益 G 要下降。噪声最佳匹配情况下的增益称为相关增益。通常，相关增益比最大增益 大概低 2－4dB 。 功率增益的大小还会影响整机噪声系数，下面给出简化的多级放大器噪声系数表达式： N f 2 - 1 N f 3 - 1 N f = N f 1 + G + G G + ... 1 1 2 其中： N f －放大器整机噪声系数； N f 1，N f 2，N f 3 为第 1，2，3 级的噪声系数； －分别 G ，G －分别为第 1，2 级功率增益。从上面的讨论可以知道，当前级增益 G 1 和 G 2 足够 大的时候，整机的噪声系数接近第一级的噪声系数。因此多级放大器第一级噪音系数大小起 决定作用。作为成品微波低噪音放大器的功率增益，一般是 20－50dB 范围。 增益平坦度是指工作频带内功率增益的起伏，常用最高增益与最小增益之差，即△G(dB)表 示。 3．工作频带不仅是指功率增益满足平坦度要求的频带范围，而且还要求全频带内噪音要满 足要求，并给出各频点的噪音系数。动态范围的上限是受非线性指标限制，有时候要求更加 严格些，则定义为放大器非线性特性达到指定三阶交调系数时的输入功率值。 4．动态范围是指低噪音放大器输入信号允许的最小功率和最大功率的范围。动态范围的下 限取决于噪声性能。当放大器的噪声系数 N f 给定时，输入信号功率允许最小值是： 其中： P min = N f (kT 0 ?f m )M ·?f m －微波系统的通频带(例如中频放大器通频带)； M － 微波系统允许的信号噪声比，或信号识别系数； T 0－ 环境温度，293K 。 5．端口驻波比和反射损耗 低噪声放大器主要指标是噪声系数，所以输入匹配电路是按照噪声最佳来设计的，其结 果会偏离驻波比最佳的共扼匹配状态，因此驻波比不会很好。 此外，由于微波场效应晶体或双极性晶体管，其增益特性大体上都是按每倍频程以6dB 规律 随频率升高而下降，为了获得工作频带内平坦增益特性，在输入匹配电路和输出匹配电路都 是无耗电抗性电路情况下，只能采用低频段失配的方法来压低增益，以保持带内增益平坦， 因此端口驻波比必然是随着频率降低而升高。 6．稳定性 当放大器的输入和输出端的反射系数的模都小于 1（即 Γ1 < 1, Γ2 <1 ）时，不管源阻 抗 和负载阻抗如何，网络都是稳定的，称为绝对稳定； 当输入端或输出端的反射系数的模大于 1 时，网络是不稳定的，称为条件稳定。 对条件稳定的放大器，其负载阻抗和源阻抗不能任意选择，而是有一定的范围，否则放 大器不能稳定工作。 定义： suficient 1 = 1 - S 11 - S 12 ? S 21 2 suficient 2 = 1 - S 22 - S 12 ? S 21

可调式行走机构设计运动学分析和建模

毕业论文_可调式行走机构设计-运动学分析和建模 第一章绪论 1.1 课题的研究背景和意义 近年来，对双足行走运动的研究成为了力学、机械、控制、机器人学、生物学、心理学等学科的热点问题。与大多数四足或六足的动物相比，人类的双足行走运动可以把上肢解放出来，在运动的过程中完成其他的任务，且可以实现在更复杂、更崎岖的环境中运动；同时，人类的双足运动在稳定性的控制上也具有更高的要求。自20 世纪90 年代以来，对双足行走机器人的研究成为了国内外学者关注的一个热点问题。将基于主动控制的双足运动与基于被动行走的双足运动相结合，对于提高双足机器人的运动效率，实现多种运动步态都有十分重要的意义。 世界上第一台的机器人样机制造于1954年的美国，它基本上体现了现代工业应用的机器人的主要特征，虽然它仅仅是一台试验样机，但是为机器人的进一步发展起到很大的推动和指引作用。随后美国的联合控制公司（ConsolidatedControl Company)于1960年研制出了第一台具有真正意义的工业机器人。两年后美国的机床与铸造公司AMF也生产出了另外一种可以进行编程并实际用于工业操作的工业机器人。 20世纪70年代，机器人技术开始向产业化发展，并逐渐发展成为一门专门的有着自己较系统理论的一门学科—机器人学（Robotics)，这样就进一步扩大了机器人的应用领域，如图1所示为机器人的各种应用实例。

图1 机器人各种应用领域 随后各种坐标系统、各种结构机器人的相继出现以及计算机辅助设计技术的飞跃发展，使得机器人的性能和结构有了很大的进步，同时成本也在不断下降。20世纪80年代，各种不同结构、不同控制方法以及不同用途的工业机器人在工业比较发达的国家已经进入了真正的实用化普及阶段。随着传感器技术和智能.技术的发展，智能机器人的研究范围也逐渐扩大，机器人的视觉、触觉、力觉、听觉、接近觉等方面的研究大大的提高了机器人的自适应能力，促进了机器人的人性化进程。20世纪90年代，机器人伺服驱动系统迅速发展，这一时期，各种装配的机器人产量增长迅速，与机器人配套使用的装置和视觉技术也得到迅猛发展。 21世纪以来，机器人不仅仅局限于杆件结构，人们开始赋予它新的“肌肉”、“血管”，使其能够更好的比照人类进行运动和“生活”。这时期，机器人的形象更加丰富，感官、知觉等也越来越“人性化”。 近几年，机器人特别是双足机器人产业发展突飞猛进，不管是从专业技术水平上，还是从装备的数量上，都具有集中优势。机器人研究强国日本研发的新型的面向人们日常生活和服务行业的“医疗机器人”、“唱歌机器人”、“服务机器人”等正逐渐进入角色，走进人们的生活，如图2和图3所示。2011年全球组织机器人进行全程马拉松大赛，要求两条腿的机器人完成约42.2公里的奔跑，此次比赛就是为了证实机器人的耐久性和灵活性。

ADS设计定向耦合器

目录 1概述0 微波技术产生的背景及发展趋势 0 微波电路仿真软件ADS简介0 定向耦合概念及分类1 概念1 分类2 主要技术指标3 2工作原理4 传输线理论4 输入阻抗5 特性及测量6 网络特性 6 测量方法（定向耦合器的特性参量）7定向耦合器的用途7 3.微带分支电路的分析与设计8 分支线耦合器9 分支线耦合器的奇偶模分析9 4设计过程13 建立工程13 原理图的设计14 微带线参数的设置15 VAR控件的设置15 S参数仿真设计16 参数的优化18 分支线耦合器版图的生成19 5.总结与展望20

1概述 微波技术产生的背景及发展趋势 微波技术是无线电电子学的一个重要分支，已成为现代通信、雷达、导航和遥感等领域最为敏感的课题之一，发展至今已经有比较久的历史了，无论在理论上还是在实践上，微波科学技术逐渐成熟，并拥有很多的从业人员。微波波段的电磁波能穿透电离层,因而卫星通信与卫星电视广播、宇宙通信及射电天文学的研究等均需利用微波来实现，在通信、雷达、导航、遥感、天气、气象、工业、农业、医疗以及科学研究等方面得到越来越广泛的应用，成为了无线电电子学的一个重要的分支趋向。 随着通信技术的迅速发展，为了便于携带和移动,无线电设备的小型化是未来的发展趋势，而移动通信所使用频段处于微波范围,因此实现微波电路的更高频率化, 小型化,固体化,不仅在实用方面,而且在学术方面均有重要的研究价值。定向耦合器通常有两种实现方式: Lange耦合器和带线耦合器。Lange耦合器具有结构紧凑,便于集成的优点,但一般使用陶瓷基板, 电路制作要求较高,加工工艺和成本限制了它的应用。带线耦合器虽然对电路制作工艺要求相对较低,但存在结构复杂、体积较大以及集成困难等缺点。 传统的定向耦合器虽然具有设计成任意功率分配比例的优点，但是体积较大，不利于微波集成化方向发展，因此寻找性能更好和功能独特的小型定向耦合器，一直是人们去研究的课题之一。而微带定向耦合器由于具有结构紧凑、制作简单、便于和其他电路集成等优点,目前已引起人们的极大研究兴趣，未来的耦合器必然会向着集成化和小型化方向发展。 同时,用微带线设计的微波元器件,可以直接做在电路板上,具有所占空间小、易于和其它电路元件连接的特点。因为微带线具有上述特点,所以用它来做微波电路。这将有助于提高微波集成电路的集成度。 然而，微带定向耦合器也有自身的不足，主要体现在耦合度较低和方向性差等方面。为了克服上述缺陷,研究者提出了多种补偿方法，本文也将结合微波理论知识和先进的仿真软件技术，来实现对微带定向耦合器的耦合度和方向性等性能的改善和提高。 微波电路仿真软件ADS简介 ADS，即Advanced Design System 的简称，它是Agilent Technoligyies（安捷伦）公司推出的一套电路设计软件。Agilent Technoligyies公司把HP MDS（Microwave Design System）和HP EEsof IV(Electronic Engineering Software )两者的精华有机地结合起来，并增加了许多新的功能，便构成了ADS软件。 自从Agilent Technoligyies 公司推出ADS软件后，很快被广大电子工程技术人员所接受，因为它与以前的微波仿真软件相比，具有更全面的功能，而且它的应用也变得更加广泛，它具有多种仿真软件的优点，仿真手段丰富，可实现包括时域和频域，数字与模拟，线性与非线性，高频与低频，噪声等多种仿真分析手段，范围涵盖小到元器件，大到系统级的仿真分析设计，ADS能够同时仿真射频（RF），模拟（Analog），数字信号处理（DSP）电路，并可对数字电路和模拟电路的混频电路进行协同仿真，由于其强大的功能，很快成为全球内业界流行的EDA设计工具。 （1）ADS的特点 ①在可操作性方面，ADS灵活使用了窗口技术，工具栏、工具栏、快捷键、模版以及菜单等使人机界面更美观、方便。

(完整word版)基于ADS的LNA设计

基于ADS的低噪声放大器设计 与仿真

一、实验背景和目的 (4) 1.1 低噪声放大器 (4) 1.1.1 概念 (4) 1.1.2 主要功能 (4) 1.1.3 主要应用领域 (5) 1.2 低噪声放大器的研究现状 (5) 1.3 本实验报告的主要研究内容和内容安排 (6) 二、低噪声放大器的原理分析与研究 (7) 2.1 低噪声放大器的基本结构 (7) 2.2 低噪声放大器的基本指标 (7) 2.2.1 噪声系数 (8) 2.2.2 增益 (9) 2.2.3 输入输出驻波比 (9) 2.2.3 反射系数 (9) 2.2.4 放大器的动态范围（IIP3） (10) 2.3 低噪声放大器设计设计的基本原则 (10) 2.3.1 低噪声放大管的选择原则 (10) 2.3.2 输入输出匹配电路的设计原则 (10) 三、低噪声放大器的设计 (14) 3.1 放大器设计的主要流程 (14) 3.2 低噪声放大管的选择 (15) 3.3 稳定性计算 (16) 3.4 输入输出匹配电路电路设计 (17) 3.5 偏置电路 (18) 3.6 电路中需要注意的一些问题 (18) 四、设计目标 (20) 五、ADS软件仿真设计和结论 (21)

5.1 ADS仿真设计 (21) 5.1.1 直流分析DC TRacing (21) 5.1.2 偏置电路的设计 (21) 5.1.3稳定性分析 (22) 5.1.4噪声系数园和输入匹配 (22) 5.1.5最大增益的输出匹配 (25) 5.2 结论分析 (30) 需要仿真源文件，请在空间留言

一、设计的背景和目的 1.1 低噪声放大器 在无线通信系统中，为了提高接受信号的灵敏度，一般在接收机前端放置低噪声放大器用来提高增益并降低系统的噪声系数。 1.1.1 概念 低噪声放大器是噪声系数很低的放大器。一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。由放大器所引起的信噪比恶化程度通常用噪声系数F来表示。理想放大器的噪声系数F＝1（0分贝），其物理意义是输出信噪比等于输入信噪比。现代的低噪声放大器大多采用晶体管、场效应晶体管；微波低噪声放大器则采用变容二极管参量放大器，常温参放的噪声温度Te 可低于几十度(绝对温度)，致冷参量放大器可达20K以下，砷化镓场效应晶体管低噪声微波放大器的应用已日益广泛，其噪声系数可低于 2 分贝。放大器的噪声系数还与晶体管的工作状态以及信源内阻有关。在工作频率和信源内阻均给定的情况下，噪声系数也和晶体管直流工作点有关。为了兼顾低噪声和高增益的要求，常采用共发射极一共基极级联的低噪声放大电路。 1.1.2 主要功能 随着通讯工业的飞速发展，人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高，功率辐射小、作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的普遍追求，这就对系统的接收灵敏度提出了更高的要求，我们知道，系统接收灵敏度的计算公式如下： S=-174+ NF+10㏒BW+S/N

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目录

基于Advaced Design System（简称ADS）软件资料的学习进行如下总结：对ADS 软件用途、模块简介、各模块的功能进行描述，本文主要针对在原理图模块中进行电子电路的仿真过程的描述。 一、ADS软件简介 为谁服务 先进设计系统(Advanced Design System)，简称ADS，是安捷伦科技有限公司(Agilent)为适应竞争形势，为了高效的进行产品研发生产，而设计开发的一款EDA软件。软件迅速成为工业设计领域EDA软件的佼佼者，因其强大的功能、丰富的模板支持和高效准确的仿真能力（尤其在射频微波领域），而得到了广大IC设计工作者的支持。ADS是高频设计的工业领袖。它支持系统和射频设计师开发所有类型的射频设计，从简单到最复杂，从射频∕微波模块到用于通信和航空航天∕国防的MMIC。 提出问题 通过从频域和时域电路仿真到电磁场仿真的全套仿真技术，ADS让设计师全面表征和优化设计。单一的集成设计环境提供系统和电路仿真器，以及电路图捕获、布局和验证能力——因此不需要在设计中停下来更换设计工具。 ADS是强大的电子设计自动化。它为蜂窝和便携电话、寻呼机、，以及雷达和卫星通信系统这类产品的设计师提供完全的设计集成。 ADS电子设计自动化功能十分强大，包含时域电路仿真(SPICE-like Simulation)、频域电路仿真(Harmonic Balance、Linear Analysis)、三维电磁仿真(EM Simulation)、通信系统仿真(Communication System Simulation)、数字信号处理仿真设计（DSP）；ADS支持射频和工程师开发所有类型的RF设计，从简单到复杂，从离散的射频/微波模块到用于通信和航天/国防的集成MMIC，是当今国内各大学和研究所使用最多的微波/射频电路和通信系统软件。 此外Agilent公司和多家半导体厂商合作建立ADS Design Kit 及Model File 供设计人员使用。使用者可以利用Design Kit 及软件仿真功能进行通信系统的设计、规划与评估，及MMIC/、模拟与数字电路设计。除上述仿真设计功能外，ADS软件也提供辅助设计功能，

ADS低通滤波器的设计与仿真

电磁场与微波技术 课程设计报告 课程题目：低通滤波器的设计与仿真姓名： 指导老师： 系别：电子信息与电气工程系专业：通信工程 班级： 学号： 完成时间：

低通滤波器的设计与仿真 摘要：微波滤波器是用来分离不同频率微波信号的一种器件。它的主要作用是抑制不需要的信号, 使其不能通过滤波器, 只让需要的信号通过。在微波电路系统中，滤波器的性能对电路的性能指标有很大的影响，因此如何设计出一个具有高性能的滤波器，对设计微波电路系统具有很重要的意义。微带电路具有体积小，重量轻、频带宽等诸多优点，近年来在微波电路系统应用广泛，其中用微带做滤波器是其主要应用之一。 关键词：ads；微带线；低通滤波器

一、设计思路 1、设计要求：截止频率：，通带内波纹小于，在处具有不小于 25dB 的带外衰减。 2、方案选择 利用椭圆函数滤波器设计并仿真，经过优化后，结果调出来的波形能达到指标，但波形会形成带阻波形，只能实现在一定范围内低通。所以不选。 利用切比雪夫滤波器设计并仿真，经过优化调试后可用。 3、设计法案 首先用 LC 设计低通滤波器集总参数模型当频率工作在高频时，要用微带线代替 LC 元件。高阻抗微带线代替串联电感，低阻抗微带线代替并联电容。一般取Zhigh=120Ω，Zlow=20Ω。在输入和输出加上50Ω微带线。然后根据设计要求通过 ADS 自带的Linecalc 计算转换过来的微带线长和宽。在进行设计时，主要以滤波器的 S 参数作为优化目标进行优化仿真。 S21（S12） S（表示传输参数，滤波器的通带，阻带的位置以及衰减，起伏全部表现在 S21（S12）随频率变化的曲线上。S11（S22）参数是输入、输出端口的反射系数，由它可以换算输入输出的电压驻波比。如果反射系数过大，就会导致反射损耗过大，影响系统的后级匹配，使系统性能下降。 板材设置：H（基板厚度）=，Er（基板相对介电常数）=，Mur （磁导率）=1，Cond（金属电导率）=1E+50，Hu（封装高度）=1E+033mm，T （金属层厚度）=，TanD（损耗角正切）=0。 二、仿真过程及电路原理图、版图、S 参数等 经过ADS软件的仿真和折中，以下就以相对比较好的方案为例介绍详细过程以及电路和版图仿真的情况。 低通滤波器集总参数模型如图1所示：图1 原理图设计并加T型接口如图2所示：图2

ADS设计LNA

利用ADS设计LNA 2000级电科（1）班季博3001143009 低噪声放大器设计的依据和步骤： ?满足规定的技术指标 噪声系数（或噪声温度）；功率增益；增益平坦度；工作频带； 动态范围 输入、输出为标准微带线，其特征阻抗均为50Ω 步骤： ?放大器级数（对于我们，为了便于设计和学习，通常选择一级）?晶体管选择 ?电路拓朴结构 ?电路初步设计 ?用CAD软件进行设计、优化、仿真模拟 一、低噪声放大器的主要技术指标 1．LNA的噪声系数和噪声温度 放大器的噪声系数NF可定义如下 式中，NF为微波部件的噪声系数； S in，N in分别为输入端的信号功率和噪声功率； S out，N out分别为输出端的信号功率和噪声功率。 噪声系数的物理含义是：信号通过放大器之后，由于放大器产生噪声，使信噪比变坏；

信噪比下降的倍数就是噪声系数。 通常，噪声系数用分贝数表示，此时 )lg(10)(NF dB NF = 放大器自身产生的噪声常用等效噪声温度T e 来表达。噪声温度T e 与噪声系数NF 的关系是 )1(0-?=NF T T e 式中，T 0为环境温度，通常取为293K 。 2．LNA 的功率增益、相关增益与增益平坦度 微波放大器功率增益有多种定义，比如资用增益、实际增益、共扼增益、单向化增益等。 对于实际的低噪音放大器，功率增益通常是指信源和负载都是50Ω标准阻抗情况下实 低噪声放大器都是按照噪声最佳匹配进行设计的。噪声最佳匹配点并非最大增益点，因此增益G 要下降。噪声最佳匹配情况下的增益称为相关增益。通常，相关增益比最大增益大概低2－4dB 。 功率增益的大小还会影响整机噪声系数，下面给出简化的多级放大器噪声系数表达式： (11) 213121+-+-+=G G N G N N N f f f f 其中：f N －放大器整机噪声系数； 321f f f N N N ，，－分别为第1，2，3级的噪声系数； 21G G ，－分别为第1，2级功率增益。从上面的讨论可以知道，当前级增益G 1和G 2足够大的时候，整机的噪声系数接近第一级的噪声系数。因此多级放大器第一级噪音系数大小起决定作用。作为成品微波低噪音放大器的功率增益，一般是20－50dB 范围。 增益平坦度是指工作频带内功率增益的起伏，常用最高增益与最小增益之差，即△G(dB)表示。 3．工作频带不仅是指功率增益满足平坦度要求的频带范围，而且还要求全频带内噪音要满足要求，并给出各频点的噪音系数。动态范围的上限是受非线性指标限制，有时候要求更加严格些，则定义为放大器非线性特性达到指定三阶交调系数时的输入功率值。 4．动态范围是指低噪音放大器输入信号允许的最小功率和最大功率的范围。动态范围的下限取决于噪声性能。当放大器的噪声系数N f 给定时，输入信号功率允许最小值是： M f kT N P m f )(0min ?= 其中： m f ?－微波系统的通频带(例如中频放大器通频带)； M － 微波系统允许的信号噪声比，或信号识别系数； T 0－ 环境温度，293K 。 5．端口驻波比和反射损耗 低噪声放大器主要指标是噪声系数，所以输入匹配电路是按照噪声最佳来设计的，其结果会偏离驻波比最佳的共扼匹配状态，因此驻波比不会很好。 此外，由于微波场效应晶体或双极性晶体管，其增益特性大体上都是按每倍频程以6dB 规律

案例研究方法

案例研究 长期以来,不同领域的研究者们对案例研究持有不尽相同的认识。1984年,罗伯特K.尹为“案例研究”给出了一个经典定义,即:案例研究是一种经验主义的探究,它研究现实生活背景中的暂时现象;在这样一种研究情境中,现象本身与其背景之间的界限不明显,研究者只能大量运用事例证据来展开研究。围绕这一定义及尹、罗伯特·E.斯特克等学者确立的案例研究的分析框架,人们开始逐步就案例研究的性质、研究对象及其作用这类问题形成大体一致的判断。这些共识可以概括为4点: 首先,案例研究是一种经验性的研究,而不是一种纯理论性的研究。案例研究的意义在于回答是“为什么”和“怎么样”的问题(Yin,1994,Stake,2000),而不是回答“应该是什么的问题。 其次,案例研究的研究对象是现实社会经济现象中的事例证据及变量之间的相互关系。案例研究的研究对象决定了,它属于现象学的研究范畴。 再次,案例研究对整体性的要求。案例研究的研究对象是社会经济现象中不同变量之间的相互关系,这决定了案例研究应该是一个整体性的体系,也许它的各个部分并不运转得那么良好,也许它的目的是非理性的,但它始终成为一个整体性的体系。 最后,案例研究的作用。在被研究的现象本身难以从其背景中抽象、分离出来的研究情境中,案例研究是一种行之有效的研究方法。它可以获得其他研究手段所不能获得的数据、经验知识,并以此为基础来分析不同变量之间的逻辑关系,进而检验和发展已有的理论体系。案例研究不仅可以用于分析受多种因素影响的复杂现象,它还可以满足那些开创性的研究,尤其是以构建新理论或精炼已有理论中的特定概念为目的的研究的需要。此外,案例研究作为一种教学方法,它有助于提高人们的判断力、沟通能力、独立分析能力和创造性地解决问题的能力。 案例研究的分类 根据不同的划分标准,可以区分出不同的案例研究型。 服务于不同案例研究类型的方法是不同的,有一些案例研究方法只适用于特定的案例研究类型。也有一些案例研究可以同时综合应用多种案例研究方法。 1.根据研究任务的不同来区分的案例研究类型,即探索型、描述型、例证型、实验型和解释型的案例研究。探索型案例研究往往会超越已有的理论体系,运用新的视角、假设、观点和方法来解析社会经济现象,这类研究以为新理论的形成作铺垫为己任,其特点是缺乏系统的理论体系的支撑,相关研究成果非常不完善。在已有理论框架下,当研究者希望对企业实践活动做出详尽的描述时,可以采用描述型案例研究方法;当研究者希望阐述企业组织创造性实践活动或企业实践的新趋势时,可以采用例证型案例研究方法.当研究者希望检验一个企业中新实践、新流程、新技术的执行情况并评价其收益时,可以采用实验型案例研究方法。解释性案例研究则适用于运用已有的理论假设来理解和解释现实中企业实践活动的研究任务。 2.根据实际研究中运用案例数量的不同,案例研究可以分为单一案例研究和多案例研究。单一案例研究主要用于证实或证伪已有理论假设的某一个方面的问题,它也可以用作分析一个极端的、独特的和罕见的管理情境。通常,单一案例研究不适用于系统构建新的理论框架。以凯思琳M.德艾森豪威尔为代表的学者偏好于多案例研究方法,其观点是,多案例研究能够更好、更全面地反映案例背景的不同方面,尤其是在多个案例同时指向同一结论的时候,案例研究的有效性将显