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ADS2011射频电路设计与仿真实例

作译者：徐兴福

出版时间：2014-05 千字数：857 版次：01-01 页数：524

开本：16(185*260) 装帧： I S B N ：9787121227998

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第1章ADS2011简介
1.1ADS与其他电磁仿真软件比较
1.2ADS2011简介
1.2.1概述
1.2.2ADS2008的新功能
1.2.3ADS2009的新功能
1.2.4ADS2011的新功能
1.2.5ADS2011的新功能描述
第2章ADS2011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如何搜索ADS中的范例
2.2.5ADS Template的使用
2.2.6ADS2011 Technology的设置
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
2.3.6XDB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频率响应区
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 
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工具
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设计的一般步骤
6.1.5PA设计参数
6.2直流扫描
6.2.1DesignKit的安装
6.2.2插入扫描模板
6.2.3放入飞思卡尔元器件模型
6.2.4扫描参数设置
6.2.5仿真并显示数据
6.3稳定性分析
6.3.1原理图的建立
6.3.2稳定性分析
6.4Load-Pull
6.4.1插入Load-Pull模板
6.4.2确定Load-Pull的负载阻抗
6.5Source-Pull
6.5.1插入Source-Pull
6.5.2确定Source-Pull的源阻抗
6.6Smith圆图匹配
6.6.1输出匹配电路的建立
6.6.2输出匹配理想传输线转化微带线
6.6.3输出匹配电路生成symbol模型
6.6.4输入匹配电路的建立
6.6.5输入匹配理想传输线转化微带线
6.6.6输入匹配电路生成symbol模型
6.7偏置的设计
6.8原理图S参数仿真
6.9原理图HB仿真
6.10原理图优化调谐
6.11版图Layout
6.11.1版图的生成
6.11.2版图的布局
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
7.1.3镜像抑制混频器原理简介
7.2混频器实例与仿真
7.2.1案例参数及设计目标
7.2.2平衡混频器设计
7.2.3本振功率对噪声系数和转换增益的影响
7.2.41dB功率压缩点的仿真
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锁相环实例与仿真
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功分器的版图生成与仿真
9.7.1Lange耦合器版图的生成 
9.7.2Lange耦合器版图仿真 
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
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
12.1时域反射仪原理及测试方法
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
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
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无线通信中的双频天线设计实例

前言
2000年以后，无线电技术不断发展，通信容量和通信频率不断提高，无线产品也日益复杂，传统的设计方法已经不能满足射频电路和系统设计的要求。随着3G/4G的广泛应用，5G也初现端倪，这些复杂和高容量通信系统与射频硬件的设计不得不依赖各种EDA软件实现。在射频电路行业，甚至是信号完整性领域，首推的仿真软件是Agilent ADS。
安捷伦ADS软件可应用于国防/航空电子、雷达、卫星通信系统设计，以及移动通信系统设计、高速电路、信号完整性设计、射频和微波电路设计、天线设计、LTCC器件及RX/TX封装模块设计。作为微波、射频电路和芯片设计、电路板设计和信号完整性设计的一流平台，安捷伦EEsof系列软件得到业界厂商的广泛支持，推出了多种针对该软件的元件库、模型库和设计套件（DesignKit），使用户可以进行更为准确的设计仿真。
从广大工程师择业的角度讲，选择主流的射频仿真设计软件不仅可以提高产品设计的成功率，而且可以提高自身的行业竞争力。各大公司招聘时，大多数要求射频工程师必须会使用ADS等软件进行射频电路设计。
早期出版的《ADS2008射频电路设计与仿真实例》一书，发行近20000册，深得广大射频工程师及高校师生的喜爱。当然，也存在不少问题。整体上看，还是不失为一本射频工程师的“武功秘籍”。随着用户对软件功能要求的增加，软件版本升级不断，广大同行建议再出一本ADS2011。ADS2002到ADS2009版本变动不大，但ADS2011操作界面及参数设置都有较大变动。为方便广大工程师朋友掌握这门利器，有必要重新写一本ADS2011版本的书籍。在写作这本书的同时，ADS2014已经推出，关于版本选择问题，在满足当前设计要求的情况下，建议大家选择ADS2011。最新推出的版本，很多厂家元件库还没及时更新，大部分是ADS2011 DesignKits。
本书设计实例涵盖内容范围广，实例章节步骤都是以工程设计目标参数入手，并和工程中产品设计的流程一致。ADS2011版本在原有的基础上进行较大的改动，对大家广泛关注的低噪声放大器章节进行改动；对功率放大器一章重新选管，选用飞思卡尔MRF8P9040N功率管子，解决广大同行找不到MRF9045管子SPICE模型及管子已经停产的问题。此次更新使得本书的内容与时俱进，具有较高的工程应用价值。读者按照本书的操作，可直接设计出相关的产品。
参与本书编写的（包括原作者）有徐兴福、卢益锋、徐晓宁、楼建全、廖剑锟、陈明勇、王小朝、肖馥林、石新明、陈钚、高亚东、赵志强、何川、王博、朱益志、陈泽钊和蒲剑。全书由徐兴福统稿。由于本书题材广泛，内容较多，非常感谢各位作者们的辛苦付出及电子工业出版社王敬栋编辑在各方面的支持和帮助，在此表示衷心感谢！另外，在本书编写过程中，参考引用同行文献和美国Agilent公司的相关技术资料，在此致以诚挚的谢意！
目前作者就职深圳兴森快捷Agilent射频高速联合实验室，主要从事PCB级电路应用研究。如果广大读者有射频及高速PCB电路设计及仿真、信号完整性、板级EMI等方面的问题，都可以联系作者，邮箱地址bruce_xxf@126com。
由于编者水平有限，书中错误在所难免，希望各位同行批评指正。

编者 2014年3月

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