6.2.4 Lange耦合器版图生成与仿真 

1. Lange耦合器版图的生成 

在进行Lange耦合器版图的仿真之前，首先需要生成Lange耦合器的版图，具体的步骤如下 

（1）将原理图e2另存为e3,单击e3工具栏中的失效工具Deactivate or Activate Components按钮，然后单击原理图中的用于S参数仿真的SP控件、4个Term元件和4个接地，再单击原理图中用于优化的Optim控件和3个Goal元件。这些元件和控件被失效后，在进行版图生成时，它们就不会再出现在所生成的版图中了。

（2）确定所有无关的元件失效后，在菜单栏中执行菜单命令Layout→Generate Update Layout，自动弹出一个设置窗口，这里应用它的默认设置，直接单击0K按钮。程序会自动弹出Status of Layout Generation窗口，窗口中显示了所生成版图中有效的元件数目等信息，如图6.47所示。将窗口中的内容与原理图比较，确认无误后单击0K按钮完成版图的生成。

图 6.47 Status of Layout Generation窗口  

完成版图生成的过程后，程序会自动打开版图设计窗口，里面显示了刚刚生成的Lange耦合器版图，如图6.48所示。从图中可以看出，原理图中的各种传输线模型已经转化为版图中的实际微带线。

 
图6.48 由原理图转换生成的Lange耦合器版图 

微带线介质基片和金属片的基本参数对微带型Lange耦合器的性能影响很大，在此必须设置版图中的微带线的基本参数，为了利用原理图的仿真结果，设置版图中的微带线参数与原理图中的MUSB控件里的参数一样。

（3）执行版图窗口中的菜单命令EM→Substrate，全部单击OK按钮，弹出Substrate设置窗口，执行菜单命令File→Import→Substrate From Schematic，弹出Add Substrate From Schematic窗口，在窗口中选择相对应的原理图就可以更新这些参数，这里选择e3，单击OK按钮，然后弹出e3的Substrate设置窗口，可以在此窗口里进行叠层的设置如图6.49所示。鼠标左键单击选中不需要的导体，再单击右键，弹出Unmap，左键单击Unmap，单击OK按钮，去掉该层导体，最后叠层如图6.50所示。

图6.49 基片参数设置窗口

图6.50 基片设置结果 

2. Lange耦合器版图仿真 

Lange耦合器的版图生成后，为观察耦合器的性能，并能更好接近实际，需要在版图里再次进行S参数的仿真，具体步骤如下。

（1）在版图设计窗口菜单栏中执行菜单命令Insert→Pin，在耦合器版图中插入4个Pin，快捷键Ctrl+r可以旋转Pin方向。Lange耦合器版图端口的设置如图6.51所示。

图6.51 Lange耦合器版图端口的设置  

（2）单击工具栏中的EM图标，打开仿真控制窗口，选择Substrate，在右边的下拉框选择e3; 再选择Frequency plan如图6.52所示。Type栏中选择Adaptive，设置的起止频率与原理图中相同，Fstart为 0.01 GHz,Fstop为 20 GHz 。

图6.51 版图仿真控制窗口

（3）单击Simulate按钮进行仿真，仿真过程中会弹出状态窗口显示仿真的进程，整个仿真过程一般比较慢，需要数分钟，仿真结束后将会自动出现数据显示窗口，按Ctrl+ A组合键全选中，按Delete键删除其自带模板，重新添加仿真结果，数据显示窗口中再定义一个Ratio的equation。如图6.52所示，从图中可以看出，S参数曲线都有不同程度的恶化。

图6.52  Lange耦合器版图仿真后的参数图形

如果所生成的Lange耦合器版图的S参数结果不能满足设计指标的要求，则需要返回原理图中重新进行变量参数的优化，再按照上述步骤进行版图的生成与仿真，直到满足设计要求为止。这样就完成了Lange耦合器版图的生成与仿真。