Este documento describe el acoplamiento de impedancias utilizando un stub simple y doble. Explica cómo usar la carta de Smith para encontrar las distancias y longitudes óptimas y simular el acoplamiento en ADS. Para un stub simple, el acoplamiento fue casi perfecto a 2.399 GHz de los 2.4 GHz requeridos. Para el doble stub, el acoplamiento fue de 2.462 GHz de los 2.5 GHz requeridos. El documento concluye que la carta de Smith y ADS facilitan el acoplamiento de impedancias y que el pro

1. Por: Ángel Leonardo Torres
Componente: Radiación y Guías de Onda
Paralelo: B
TEMA: ACOPLADOR DE IMPEDANCIAS CON UNO Y DOS EQULIBRADORES (STUBS)
Acoplamiento de un Stub Simple
Transistor Frecuencia ZS ZL Z0
BLC2425M10LS500P 2.4 GHz 2.95−j6.51 2.3−j2.6 Lado izquierdo 70
Lado derecho 50
Carta de Smith.
Para realizar el acoplamiento de impedancias se tiene una mayor facilidad si se trabaja
con admitancias por lo que se debe transformar de impedancias a admitancia, sin
embargo, la Carta de Smith virtual utilizada tiene la función de pasar admitancias a
impedancias.
1. agregamos un punto e introducimos los
valores de la impedancia de la carga
(ZL=2.3 – j2.6) y la impedancia
característica Z0 = 50.
2. Luego obtenemos la admitancia YL.
YL = 9.543568 +10.788382j

2. 3. Según la condición de equilibrio la admitancia en cualquier punto de la Linea de transmicion
es 1(Linea Naranja)
4. Encontramos las 2 soluciones que interceptan en el círculo de radio 1 (Yopt_A y
Yopt_B)
- Para D1= YL como referencia y Yopt_A como Cursor
- Para D2= YL como referencia y Yopt_B como Cursor
Para encontrar la L1 y L2 creamos un Y(closed) eliminamos la parte imaginaria de
Yopt_A, creamos un punto ynormalised con nombre Ys1 y agregamos la parte
imaginaria con signo cambiado (- 4.454651) y la parte real dejamos en 0, hacemos lo
mismo para L2 (+ 4.454651).
- Para L1= Yclosed como referencia y Ys1 como Cursor
- Para L2= Yclosed como referencia y Ys2 como Cursor
Y estan distancias las multiplicamos por 360°
para encontrar la longitud eléctrica.Yopt_A
D1=0.477395 x 360 = 171.8622
L1=0.029466 x 360= 10.60776
Yopt_B
D2=0.041867 x 360 = 15.07212
L2=0.464855 x 360 = 167.3478
Para encontrar las distancias y longitud para este Stub simple de lado izquierdo con Z0 = 70
y sus dos soluciones, realizamos el mismo procedimiento descrito anteriormente.
Se obtiene:

3. STUB en ADS
Encontradas las distancias y longitudes procedemos a simular en ADS.
- Simulation-S_Param - Insertamos un Term que hará la función del generador esto lo
encontramos dentro de y un S_PARAMETERS donde ubicaremos los rangos de
nuestra simulación.
- Ahora insertamos los tramos de línea de transmisión tanto para el stub como para la
longitud de la línea, estos ubicados en (Tlines ideal).
- Ubicamos los componentes de la carga (lumped components) que en este caso son
r + jx una parte resistiva y dependiendo del signo de la parte imaginaria
determinamos si es capacitiva o inductiva en este caso como es positivo es
inductivo.
Se simulo la parte derecha e izquierda de manera separa en ADS.
Como último paso se unió los dos stub parte derecha e izquierda para ellos, en ello
borramos la carga y en la librería Eqn Based-Linear reemplazos por (Z2p_Eqn) que simula
a un transistor.
Z [1 1] = 2.95−j6.51 Z [1 2] = 2.3−j2.6
Yopt_A
D1=0.477395 x 360 = 171.8622
L1=0.029466 x 360= 10.60776
Yopt_B
D2=0.034435 x 360 = 12.3966
L2= 0.470534 x 360 = 169.39224

4. Finalmente, para simular presionamos simulate.
- Seleccionaremos Magnitude y en dB presionamos ok y nos aparecerá nuestra
grafica de las simulaciones.
- Se puede observar que esta casi perfectamente acoplado a la frecuencia dada
que era de 2.4 GHz.
Acoplamiento de un Stub Doble
Transistor Frecuencia ZS ZL Z0
BLC2425M10LS500P 2.5 GHz 5.58−j5.66 2.2−j2.2 Lado izquierdo 50
Lado derecho 50
Para el desarrollo del mismo se realizó en cuatro fases.

5. Al igual que en el acoplamiento con 1 Stub se empieza:
1. Agregamos un punto e introducimos los
valores de la impedancia de la carga
(ZL=2.2 – j2.2) y la impedancia
característica Z0 = 50.
2. Luego obtenemos la admitancia YL.
YL = 11.363636 +11.363636j
3. Graficamos un circuito auxiliar que se
desplaza del punto B a A. Clic derecho
(rotated 1+jX WTG) 0.375 nos
desplazamos.
4. De YL nos desplazamos 0.052λ. Clic
derecho (Move WTG) 0.052λ, name B+
5. Generamos los puntos de interseccion
que vendrian hacer las dos soluciones.
YB+ (Crossing with rotated 1 + jX)

6. PRIMERA SOLUCION Yopt_A
Graficar S11 = YBmenos - YB+ = Ynormalizada con el mismo signo
= (0.469482 -1.847673j) -( 0.469482 -3.080737j)
= -1.847673j + 3.080737j
= j1.233064
Yclosed = fererencia
S11 = Cursor
L1=0.391551 x 360 = 140.95836
Graficar S12 = Ynormalizada igual a 1 del punto A
Yopt_A = se dezplaza del punto B hacia el A hacia WTG= 0.375 lamda
a este nuevo punto lo llamaremos A
A = 1 + 2.805552j
S12 = Para que Ynormalizada del punto A sea igual 1
eliminamos su parte imaginaria con el signo
contrario que se encuentra en el punto A
Yclosed = fererencia
S12 = Cursor
L2 =0.054494 x 360 = 19.61784 grados
NOTA: Para la SEGUNDA SOLUCION Yopt_B se hace exactamente los mis descrito en
PRIMERA SOLUCION Yopt_A.

7. 1. Agregamos un punto e introducimos los
valores de la impedancia de la carga
(ZL=50 – j25) y la impedancia
característica Z0 = 50.
2. Luego obtenemos la admitancia YL.
YL = 0.8 +0.4j
3. Graficamos un circuito auxiliar que se
desplaza del punto B a A. Clic derecho
(rotated 1+jX WTG) 0.375 nos
desplazamos.
4. De YL nos desplazamos 0.052λ. Clic
derecho (Move WTG) 0.052λ, name B+

8. 5. Generamos los puntos de interseccion
que vendrian hacer las dos soluciones.
YB+ (Crossing with rotated 1 + jX)
PRIMERA SOLUCION Yopt_A
Graficar S11 = YBmenos - YB+ = Ynormalizada con el mismo signo
= (1.115104 -1.993353j) - (1.115104 +0.515293j)
= - 1.993353j - 0.515293j
= - 2.508646j
Yclosed = fererencia
S11 = Cursor
L1= 0.06037 x 360 = 21.7332 grados
Graficar S12 = Ynormalizada igual a 1 del punto A
Yopt_A = se dezplaza del punto B hacia el A hacia WTG= 0.375 lamda
a este nuevo punto lo llamaremos A
A = 1 +1.890817j
S12 = Para que Ynormalizada del punto A sea igual 1
eliminamos su parte imaginaria con el signo
contrario que se encuentra en el punto A
Yclosed = fererencia
S12 = Cursor
L2= 0.077425 x 360 = 27.873 grados
NOTA: Para la SEGUNDA SOLUCION Yopt_B se hace exactamente los mis descrito en
PRIMERA SOLUCION Yopt_A.

9. RESULTADOS
Zsource
(transistor)
Zload
(transistor)
Impedancia
característica
Impedancia
generador
Frecuencia
de
operación
5.58−j5.66 2.2−j2.2 Z0= 50 Ω 50 - j25 2.5 GHz
Zload (transistor(2.2−j2.2))- Parte Derecha
Solución 1
D1=0.056 x 360 = 20.16
L1=0.391551 x 360 = 140.95836
D2=3/8 x 360 = 135
L2 =0.054494 x 360 = 19.61784
Solución 2
D1=0.056 x 360 = 20.16
L1= 0.447627 x 360 = 161.14572
D2=3/8 x 360 = 135
L2 = 0.357926x 360 = 128.85336
Z0 (transistor(50−j25))- Parte Izquierda
Solución 1
D1=0.056 x 360 = 20.16
L1= 0.06037 x 360 = 21.7332
D2=3/8 x 360 = 135
L2= 0.077425 x 360 = 27.873 grados
Solución 2
D1=0.056 x 360 = 20.16
L1= 0.173439 x 360 = 62.43804
D2=3/8 x 360 = 135
L2= 0.232692 x 360 = 83.76912 grados
Encontradas la L y D con ayuda de la carta de Smith, procedemos a simular en ADS.
Para estar simulaciones se tomó la solución 1, estos fueron simulados de manera separada
para ver su acople, luego se los unió-acoplo, en las cargas en vez de utilizar una resistencia
y una inductancia se utilizó un elemento de la librería Eqn Based-Linear que nos permite
simular a las cargas, y nos simplifica la tarea. Ya que sin este nos tocaría encontrar la
inductancia.
Simulación Parte Derecha ZLOUD del Transistor.
Finalmente, para simular presionamos simulate.
- Seleccionaremos Magnitude y en dB presionamos ok y nos aparecerá nuestra
grafica de las simulaciones.
- Se puede observar que está casi perfectamente acoplado 2.477 GHz a la
frecuencia dada que era de 2.5 GHz.

10. Simulación Parte izquierda ZSource del Transistor.
Para esta se realiza el mismo procedimiento que para el lado derecho del transistor. Se
encuentra las L y D en la carta de Smith con la diferencia que esta con Zs = 5.58−j5.66.
Zsource
(transistor)
Zload
(transistor)
Impedancia
característica
Impedancia
generador
Frecuencia
de
operación
5.58−j5.66 2.2−j2.2 Z0= 50 Ω 50 - j25 2.5 GHz
Zload (transistor(5.58−j566))- Parte Derecha
Solución 1
D1=0.056 x 360 = 20.16
L1 = 0.41176 x 360 = 148.2336
D2=3/8 x 360 = 135
L2 = 0.09539 x 360 = 34.3404
Z0 (transistor(50−j25))- Parte Izquierda
Solución 1
D1=0.056 x 360 = 20.16
L1= 0.06037 x 360 = 21.7332
D2=3/8 x 360 = 135
L2= 0.077425 x 360 = 27.873 grados

11. - Se puede observar que este no fue un buen acople está en 2.442 GHz a la
frecuencia dada que era de 2.5 GHz.
Resultado: Acoplado de dos STUB en ADS.
- Ver Anexo Imagen más grande.
Z [1 1] = 5.58−j5.66 Z [2 2] = 2.2−j2.2
- Se puede observar que tiene un bien acoplado a una frecuencia de 2.462 GHz a la
frecuencia dada que era de 2.5 GHz.

12. Conclusiones.
- La carta de Smith nos simplifica el trabajo para realizar el acoplamiento
facilitándonos encontrar las distancias y longitudes a las cuales se deben simular en
ADS los Stub. Tambien la representación de admitancias/impedancias sin más que
hacer un giro de 180º
- El ADS nos permite simular el acoplamiento de un del transistor y ver si con las
distancias, longitudes, impedancias características, de carga y de generador
escogidas para la misma no permiten obtener un acoplamiento a la frecuencia que
viene determinada el datasheep de un transistor RF.
- Para mi caso práctico de simulación escogí un transistor BLC2425M10LS500P, que
esta diseñado para aplicaciones CW de alta potencia de frecuencias de 2.4 GHz a
2.5 GHz.
- Para efecto de simulación de un stub escogí a una frecuencia de 2.4 GHZ, con
impedancias zs = 2.95−j6.51 y ZL=2.3−j2.6. Y para la dos Stub una frecuencia de 2.5
GHZ con impedancias zs = 5.58−j5.6 y ZL=2.2−j2.2.
- Los acoples en ADS para el stub simple estuvo casi perfecto 2.399 GHz de los 2.4 GHz.
Y para el doble Stub doble obtuvimos un acople de 2.462 GHz de los 2.5 GHz
- En lo personal me ayudo mucho a entender y profundizar las líneas de transmisión
ya que me obligo a investigar, ya que no tenía mucho conocimiento de como se
realizan acoples, como maneja la carta de Smith y ADS.
- El acoplar los dos stub tuve muchos problemas para llegar a la frecuencia requerida
ya con ciertas longitudes no se llaga el primer acople, me llego a ser de 2.03 GHz de
los 2.5 GHZ que eran.
- El coeficiente de reflexión sólo puede ser cero a frecuencias discretas.
Bibliografía.
[1] Datasheep del BLC2425M10LS500PPower LDMOS transistor: Ampleon [Disponible en
línea en] https://www.ampleon.com/products/matched-ism-cooking-defrosting/2450-
mhz/BLC2425M10LS500P.html

13. ANEXO