如何將天線ADS版圖轉換成Protel的PCB圖

摘要:采用先進的射頻仿真軟件ADS(Advanced Design System)可以方便有效地設計諸如微帶天線之類的平面結構天線。完成ADS版圖設計后，由于大多數PCB產家并不能直接根據ADS版圖制版，需要把ADS版圖轉換到Protel PCB圖，這是個難點。經過探索總結，可將ADS版圖轉換成Gerber 文件，再用Protel將Gerber 文件導入到PCB后，再鋪銅。對于簡單天線圖案可手工鋪銅，但對于復雜圖案就比較難手工鋪銅了。經過大量實踐總結了一套方法可以實現復雜天線圖案的自動鋪銅。

關鍵詞:天線;Protel;PCB;ADS版圖;Gerber文件

中圖分類號:TP391文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)26-7518-02

How to Transform Antenna ADS Layout to Protel PCB File

TAN Li-rong， GU Bin

(Nanjing College of Information Technology， Nanjing 210046， China)

Abstract: The simulation software ADS(Advanced Design System) can be used to design the planar antenna such as microstrip antenna.After finishing the design of ADS layout，how to transform ADS layout to Protel PCB file is a difficult problem as most of PCB producer can’t manufacture the Printed Circuit Board directly according to ADS layout. By exploring， the paper get a method which transform ADS layout to Gerber file， and then to Protel PCB file which need be spread with copper. Simple design can be spread with copper by hand， but it is difficult for complex design. Complex antenna design can be spread with copper automatically by using a method that is from a lot of practice.

Key words: antenna; Protel; PCB ; ADS layout; Gerber file

對于一個無線通信系統他來說，天線是一個重要的元件之一，它把高頻電流能量轉換成電磁波能量并按要求輻射出去[1]。一個優良的天線設計可以緩和系統的需求，同時可以改善整個系統的性能。天線對于現代通信系統的作用相當于眼睛和鏡片對于人類的作用一樣。在各種各樣的天線中，平面結構的天線占了相當大的比例，例如，廣泛應用于通信領域的微帶天線、縫隙天線等[2]。在平面結構天線的設計中，許多傳統的設計技術仍然沿用至今[3]。然而，隨著對系統性能要求的不斷擴展，天線傳統的設計技術已經面臨許多的問題和挑戰。

ADS(Advanced Design System)軟件是在HP EESOF系列EDA軟件基礎上發展完善起來的大型綜合設計軟件，是由美國Agilent公司推出的微波電路和通信系統仿真軟件[4]。ADS 功能強大、簡明直觀且應用范圍較廣，除了可以應用于射頻和微波電路的設計、通信系統的設計、DSP設計外，還可以用于平面結構天線的設計。完成ADS版圖設計后，由于大多數PCB產家并不能直接根據ADS版圖制版，需要把ADS版圖轉換到ProtelPCB圖。經過筆者探索研究后，總結了一套簡便易行的方法，下面以一種微帶天線為實例來介紹。

1 轉換步驟

1.1 步驟一:將ADS版圖轉換成Gerber 文件

1) 將 ADS 版圖文件輸出成GDSII stream Format 格式的forktagold.gds文件(可以任意起個英文名)，見圖1。

2) 新建一個Project(工程文件)，進入該文件的版圖頁面(New Layout Window)。

3) 選擇主菜單File-Import導入 GDSII stream Format文件forktagold.gds，按OK后會有一個警告信息，不用管!再選擇EDIT-MODIFY-SET Origin，將原點選擇在整個圖的左下側，并與圖有一定距離，否則將來的Protel格式的圖形只有半個甚至沒有，然后保存!(見圖2)。

4) 再輸出成(Gerber)文件，按OK后，會彈出兩個界面，進入有Translation settings的界面，并按該按鈕(Gerber file option 使用缺省值，不用管!)，將Gerber file output format 改成RS274X格式(很關鍵的);界面Translation settings下面的edit aperture 也不用管，按translate，然后出現一個界面，該界面會有layer name為cond的冬冬，按OK!ADS完成到Gerber 文件的轉換。然后再按Exit(見圖3)。

5) 進入windows 的資源管理器，再進入你剛才建的ADS project 工程目錄中，找到一個叫cond.gbr 文件，然后使用記事本打開，第一行是:%IPPOS*%。將該行刪掉，第二行移到第一行。即第一行不能是空行!然后保存!必須這樣做，否則沒有圖形產生!

6) 打開Protel99(或其他Protel)，新建一個PCB 文件[5]，然后File-import，將文件類型選成single gerber fiels (*.g??)，選擇cond.gbr，點打開，圖形進入Protel，見圖4。事實上，該圖形是由線段填充構成的，還要后期處理[6]。

1.2 步驟二 用Protel將Gerber 文件導入到PCB后，再自動鋪銅

導入到PCB后，下面就要開始鋪銅了。可以手工鋪銅[7]，手工鋪銅對于簡單圖案還好，若是復雜圖案就比較難了。經過探索實踐總結了如下方法可以實現復雜圖案的自動鋪銅。

1) 要確認整個天線圖是閉合的，把多余的線刪掉。刪除多余的線后，雙擊圖中的任一條線，在跳出的窗口中將Layer選項中的TopLayer層改為KeepoutLayer層，同時點擊Global，在跳出窗口中把Layer選框中any改為same。

2) 在Protel 99中作如下設置[8]:選擇主菜單Design/Rule后，在跳出來的窗口中選擇Manufacturing/Polygon Connect Style，再點擊Properties，選擇Rule Attributes為Direct Connect;選擇主菜單Design/Rule后，在跳出來的窗口中選擇Routing/Clearance Constraint，將Gap設為很小，如0.001mm。但不能為0。

3) 選擇主菜單Design/Netlist Manager網絡表管理器后，然后點擊“Add”，增加一個新網絡NET 并定義名稱(這里起名為網絡1)。

4) 在每個閉合曲線圖內放一個比較小中間無孔的焊盤。放入焊盤前，點Tab鍵，先對焊盤設置如下:其中HOLE SIZE設置為0mm表示中間無孔;X_Size和Y_Size對應焊盤大小，設置要小;并將焊盤改為Toplayer層。再點擊Advanced，將其定義為在網絡1。如圖5:由于該設計圖內有多個閉合曲線，所以在每個閉合曲線內都放了一個比較小中間無孔的焊盤。注意焊盤不要挨著線，否則或出錯。并注意設置所有焊盤在同一個網絡。

5) 點擊鋪銅按鈕，選擇和焊盤同一個網絡并使Gride size很小，點擊OK就鋪好了。注意把Pour Over Same Net和Remove Dead Coppe打上勾， Grid Size 要比Track Width 設置得小，見圖6。

6) 最后把框線Keepoutlayer層改回Toplayer層就OK了。

7) 發現得到的PCB圖有飛線(其實飛線并不會影響制版的，不去掉也行，只是不太好看)，為了去飛線，選擇主菜單Design/Netlist Manager網絡表管理器后，點擊Remove，去掉網絡1。可能會報錯，選擇主菜單Design/Options后，把DRC Errors 這一項不勾上就好了。

8) 最后得到鋪銅后PCB圖如圖7。

2 結論

經過以上的處理過程，得到了我們想要的結果，與傳統的方法相比，這是一個快捷方便的方法，節省了設計人員的大量時間，大幅度減少了勞動量。并且得到的PCB圖更接近ADS設計圖，更精確。

參考文獻:

[1] 盧萬錚.天線理論與技術[M].西安:西安電子科技大學出版社，2004.

[2] 王新穩，李萍.微波技術與天線[M].北京:電子工業出版社，2003.

[3] 聞映紅.天線與電波傳輸理論[M].北京:北京交通大學出版社，2007.

[4] 陳艷華，李朝暉，夏瑋.ADS應用詳解—射頻電路設計與仿真[M].北京:人民郵電出版社，2008.

[5] 余載泉，李玉和.Protel實戰演練[M].北京:人民郵電出版社，2000

[6] 王偉.一種對Protel電路圖輸出格式轉化的方法[J].電子世界，2005(11):38-39.

[7] 高鵬，安濤，寇懷成.Prote199入門與提高[M]，北京:人民郵電出版社，2000.

[8] 清源計算機工作室.Prote[99原理圖與PCB設計[M].北京:機械工業出版社，2000.