Cómo exportar parámetros S con uSimmics (anteriormente QucsStudio) [2026]

Simulación
2024.02.04

Lo que aprenderás

  • Qué son los parámetros S (S11, S21) y su aplicación en análisis de circuitos de alta frecuencia
  • Cómo crear un proyecto y un esquemático en uSimmics (anteriormente QucsStudio)
  • Cómo ejecutar una simulación y verificar el archivo .dat generado
  • El procedimiento paso a paso para exportar el archivo .dat al formato Touchstone (SnP)
  • Resolución de problemas cuando la simulación no produce los resultados esperados

Fundamentos de los parámetros S

Los parámetros S (Scattering Parameters) describen las propiedades eléctricas de un circuito en la banda de RF y microondas. A frecuencias superiores a GHz las señales se comportan como ondas viajeras, por lo que los parámetros S —que expresan las relaciones entre ondas incidentes, reflejadas y transmitidas— son la herramienta estándar de caracterización.

Parámetros S más representativos

S11 (coeficiente de reflexión)
Proporción de la señal incidente en el Puerto 1 que se refleja de vuelta. Se utiliza para evaluar el VSWR de antenas y verificar la adaptación de impedancias en la entrada. Un valor de S11 inferior a −20 dB indica buena adaptación.

S21 (coeficiente de transmisión)
Proporción de la señal incidente en el Puerto 1 que se transmite al Puerto 2. Se emplea para evaluar la pérdida de inserción de filtros y la ganancia de amplificadores. En transmisión sin pérdidas ideal, S21 = 0 dB.

Flujo general del proceso de exportación

  1. Creación de un nuevo proyecto
  2. Diseño del esquemático
  3. Configuración de la simulación de parámetros S
  4. Ejecución de la simulación y generación del archivo .dat
  5. Verificación de los resultados
  6. Exportación del archivo .dat al formato SnP

Paso 1: Creación de un nuevo proyecto

  1. Inicie uSimmics (anteriormente QucsStudio).
  2. Seleccione la pestaña Project.
  3. Haga clic en New.
  4. Introduzca el nombre del proyecto y especifique la carpeta de destino.
  5. Haga clic en OK.

Se crea automáticamente una carpeta con el nombre del proyecto. Todos los archivos relacionados se guardarán en ella.

Paso 2: Diseño del esquemático

En este artículo se utiliza el filtro paso bajo LC Butterworth de orden 3 diseñado con Filter Synthesis (véase https://denki-sim.blog/filter-synthesis_guide/).

Para crear el esquemático manualmente:

  1. Desde Components → Lumped Components, coloque inductores y condensadores.
  2. Desde Sources → Power Source, añada la fuente en la entrada.
  3. Coloque una resistencia de terminación (50 Ω) en la salida.
  4. Conecte los componentes con cables y añada referencias de masa (GND).

Paso 3: Configuración de la simulación de parámetros S

  1. Haga doble clic en el componente s-parameter simulation del esquemático.
  2. Configure los siguientes parámetros:
Parámetro Ejemplo Descripción
Frecuencia inicial 1 MHz Frecuencia de inicio de la simulación.
Frecuencia final 3 GHz Debe superar ampliamente la frecuencia de corte del filtro.
Número de puntos 301 Mayor número implica mayor precisión pero más tiempo de cálculo.
  1. Guarde la configuración con Apply → OK.

Nota: Estos valores definen directamente el eje de frecuencias del archivo SnP exportado. Si necesita modificarlos, deberá re-ejecutar la simulación.

Paso 4: Ejecución de la simulación

  1. En el menú, seleccione Simulation → Simulate (o pulse F2).
  2. Si aparece un diálogo de guardado, guarde el archivo dentro de la carpeta del proyecto.
  3. Al completarse con éxito, se genera un archivo .dat en la carpeta del proyecto.

El archivo .dat es el formato propio de uSimmics (anteriormente QucsStudio) para resultados de simulación. Será la fuente para la exportación SnP.

Paso 5: Verificación de los resultados

  1. Al finalizar la simulación, las gráficas se muestran automáticamente.
  2. Verifique S21 (pérdida de inserción): planitud de la banda de paso, frecuencia de corte y atenuación en la banda de rechazo.
  3. Verifique S11 (pérdida de retorno) o la carta de Smith para comprobar la adaptación de entrada.
  4. Confirme que el archivo .dat aparece en Datasets dentro de la pestaña Content.

Si el archivo .dat no aparece: Guarde con Ctrl + S, cierre la aplicación y vuelva a abrir el proyecto.

Paso 6: Exportación al formato SnP

  1. En la sección Datasets de la pestaña Content, haga clic derecho sobre el archivo .dat.
  2. En el menú contextual, seleccione Export to SnP.
  3. Se genera el archivo SnP en la carpeta del proyecto:
  4. Circuito de 2 puertos: .s2p
  5. Circuito de 1 puerto: .s1p

El archivo SnP exportado sigue el estándar Touchstone y es compatible con:

  • Keysight ADS, Microwave Office y otros simuladores comerciales de RF
  • LTSpice (importación con funcionalidad limitada)
  • NanoVNA para verificación comparativa
  • Biblioteca scikit-rf de Python para análisis numérico

Aplicaciones prácticas

Verificación de diseño de filtros
Compare el S21 simulado con las mediciones de un analizador de redes sobre la placa fabricada para cuantificar desviaciones entre diseño e implementación.

Diseño de antenas
Exporte el S11 (VSWR) para análisis de eficiencia y patrón de radiación con otras herramientas.

Análisis de estabilidad de amplificadores
Exporte los parámetros S del amplificador y realice análisis de estabilidad (factor μ, factor K) con herramientas externas.

Resolución de problemas

Síntoma Causa probable Solución
S11 alto en todas las frecuencias Desadaptación de impedancias, masa no conectada Verifique las conexiones y la impedancia del Power Source.
S21 más alto de lo esperado Error en valores de componentes o conexiones Revise las propiedades de los componentes.
No se genera el archivo .dat Simulación no ejecutada, problema de permisos Verifique los permisos de escritura y re-ejecute la simulación.
No aparece el menú de exportación SnP El archivo .dat no está seleccionado Haga clic derecho sobre el .dat correcto en Datasets.
Rango de frecuencias insuficiente Configuración de simulación demasiado estrecha Modifique el componente s-parameter simulation y re-simule.

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