Exporter les paramètres S avec uSimmics (anciennement QucsStudio) [2026]

simulation
2024.10.26

Ce guide explique comment exporter les paramètres S au format Touchstone (SnP) depuis uSimmics (anciennement QucsStudio). Cette opération est indispensable pour partager des résultats de simulation avec d’autres outils RF ou des systèmes de mesure.

Ce que vous apprendrez

  • Les bases des paramètres S (S11, S21) et leur rôle dans l’analyse des circuits haute fréquence
  • Comment créer un projet et un schéma dans uSimmics (anciennement QucsStudio)
  • Comment configurer et exécuter une simulation S-paramètres
  • Comment exporter un fichier .dat au format Touchstone (SnP)
  • Comment diagnostiquer les problèmes courants de simulation

Rappel sur les paramètres S (paramètres de dispersion)

Les paramètres S (Scattering Parameters) décrivent le comportement électrique d’un circuit dans les gammes RF et micro-ondes. Contrairement aux analyses en courant/tension, les paramètres S expriment les rapports entre ondes incidentes, réfléchies et transmises — une représentation naturelle pour les fréquences GHz où les signaux se propagent comme des ondes.

Principaux paramètres S

S11 (coefficient de réflexion)
Fraction du signal incident sur le port 1 qui revient en réflexion vers ce même port. Utilisé pour évaluer le VSWR d’une antenne et vérifier l’adaptation d’impédance en entrée. Une valeur de S11 faible (ex. : −20 dB ou moins) indique une bonne adaptation.

S21 (coefficient de transmission)
Fraction du signal incident sur le port 1 qui est transmise au port 2. Permet d’évaluer la perte d’insertion d’un filtre ou le gain d’un amplificateur. Pour une transmission sans perte idéale, S21 = 0 dB (taux de transmission de 100 %).

Vue d’ensemble du flux d’exportation

Voici les étapes générales pour exporter les paramètres S depuis uSimmics (anciennement QucsStudio) :

  1. Créer un nouveau projet
  2. Dessiner le schéma (placement et connexion des composants)
  3. Configurer la simulation S-paramètres (plage de fréquences, nombre de points)
  4. Exécuter la simulation (génération du fichier .dat)
  5. Vérifier les résultats (graphes, abaque de Smith)
  6. Exporter le fichier .dat au format SnP

Étape 1 : Créer un nouveau projet

Dans uSimmics (anciennement QucsStudio), les schémas et résultats sont organisés par projet. La création d’un projet regroupe tous les fichiers associés dans un dossier dédié.

  1. Lancer uSimmics (anciennement QucsStudio).
  2. Sélectionner l’onglet Project.
  3. Cliquer sur le bouton New.
  4. Saisir un nom de projet et choisir le dossier de sauvegarde.
  5. Cliquer sur OK pour créer le projet.

Un dossier portant le nom du projet est créé automatiquement à l’emplacement spécifié. Tous les fichiers ultérieurs (schéma, résultats, export) seront stockés dans ce dossier.

Étape 2 : Créer le schéma

Créez le schéma du circuit à simuler. Cet article utilise le filtre passe-bas LC de Butterworth d’ordre 3 conçu dans le guide Filter Synthesis (https://denki-sim.blog/filter-synthesis_guide/).

Vous pouvez coller le schéma généré par Filter Synthesis ou construire manuellement le circuit :

  1. Depuis Components → Lumped Components, placer les inductances et condensateurs.
  2. Depuis Sources → Power Source, placer la source d’entrée.
  3. Placer la résistance de terminaison (50 Ω) en sortie.
  4. Relier tous les composants par des fils et placer les masses (GND).

Étape 3 : Configurer la simulation S-paramètres

La plage de fréquences et la résolution du fichier SnP exporté dépendent directement des paramètres de simulation. Veillez à couvrir toute la plage utile.

  1. Double-cliquer sur le composant s-parameter simulation placé sur le schéma.
  2. Renseigner les paramètres suivants :
Paramètre Exemple Description
Fréquence de début 1 MHz Fréquence minimale de la simulation
Fréquence de fin 3 GHz Fréquence maximale — doit largement dépasser la fréquence de coupure du filtre
Nombre de points 301 Nombre de points fréquentiels — plus élevé = meilleure résolution, mais temps de calcul plus long
  1. Cliquer sur Apply puis OK pour enregistrer.

Remarque : la plage de fréquences et le nombre de points définis ici constituent directement l’axe fréquentiel du fichier SnP exporté. Toute modification ultérieure nécessite de relancer la simulation.

Étape 4 : Exécuter la simulation

  1. Dans le menu, sélectionner Simulation → Simulate (ou appuyer sur F2).
  2. Si une boîte de dialogue de sauvegarde apparaît, enregistrer le fichier dans le dossier du projet.
  3. La simulation s’exécute. En cas de succès, un fichier .dat est généré dans le dossier du projet.

Le fichier .dat est le format natif de uSimmics (anciennement QucsStudio) pour les résultats de simulation. C’est à partir de ce fichier que vous effectuerez l’export SnP.

Étape 5 : Vérifier les résultats de simulation

Avant d’exporter, confirmez que les résultats sont corrects.

  1. Après la simulation, les graphes s’affichent automatiquement.
  2. Sur le graphe S21 (perte d’insertion), vérifiez la platitude de la bande passante, la fréquence de coupure et l’atténuation en bande d’arrêt.
  3. Sur le graphe S11 ou l’abaque de Smith, vérifiez l’adaptation d’impédance en entrée.
  4. Dans l’onglet Content (ou Project), section Datasets, confirmez que le fichier .dat est bien listé.

Si le fichier .dat n’apparaît pas :
Enregistrer le projet (Ctrl + S), fermer uSimmics (anciennement QucsStudio) puis le rouvrir.

Étape 6 : Exporter les paramètres S au format SnP

  1. Dans la section Datasets de l’onglet Content, faire un clic droit sur le fichier .dat.
  2. Dans le menu contextuel, sélectionner Export to SnP.
  3. L’export s’exécute et génère dans le dossier du projet :
  4. Pour un circuit à 2 ports : fichier .s2p
  5. Pour un circuit à 1 port : fichier .s1p

Le fichier SnP exporté est au format Touchstone standard. Il est compatible avec :

  • Les simulateurs RF commerciaux (Keysight ADS, Microwave Office, etc.)
  • LTSpice (import limité)
  • Les analyseurs de réseau vectoriels (VNA) type NanoVNA pour comparaison
  • La bibliothèque Python scikit-rf pour l’analyse numérique

Applications pratiques

L’export des paramètres S est particulièrement utile dans les cas suivants :

Validation de filtres
Exporter le S21 d’un filtre simulé et le comparer aux mesures d’un analyseur de réseau sur une carte fabriquée permet d’évaluer quantitativement les écarts entre conception et réalisation.

Conception d’antennes
Exporter le S11 (VSWR) d’une antenne pour analyser son efficacité et son diagramme de rayonnement dans d’autres outils.

Analyse de stabilité d’amplificateurs
Exporter les paramètres S d’un amplificateur pour réaliser des analyses de stabilité (facteur μ, facteur K, etc.) avec des outils externes.

Dépannage

Symptôme Cause probable Solution
S11 élevé sur toute la plage Désadaptation d’impédance, masse non connectée Vérifier le câblage et l’impédance de la source
S21 trop élevé (atténuation insuffisante) Valeurs de composants incorrectes, erreur de connexion Vérifier les propriétés des composants
Fichier .dat non généré Simulation non exécutée, problème de droits d’accès Vérifier les permissions d’écriture du dossier projet
Menu « Export to SnP » absent Fichier .dat non sélectionné Faire un clic droit sur le fichier .dat dans l’onglet Content → Datasets
Plage de fréquences insuffisante Paramètres de simulation trop étroits Modifier la configuration du composant s-parameter simulation et relancer

Articles connexes

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