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1、电子信息工程系实验报告成绩：课程名称：电磁场与波指导教师（签名）：实验项目名称：实验二微波电路计算机辅助设计CAD软件的使用实验时间：2011-10-19班级：电信092姓名：赖代希学号：910706246一、实验目的：1、了解各种微波电路CAD软件；2、熟悉掌握微波计算器软件的使用方法；3、熟悉smith圆图软件的使用；二、实验设备：1.计算机（符合相关软件的配置要求）：1台2.相关的CAD软件（如matlab软件）：1套三、实验原理1.微波电路CAD简介以微波理论、计算数学及计算机应用三者结合的微波电路计算机辅助设计(简称CA
2、D）微波电路CAD技术用于射频和微波电路的计算机仿真和优化设计。常用的微波电路CAD软件有如下表1.1。表1.1常用微波电路CAD软件序号名称主要性能厂商1ADS综合软件包Agilent2MATLAB综合软件包Mathworks3MWOffice线性/非线性电路、2.5D电磁场仿真AWR4GENESYS线性/非线性电路、滤波器设计等Eagicware5MMICAD线性/非线性电路设计OPTOTEK6Momentum2.5D平面电路电磁场仿真Agilent2.微波传输线基本原理及MWCR软件的使用1）微波基础计算器是以微波计算为基础
3、的进行专业计算的工具。实现了微波技术基础理论中长线理论、Smith圆图、网络理论等部分的计算。此计算器共包括：l长线上任意点输入阻抗、反射系数、行波系数、驻波比的计算；lSmith圆图的自动和手工绘制；l任意长线和负载的单枝节匹配，甚至双枝节、三枝节；l双口网络S、Z、Y、A参数的相互转换；2）微波传输线（长线）理论传输线理论三套参量：输入阻抗Ζin，反射系数Γ，驻波系数ρ3）阻抗圆图4）阻抗匹配负载阻抗匹配是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形,此时传输线上只有从信源到负载的入射波,而无反射波。阻抗匹配的方法从实现手段上划分为串联
4、λ/4阻抗变换器法、支节调配器法。(以并联支节为例)四、实验内容1.上网下载微波基础计算器mwcr软件并自行安装；2.计算传输线的输入阻抗、反射系数等参量，并和理论计算值比较；已知：设一特性阻抗为50欧的均匀传输线终端接负载，求负载反射系数；在离负载、、处得输入阻抗和反射系数分别为多少？（此传输线系统工作频率在300MHz）解：1)特性阻抗为50欧的均匀传输线终端接负载R1=100欧时，负载反射系数为0.333；2)在离负载处得输入阻抗26.928589欧，反射系数为-0.270+j-0.196;3)在离负载处得输入阻抗25欧，反
5、射系数为0.333;4)在离负载处得输入阻抗100欧，反射系数为0.333;3.用有限差分法计算：如图所示长方形截面的导体槽，槽可以视为无限长，其上有一块与槽相互绝缘的导体盖板，截面尺寸为a×b，槽体的电位为零，盖板的电位为U0=10V，求槽内的电位函数。解：1）依题意编写程序设计流程图如图1所示：2）依据题意，假设a=16,b=10,v0为导体槽盖电位10V，曲面图和电位等值线图如图2所示，数值详细见图表：图1流程图h=1;%步长v0=10;%导体槽盖电位10Vhx=15*h+1;%网格横向节点数hy=9*h+1;%网格纵向节点
6、数%设置零级近似值v1=zeros(hy,hx);v1(hy,:)=ones(1,hx)*v0;%对沿盖板各节点赋初值100v1(2:hy-1,2:hx-1)=ones(hy-2,hx-2)*v0/2;%对内节点赋一任意初值v2=zeros(hy,hx);%初值化结果变量%以v1开始迭代计算v2fori=1:hyforj=1:hxifi==hyv2(i,j)=v0;%盖板电位100elseifi==1
7、j==1
8、j==hxv2(i,j)=0;%周边电位0elsev2(i,j)=(v1(i,j-1)+v1(i,j+1)+v1(i-1
9、,j)+v1(i+1,j))/4;end%拉普拉斯方程endend%用v2代替v1,以v1循环迭代计算v2fork=1:500%循环次数v1=v2;fori=1:hyforj=1:hxifi==hyv2(i,j)=v0;%盖板的电位10velseifi==1
10、j==1
11、j==hxv2(i,j)=0;%周边电位0elsev2(i,j)=(v1(i,j-1)+v1(i,j+1)+v1(i-1,j)+v1(i+1,j))/4;end%拉普拉斯方程endendend%结果成图subplot(1,2,1)%分割图形窗口为1×2个子坐标系,且
12、第1个为当前坐标系mesh(v2)%绘三维曲面图h1=mesh(v2);set(h1,'LineWidth',1,'EdgeColor','b')text(-6,10,120,'v','FontSize',10)text(-4,12,0,'h','
