微波课设报告正式版

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1、微波通信技术课程设计报告Smith圆图软件及一种微波通信系统的设计一、Smith圆图介绍Smith圆图是P．H．Smith于1939年在贝尔实验室发明的，它主要用于计算微波网络的阻抗、导纳及网络阻抗匹配设计，还可用于设计微波元器件。Smith圆图软件不仅适用于微波工程设计，亦可用于电磁场、微波技术及天线与电波传播等课程相关内容的教学，该软件通过形象的演示可以深刻理解圆图的应用。微波网络的正弦稳态分析含有复数计算，运算十分繁琐和耗时。在计算机运算速度和内存不够发达以前，图解分析法得到长足发展，其中多年来应用最广的是Smith圆图。在计算

2、微波传输线输入阻抗、导纳及阻抗匹配等问题时，它不仅能避开繁琐的公式及复数运算，使工程设计中相关计算简单便捷，而且图解过程物理概念清晰，所得结果直观形象。随着计算机技术的飞速发展，图解法在计算精度上的固有缺陷日益显现，因为，圆图的计算精度取决于圆图中必须有足够的圆周数，而过多的圆周会导致图线过于密集，不便将阻抗、反射系数、电压驻波系数（VSWR）及电长度等相关数据从图上直接读出。通过对圆图构成的基本原理和应用问题的分析，利用现代计算机技术可以解决圆图计算精度等方面存在的问题，为此设计的Smith圆图软件既保留圆图计算直观、便捷的大众性，

3、又满足工程设计中相关参数的计算精度。在计算机应用日益普及的今天，该软件特别适合电磁场、微波技术与天线等领域的教学和工程设计相关参数计算使用。圆图软件的设计特点二、Smith圆图的软件实现圆图软件设计要求计算结果以图形和数据并行输出，处理包括复数的矩阵运算。为使程序代码简单，执行运算速度快，计算精度高，选择MATLAB软件作为设计技术平台较为理想（也可利用VC,VB等）。该软件数学表示、函数集丰富且功能强大、良好的用户界面以及许多函数本身会绘制图形且自动选取坐标刻度等显著优点，特别适用大量计算。利用MATLAB强大的作图功能容易画出完整

4、的Smith圆图。整个圆图软件分为用户图形界面模块、圆图计算模块、画图演示模块。上述:19大模块又进一步分解，其中用户图形界面模块分为：主页、主菜单；圆图计算模块分为反射系数计算、单支节匹配计算、输入阻抗计算以及整个Smith圆图；画图演示模块分为等归一化电阻圆、等归一化电抗圆、反射系数圆等；确定阻抗值在圆图上的位置、圆图的基本应用、求输入阻抗及其在圆图上的位置以及单支节匹配等问题。三、Smith圆图软件设计目的通过具体的软件编程和多媒体制作，进一步加深对微波通信技术的理解和掌握，提高动手能力，提高解决实际问题的综合能力。四、设计要求

5、圆图软件设计要求计算结果以图形和数据并行输出，处理包括复数的矩阵运算。为使程序代码简单，执行运算速度快，计算精度高，选择MATLAB软件作为设计技术平台较为理想（也可利用VC,VB等）。该软件数学表示、函数集丰富且功能强大、良好的用户界面以及许多函数本身会绘制图形且自动选取坐标刻度等显著优点，特别适用大量计算。利用MATLAB强大的作图功能容易画出完整的Smith圆图。整个圆图软件分为用户图形界面模块、圆图计算模块、画图演示模块。上述:大模块又进一步分解，其中用户图形界面模块分为：主页、主菜单；圆图计算模块分为反射系数计算、单支节匹配

6、计算、输入阻抗计算以及整个Smith圆图；画图演示模块分为等归一化电阻圆、等归一化电抗圆、反射系数圆等；确定阻抗值在圆图上的位置、圆图的基本应用、求输入阻抗及其在圆图上的位置以及单支节匹配等问题。五、Smith圆图程序流程图19图一圆图软件程序结构模型六、演示验证过程（1）GUI文件界面（2）试验程序显示19（3）matlab生成的独立可执行程序工程文件19七、微波通信系统设计1引言武器装备的网络化和信息化使对装备的技术支持需要延伸至战场前端，并可以配合局部范围机动作战。因此，在有线网络为主体的条件下，需要辅以无线网络平台，使网络广泛

7、覆盖并可机动应用。2通信设计无线网络通信系统包括1个中心站，最多36个外围站和若干个转发器组成。中心站和外围站设备主要有点对多点通信设备，网管、监控及调度台，图像编/解码器，摄像头，天线和馈线等，分别装载在通信车和作战车上。系统设备组成框图如图所示。2.1信道分配系统共有18条无线信道、3路图像信道和1路通播信道，实现中心站与36个外围站的话音、数据和图像的传输。在中心站，共有18支路的业务数据和3路图像，而每个外围站有2个支路业务数据和1路图像。为保证信道资源的高效利用，采用按需分配策略，保证36个外围站根据需要占用18条无线信道和

8、3路图像信道。2.1.1话音和数据（TDMA信道）中心站申请信道时，由交换机在某个支路上发出信道占用申请，系统在认可后通过信令交互得知该支路要连接的站点，然后为该支路分配一个空闲信道并建立该支路到目标站点的连接，连接建立