北邮 微波仿真 实验报告 2014最新

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1、微波仿真实验报告班级：17班学号：姓名：实验2微带分支线匹配器一、实验目的1.熟悉支节匹配的匹配原理2.了解微带线的工作原理和实际应用3.掌握Smith图解法设计微带线匹配网络二、实验原理1.支节匹配器随着工作频率的提高及相应波长的减小，分立元件的寄生参数效应就变得更加明显，当波长变得明显小于典型的电路元件长度时，分布参数元件替代分立元件而得到广泛应用。因此，在频率高达以上时，在负载和传输线之间并联或串联分支短截线，代替分立的电抗元件，实现阻抗匹配网络。常用的匹配电路有：支节匹配器，四分之一波长阻抗变换器，指数线匹配器等。支节匹配器分单支节、双支节和三

2、支节匹配。这类匹配器是在主传输线并联适当的电纳（或串联适当的电抗），用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波，以达到匹配的目的。此电纳或电抗元件常用一终端短路或开路段构成。2.微带线从微波制造的观点看，这种调谐电路是方便的，因为不需要集总元件，而且并联调谐短截线特别容易制成微带线或带状线形式。微带线由于其结构小巧，可用印刷的方法做成平面电路，易于与其它无源和有源微波器件集成等特点，被广泛应用于实际微波电路中。三、实验内容已知：输入阻抗Zin=75Ω负载阻抗Zl=（64+j75）Ω特性阻抗Z0=75Ω介质基片面性εr=2.55,H=1mm假定负载在2GH

3、z时实现匹配，利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络，假设双支节网络分支线与负载的距离d1=λ/4,两分支线之间的距离为d2=λ/8。画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅值从1.8GHz至2.2GHz的变化。四、实验步骤1.建立新项目，确定项目频率，步骤同实验1的1-3步。2.将归一化输入阻抗和负载阻抗所在位置分别标在Y-Smith导纳图上，步骤类似实验1的4-6步。3.设计单支节匹配网络，在圆图上确定分支z与负载的距离d以及分支线的长度1，根据给定的介质基片、特性阻抗和频率用TXLINE计算微带线物理长度和宽度。注意在圆图上标出的电角度3

4、60度对应二分之一波长，即λ/2。4.在设计环境中将微带线放置在原理图中。将微带线的衬底材料放在原理图中，选择MSUB并将其拖放在原理图中，双击该元件打开ELEMENTOPTIONS对话框，将介质的相对介电常数、介质厚度H、导体厚度依次输入。注意微带分支线处的不均匀性所引起的影响，选择行当的模型。5.负载阻抗选电阻与电感的串联形式，连接各元件端口。添加PORT，GND，完成原理图，并且将项目频率改为扫频1.8-2.2GHz.6.在PROJ下添加图，添加测量，进行分析。7.设计双支节匹配网络，重新建立一个新的原理图，在圆图上确定分支线的长度l1、l2，重

5、复上面步骤3~5。五、实验图（1）单枝节匹配相关的图输出方程：史密斯导纳圆图角度图：电路图：测量图：（2）双枝节匹配输出方程：史密斯阻抗圆图：角度的显示方式：电路原理图：测量图：六、实验结果分析从实验中可以看出，调谐是电路设计的一个重要步骤。在调谐之前，由于在Smith圆图上标点时可能存在一定误差等原因，中心频率可能会有所偏移，双枝节匹配时偏移比较明显。调谐的原因在于：理论和实际可能存在差距。在调谐过后，中心频率达到理想值，在实际中会有比较好的性能。七、实验中遇到的问题和解决方法1、这个实验包括单枝节和双枝节匹配两部分，设计方法和我们在做微波习题时所用

6、方法相似。但是用的是导纳圆图。由于对期中以前的知识遗忘较多，而且本来对导纳圆图和阻抗原图之间的关系等等不熟悉，刚开始时花费了很多时间研读实验教材、回想以前做题的步骤。而且由于疏忽，误以为圆图最左方点为开路点，第一次得出的图不正确。后来改正了错误（将开路线改为了短截线），得到了正确的结果。2、对于如何在圆图上画出负载阻抗点、输入阻抗点，开始时我直接画Rl、Rin，后来在老师的指导下明白了，史密斯圆图上的坐标是反射系数，要标阻抗点需要将其先转化成对应的反射系数。这样才正确地画出了各点。关于如何画反射系数圆、电阻圆等，也花了很多时间思考。不过正是在这个过程中

7、，我们逐渐熟悉了MicrowaveOffice的使用及微波电路设计方法。实验三四分之一波长阻抗变换器一、实验目的（1）掌握单枝节和多枝节四分之一波长变换器的工作原理。（2）了解单节和多节变换器工作带宽和反射系数的关系。（3）掌握单节和多节四分之一波长变换器的设计和仿真。二实验原理（1）单节四分之一波长阻抗变化器四分之一波长变阻器是一种阻抗变换元件，它可以用于负载或信号源内阻与传输线的匹配，以保证最大功率的传输；此外，在微带电路中，将两端不同特性阻抗的微带连接在一起时为了避免线间反射，也应在两者之间加四分之一波长变换器。（1）负载阻抗为负数ZlZ1=sq

8、rt（Z0*Z0/p）将入/4变换器接在电压驻波波节位置（离负载为Lm处）。（2）切比雪夫多节