资源描述：
《微波电路与系统,切比雪夫阻抗变换器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、微波电路与系统大作业设计一个4节切比雪夫匹配变换器，以匹配400的传输线到600的负载，在整个通带上最大允许的驻波比值为1.2,求出其带宽，并画出输入反射系数与频率的关系曲线。1基本理论00►為JoZ
2、z2•…1S>S-—丿图1多节匹配变换器上的局部反射系数局部反射系数可在每个连接处定义如下：7-7勺厶(1a)乙+Z。7-7「严小"(lb)乙+严乙7-7r.=LN(ic)乙+Zn总反射系数可近似为「(0)=「0+「严+「2「刃+…+J宀。(2)进一步假定该变化器可制成为对称的，则有r0=riV,r,=rN_},r2=rv_2
3、,(注意，这里并不意味着z”是对称的)，于是式(2)可表示为厂(0)之一恥{几站恥+0恥］+「0*2)。+严心)打+...}(3)若N是奇数，贝康最后一项是r(N_1)/2(e^+e^)；若N是偶数，则其最后一项是切比雪夫变换器是以通带内的波纹为代价而得到最佳带宽的。第n阶切比雪夫多项式7；(兀)是用表示的口次多项式，前4阶切比雪夫多项式是7；(x)=x7；(x)=2x2-1T3(x)=4x3-3x7；(x)=8x4-8x24-1(4a)(4b)(4c)(4d)因为cos/,6可展开为cos(n-2m)^形式的多项和，所以式
4、(4)给出的切比雪夫多项式能改写为如下冇用的形式：T](secOmcos0)=sec0mcos0(5a)T2(sec0mcos3)=sec20m(1+cos20)-1(5b)T3(sec0mcos0)=sec30m(cos3&+3cos0)-3sec0mcos0(5c)T4(sec0mcos3)=sec40m(cos40+4cos20+3)-4sec?0m(cos20+1)+1(5d)现在使用正比于來综合切比雪夫等波纹的通带，此处N是变换器的阶数。于是,用式(3)的变形「(〃)=2严{r0COSNO+r】cos(N-2)0+
5、•••+「”cos(N・2m)&+••・}(6)=A八％(sec仇cos&)(6)式所示级数中的最后一项在“是奇数时为r(N_I)/2cos^；在N为偶数时为(l/2)fN/2o我们可通过令&=0(对应零频率)求出常数A。于是有「(0)=矢
6、L=A7；(sec0”)•l+zoZ-Z°1Z厶+Z°Tn(sec0m)(7)若通带内的最大允许反射系数幅值是则由式可得rni=A,因为在通带内Tn(sec^,cos^)的最大值是1。因此使用式(7)和近似，可确定色为1z厶.1
7、14乙.+zo2仃
8、Z°Tn(sec0mcos0)=se
9、cijch*；：：：)]5加(聲'))](8)一旦4已知，贝IJ相对带宽就可曲式下式算出:用式(5)的结果去展开TN(sec<9wjcos6^),并令同样的cos(N-2n)0项相等，如此可确定匚，特性阻抗Z”可由(1)式求得。2电路计算有上述理论计算得到:VSWR-1~VSWR+14=0.0911.2+11ZL~Z0z厶+z°)]}=19.980=sec'1{ch[—arch(mNZ]_z()Z]+z0—sec40m2=0.0583161477—7r,=」——=2A(sec4ein-sec20}=0.027220528I/
10、—7r-y、IIIHl7Z厂Z2Z2+Z1=A(3sec4^,-4sec20m+1)=0.02880876r3=r1由此可得Z]/Z°=1.123855043Z2/Zo=1.186750958Z3/Z()=1.257156913Z4/Z0=1.327512993其中Z°=40Q,ZL=60Q纣=2-4°"=155.6%/o兀3电路仿真验证有以上初步计算得到的电路参数，用MicrowaveOfficeAWR进行电路仿真，电路原理如图2所示,得到S参数如图3,从图中看出在2.2〜17.9GHz范围内rm=SH=0.0934，得岀
11、这样的指标是可以理解的，原因是（2）式是忽略了高次反射的近似逼近；相对带宽112^2=157.0%,与前面估算出的带宽相差不办10大。TLINTLINTLINTLINID=TL2ID=TL3ID=TL4ID=TL5PORTZ0=44.95OhmZ0=47.47OhmZ0=50.29OhmZ0=53.1OhmP=1EL=90DegEL二90DegEL=90DegEL=90DegZ=40OhmF0=1e4MHzF0=1e4MHzF0=1e4MHzF0=1e4MHzPORTP=2Z二60Ohm图2多节变换器电路原理图Graph1F
12、requency(MHz)亠
13、S(2⑴
14、Chebyshevl-e-
15、S(1.1)
16、Chebyshevl图3匹配变换器散射参数Graph2(MHz)亠DB(
17、S(1」)
18、)Chebyshev!-e-DB(
19、S(2.1)DChebyshevl图4匹配变换器散射参数下面通过优化来减小近似逼近误差
