微波技术虚拟实验报告.doc

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1、微波技术虚拟实验实验报告班级：学号：姓名：一、设计要求设计一个切比雪夫式微波低通滤波器，技术指标为：截止频率为2.2GHz，在通带内最大波纹为0.2dB，S11小于-16dB；在阻带频率为4GHz处，阻带衰减不小于30dB。输入、输出端特性阻抗为50欧姆。用微带线实现，基片厚度H＝800um，T=10um，相对介电常数为9.0；高阻抗线特性阻抗为106欧姆，低阻抗线特性阻抗为10欧姆。确定滤波器的结构尺寸，测量滤波器的参数S11、S21，进行适当调节，使之达到最佳，记录滤波器的最终结构尺寸，总结设计、调节经验。二、实验仪器硬件：PC机软件：Microwa

2、veOffice软件三、设计步骤1、原型滤波器电路如下（优化后）原始参数值：Ca=1.93799，Cb=3.13398，L0=4.836。工作范围：1~5GHz，阶长0.01GHz；优化条件：f<2.2GHz时，S11<-16dB，S21>-0.2dB；f>4GHz时，S21<-30dB。（优化的参数见数据记录的表1）2、微带线结构电路如下（优化前）1)计算高阻抗线和低阻抗线的宽度（见数据记录的表2）。2)绘制电路图、添加图表、添加测量项S11、S21（单位dB）。进行优化，制作二维和三维布线图。四、实验数据记录1、原型滤波器（优化后）测量图表1原型滤波

3、器参数元件IDC1（pf）C2（pf）C3（pf）L1（nh）L2（nh）元件变量CaCbCaL0L0优化量1.8043.0751.8044.7584.7582、微带线结构（优化后）电路图（优化后）测量图表2微带线结构参数W（um）εrell1、ll2（um）lc1、lc3（um）lc2（um）高阻抗线92.41995.376075807.7589低阻抗线8429.867.830711934.00333296.5966注：长度优化结果具体见优化前后的电路图二维布线图三维布线图五、结果分析实际上，滤波器在高频段不能很好地达到设计要求，据设计目标的误差较大。

4、六、实验总结MicrowaveOffice，是AWR公司推出的微波EDA软件，是进行射频微波电路设计及仿真的专业软件，为微波平面电路设计提供了最完整,最快速和最精确的解答。可以进行微波电路的线性和非线性仿真及电磁仿真，对电路进行分析优化，还可以将原理图转换为布线图，最后生成印制线路版图，它是通过两个模拟器来对微波平面电路进行模拟和仿真的。对于由集总元件构成的电路，用电路的方法来处理较为简便；该软件设有"VoltaireXL"的模拟器来处理集总元件构成的微波平面电路问题。而对于由具体的微带几何图形构成的分布参数微波平面电路则采用场的方法较为有效；该软件采用

5、的是"EMSight"的模拟器来处理任何多层平面结构的三维电磁场的问题。"VoltaireXL"模拟器内设一个元件库，在建立电路模型时，可以调出微波电路所用的元件，其中无源器件有电感、电阻、电容、谐振电路、微带线、带状线、同轴线等等，非线性器件有双极晶体管，场效应晶体管，二极管等等。"EMSight"模拟器是一个三维电磁场模拟程序包，可用于平面高频电路和天线结构的分析。特点是把修正谱域矩量法与直观的视窗图形用户界面（GUI）技术结合起来，使得计算速度加快许多。MWO可以分析射频集成电路（RFIC）、微波单片集成电路（MMIC）、微带贴片天线和高速印制电路

6、（PCB）等电路的电气特性。MicrowaveOffice是进行微波电路的理论研究和实际应用的强有力工具，在通信和电子等行业的各大研究所公司有广泛的应用。同时实验中还用到了传输线理论CAI软件，该软件简单的将无耗传输线理论的各种模型直观的演示出来，以及应用SmithChat进行传输线问题的分析与解决，使我们对传输线理论的相关知识的理解更加深刻。是一个不错的学习软件。本实验主要采用MicrowaveOffice的软件。通过对此软件的应用，对各种微波电路的分析，使所学的抽象的理论知识直观的显示出来，加深了理论课知识的理解和加深。如实验三的螺旋电感的电磁分析，

7、动态的演示了电流的分布流向。实验四集总元件滤波器的线性分析使用最优化对电路进行分析研究，更加准确的待到设计要求，实验中应学会熟练使用。实验五功率分配器的设计采用微带线结构进行设计，对于微带线结构的记忆以及微带线的性能理解更加深刻化，应学会调节微带线的尺寸来使功率分配器的性能待到最佳。实验六阻抗变换器的设计采用同轴线阶梯阻抗变换器进行设计，对于两种设计方法的学习了解各自特点，同时注意实验中应做到良好的匹配。实验七阻抗调配器的设计采用无耗均匀传输线进行设计，单支节匹配和双支接匹配的比较学习，掌握各自不同点，比较各自优势。实验八微波低通滤波器的设计设计成切比雪

8、夫式的微波低通滤波器，实验中采用微带线设计实现，优化电路，尽量做到满足设计的各项