電磁場(chǎng)與微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

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1、通信原理軟件實(shí)驗(yàn)·報(bào)告電磁場(chǎng)與微波技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：序號(hào)：日期：2013年6月EMAIL：第42頁(yè)通信原理軟件實(shí)驗(yàn)·報(bào)告目錄實(shí)驗(yàn)二：分支線匹配器3一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)原理31.支節(jié)匹配器32.微帶線33.微帶線元件模型44.微帶線的不均勻性4三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容5四、實(shí)驗(yàn)步驟5五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果61、單支節(jié)的Smith圓圖62、雙支節(jié)smith圓圖10六、相關(guān)公式15實(shí)驗(yàn)三四分之一波長(zhǎng)阻抗變換器16一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?6二、實(shí)驗(yàn)原理161、單節(jié)四分之一波長(zhǎng)阻抗變換器162、多節(jié)四分之一波長(zhǎng)阻抗變換器16三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容17

2、四、實(shí)驗(yàn)步驟17五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果181、實(shí)數(shù)負(fù)載182、3節(jié)切比雪夫變阻器222、復(fù)數(shù)負(fù)載25實(shí)驗(yàn)六功率分配器（選作）30一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?0二、實(shí)驗(yàn)原理30三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容32四、實(shí)驗(yàn)步驟32五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果33實(shí)驗(yàn)總結(jié)41第42頁(yè)通信原理軟件實(shí)驗(yàn)·報(bào)告實(shí)驗(yàn)二：分支線匹配器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握支節(jié)匹配器的工作原理2.掌握微帶線的基本概念和元件模型3.掌握微帶分支線匹配器的設(shè)計(jì)與仿真二、實(shí)驗(yàn)原理1.支節(jié)匹配器隨著工作頻率的提高及相應(yīng)波長(zhǎng)的減小，分立元件的寄生參數(shù)效應(yīng)就變得更加明顯，當(dāng)波長(zhǎng)變得明顯小于典型的電路元件長(zhǎng)度時(shí)，分

3、布參數(shù)元件替代分立元件而得到廣泛應(yīng)用。因此，在頻率高達(dá)以上時(shí)，在負(fù)載和傳輸線之間并聯(lián)或串聯(lián)分支短截線，代替分立的電抗元件，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。常用的匹配電路有：支節(jié)匹配器，四分之一波長(zhǎng)阻抗變換器，指數(shù)線匹配器等。支節(jié)匹配器分單支節(jié)、雙支節(jié)和三支節(jié)匹配。這類匹配器是在主傳輸線并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娂{（或串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娍梗?，用附加的反射?lái)抵消主傳輸線上原來(lái)的反射波，以達(dá)到匹配的目的。此電納或電抗元件常用一終端短路或開路段構(gòu)成。2.微帶線第42頁(yè)通信原理軟件實(shí)驗(yàn)·報(bào)告從微波制造的觀點(diǎn)看，這種調(diào)諧電路是方便的，因?yàn)椴恍枰傇?，而且并?lián)調(diào)

4、諧短截線特別容易制成微帶線或帶狀線形式。微帶線由于其結(jié)構(gòu)小巧，可用印刷的方法做成平面電路，易于與其它無(wú)源和有源微波器件集成等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于實(shí)際微波電路中。W為微帶線導(dǎo)體帶條的寬度；εr為介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)；T為導(dǎo)體帶條厚度；H為介質(zhì)層厚度，通常H遠(yuǎn)大于T。L為微帶線的長(zhǎng)度。微帶線的嚴(yán)格場(chǎng)解是由混合TM-TE波組成，然而，在絕大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中，介質(zhì)基片非常?。℉<<λ），其場(chǎng)是準(zhǔn)TEM波，因此可以用傳輸線理論分析微帶線。微帶線的特性阻抗與其等效介電常數(shù)εr、基片厚度H和導(dǎo)體寬度W有關(guān)，計(jì)算公式較為復(fù)雜，故利用txli

5、ne來(lái)計(jì)算。1.微帶線元件模型元器件庫(kù)里包括有：MLIN：標(biāo)準(zhǔn)微帶線MLEF：終端開路微帶線MLSC：終端短路微帶線MSUB：微帶線襯底材料MSTEP：寬度階梯變換MTEE：T型接頭MBENDA：折彎2.微帶線的不均勻性第42頁(yè)通信原理軟件實(shí)驗(yàn)·報(bào)告上述模型中，終端開路微帶線MLEF、寬度階梯變換MSTEP、T型接頭MTEE和折彎MBENDA，是針對(duì)微帶線的不軍訓(xùn)性而專門引入的。一般的微帶電路元件都包含著一些不均勻性，例如微帶濾波器中的終端開路線；微帶變阻器的不同特性阻抗微帶段的連接處，即微帶線寬度的尺寸跳變；微帶分支

6、線電橋、功分器等則包含一些分支T型接頭；在一塊微帶電路板上，為使結(jié)構(gòu)緊湊及適應(yīng)走線方向的要求，時(shí)常必須使微帶彎折。由此可見，不均勻性在微帶電路中是必不可少的。由于微帶電路是分布參數(shù)電路，其尺寸已可與工作波長(zhǎng)相比擬，因此其不均勻性必然對(duì)電路產(chǎn)生影響。從等效電路來(lái)看，它相當(dāng)于并聯(lián)或串聯(lián)一些電抗元件，或是使參考面發(fā)生一些變化。在設(shè)計(jì)微帶電路時(shí)，必須考慮到不均勻性所引起的影響，將其等效參量計(jì)入電路參量，否則將引起大的誤差。一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容已知：輸入阻抗Zin=75Ω負(fù)載阻抗Zl=（64+j35）Ω特性阻抗Z0=75Ω介質(zhì)基片面性ε

7、r=2.55,H=1mm，導(dǎo)體厚度T遠(yuǎn)小于介質(zhì)基片厚度H。假定負(fù)載在2GHz時(shí)實(shí)現(xiàn)匹配，利用圖解法設(shè)計(jì)微帶線單支節(jié)和雙支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)，假設(shè)雙支節(jié)網(wǎng)絡(luò)分支線與負(fù)載的距離d1=λ/4,兩分支線之間的距離為d2=λ/8。畫出幾種可能的電路圖并且比較輸入端反射系數(shù)幅值從1.8GHz至2.2GHz的變化。二、實(shí)驗(yàn)步驟1.建立新項(xiàng)目，項(xiàng)目中心頻率為2GHz；2.求出歸一化輸入阻抗和負(fù)載阻抗，標(biāo)在Smith導(dǎo)納圓圖上；3.設(shè)計(jì)單支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)，用TXLINE計(jì)算微帶線的物理長(zhǎng)度和寬度；4.選擇適當(dāng)元件模型作電路原理圖；5.連接各元件端口

8、，項(xiàng)目頻率改為1.8—2.2GHz；6.在工程里添加測(cè)量圖并分析；7.調(diào)節(jié)微帶線的長(zhǎng)度l及與負(fù)載的舉例d，調(diào)節(jié)范圍為10%，輸入端口反射系數(shù)幅值在中心頻率2GHz處最低；8.設(shè)計(jì)雙支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)，重復(fù)步驟4—7；第42頁(yè)通信原理軟件實(shí)驗(yàn)·報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果1、單支節(jié)的Smith圓圖圖片1單支節(jié)smith圖導(dǎo)納形式第42頁(yè)通信原理