毕业论文--RF电路中S、Z、Y、H、ABCD矩阵参数自动转换程序设计.docx

HUNAN UNIVERSITY毕 业 论 文论文题目 RF电路中S、Z、Y、H、ABCD矩阵参数自动转换程序设计 学生姓名 学生学号专业班级电子三班 学院名称 电气与信息工程学院指导老师学院院长 2014年5月15 日湖 南 大 学毕业论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在老师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学生签名：日期：2015年 5 月 15 日毕业论文版权使用授权书本毕业论文作者完全了解学校有关保留、使用论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。本论文属于1、保密，在_年解密后适用本授权书。2、不保密。（请在以上相应方框内打“”）学 生签名：日期：2015年5月15 日指导教师签名：日期：2015年日V 湖南大学毕业设计(论文) 摘 要电路中S、Z、Y、H、ABCD矩阵参数自动转换，从而以达到任意给定一矩阵参数，可得到其他矩阵参数的目的。此设计的目的是为了简化矩阵参数之间的转换，应该尽量使操作界面简单，容易，美观。鉴于目前工程设计中，参数矩阵的转换大多都还是依靠人力，手动计算，费时费力，此设计目的是为了用计算机运算代替手算，从而可以大大削减必要劳动时间，实现参数矩阵变换的自动化。相信，随着人类的发展，社会的进步，此设计将被运用于更多的领域。 关键词：MATLAB、GUI、RF电路、矩阵参数、参数转换。 S, Z, H, Y, ABCD matrix parameter automatic conversion program design in RF circuit Abstract S, Z, H, Y, ABCD matrix parameters automatic conversion in the circuit,So as to achieve any given a matrix parameter,The other matrix parameters can be obtained.The purpose of this design is to simplify the conversion between the matrix parameters,Should try to make the interface simple,easy,beauty.In view of current engineering design,The conversion of the parameters matrix mostly depends on the manpower,Manual calculation and Take time and effort.The purpose of this design is to use computer instead of manual calculation,Thus it can greatly cut the necessary labor time,Automation of realization of parametric matrix transformation.I believe,With the development of human beings and Social progress,This design will be used in more areas. Key words:MATLAB、GUI、RF Circuit、Matrix parameter、Parametric conversion。目 录毕业论文原创性声明I摘 要II1 绪论11.1 课题背景及意义11.2 国内外射频电路发展现状11.3 RF电路介绍21.4 RF电路中的二端口网络参数简单介绍5 1.5 MATLAB相关知识.6 1.6 课题研究方法.8 2 RF射频电路的网络参数92.1网络参数矩阵的基本定义92.2 RF电路中存在的互联网络122.2.1 端口网络串联122.2.2 端口网络并联12 2.2.3 端口网络级联.13 2.3 网络参数之间的关系及转换.13 3 RF电路中的S Z Y H ABCD参数矩阵自动转换程序的实现15 3.1 程序流程及其流程图.15 3.2 参数矩阵转换相关代码.153.3 参数矩阵之间的转换及其实例操作.18 3.31 Z矩阵参数与其他矩阵参数18 3.32 Y参数矩阵与其他矩阵参数的关系19 3.33 H参数矩阵与其他矩阵参数的关系20 3.34 S参数矩阵与其他矩阵参数的关系214 MATLAB 图形用户界面介绍及设计经验总结224.1MATLAB图形用户界面基本设计及相关介绍.214.2 本次设计所运用GUI相关内容24 4.3总结与展望28 4.31 总结28 4.32 展望29致谢30参考文献31 湖南大学毕业设计(论文) 第32页1 绪论1.1 课题背景及意义 鉴于射频电子线路的运用越来越广泛，与半导体技术的飞速发展，人们的生活越来越离不开精密的电子仪器。在这种大环境下，仪器的运算速度和可靠性成为人们选择仪器的第一要素，速度能解放人类的生产力从而提高生产效率，可靠性则极大地避免的一些不必要的损失和浪费，从而节约了资源。本设计的目的是为了实现射频电路中各个网络参数矩阵的自动转化，因为目前为止，实现参数矩阵之间转换主要依靠手算，此设计一出，大大简化了转换难度，节约了转换时间，能给我们带来很大的方便。1.2 国内外射频电路发展现状 从产业结构来看，目前在半导体领域的前沿研发基本都被欧美和日韩的企业以及院校所包揽。新的设计，新的制造工艺基本都首先由这些国家所提出来并实现，而相应的测试方法也自然而然的随着这些新技术的应用而被开发出来。作为现在IT，最核心的晶元生产技术基本为因特尔，IBM，三星，东芝等有限的几家大型公司所掌握。同时，作为供应链的上游，一些非常关键的设备和材料供应商，比如ASML，尼康，3M，杜邦，也同样属于欧美日韩体系。最新的设计往往都是基于最新的制造工艺，而在设计方面独树一帜的公司比如高通，ARM等，和最新的设计往往都是基于最新的制造工艺，而在设计方面独树一帜的公司比如高通，ARM等，和上述的那些制造公司都是有着密切的合作的。目前这个工艺/设计研发的圈子还很少有大陆企业涉足。就我所知好像只有华为一家在逐渐的从设计往下慢慢探索制造方面的整合能力，别的公司就完全没有听过这方面的努力了。 大陆的现状基本是：1）有着大量的中小型设计公司，具有满足绝大多数普通应用场景的设计能力（比如数模转换，工业控制，小型嵌入式系统等）。然而由于财力和技术积累的不足，在规模最大、利润最高的几块市场，比如CPU，FPGA或者存储器上，大陆公司基本还处于别人吃肉我来喝汤的地位。2）在工艺制造领域有一家SMIC，一直在紧追慢赶的试图挤入台积电，Intel它们这几家所把持的市场，然后由于财力和技术积累的不足，SMIC始终难以承担那些大的设计客户（高通，NXP，IBM等）的重要订单。3）高端设备和原材料的供应商极缺，所有重要设备和材料几乎完全进口。目前在大陆比较欣欣向荣的是封装测试领域。各种大型的封装测试工厂遍地开花，有外资的也有民营的。由于封测产业对于技术要求相对较低，但是对于成本控制相当敏感，所以在劳动力相对低廉的大陆获得了较大的发展。而另一方面，对于成本不敏感，而对技术极其依赖的晶元制造业短期内，在大陆无法看到美好的前景。就目前的发展形势来看，我个人对于大陆的整体水平持比较悲观的态度。这个行业和LV，Gucci什么的不同，不是光用钱就能砸出响来的。其中涉及到太多社会结构和商业文化的东西，在最近的30年甚至更长的时间内，我们可能要一直扮演追赶者的角色。希望通过扮演世界工厂这个角色，能够给我们的商业和技术领袖们积累足够的资本和眼界，在这个世界最大的产业中最终获得稳固的地位。1.3 RF电路介绍 从第一只晶体管的产生到现在半导体技术日益的成熟，电路技术以、额由最初的几个元器件组沉的简单的电路发展成为现在庞大的复杂的集成电子线路。通常一片CPU里面就可以包含几千万个MOS管，由摩尔定律我们知道，这个数字还将继续指数性增长。随着半导体技术的发展，电路频率越来越高，因此我们的RF射频电路的运用也越来越广泛。我们的手机，我们的电脑，手机信号的传播，无线WIFI的连接，身边充满了RF射频电路给我们带来的方便。 18世纪初，已经有人进行电子线路的设计，因为但是已经有能够可靠工作的电池了。伏打所发明的电池能够提供可靠地直流驱动能量。然而在接下来的日子中，人们发现，直流DC不利于传输电能，因为传输线上的损耗过大，因而想到用低频交流的方法传输，运用法拉第电磁感应定律。在众多知名科学家的努力下，麦克斯韦在1864年撰写并在伦敦皇家科学院发表的一篇论文中提出电磁场相互耦合的概念，这种通过空间的耦合可导致波的传播。这篇论文的发表吹响RF射频电路发展的号角。1887年的科学家赫兹，通过不断试验，证明了电磁能量可以通过空间传播。 RF电路中最重要的可以说是传输线理论。因为如我们所知，频率提高则波长减小。然而在射频电路中，频率可以达到GHZ数量级，因此波长可以与分立器件相比拟，电流与电压都将随着空间位置的不同而变化，从而低频中的基尔霍夫定律也不再适用，因此提出了射频电路下的传输线理论。传输线的种类凡是能够引导电磁波沿一定方向传输的导体、介质系统均可成为传输线，微波传输线不仅可以用来传输电磁能量，还可以用来构成多种微波元件，传输线的种类繁多，按其传输的电磁波类型可以分为三类：1TEM波类型的传输线，包括了以下的几种类型。平行双线、同轴线、带状线和微带线等。这中TEM波型的传输线主要用来传输TEM波，其优点是频带较宽。但是同样具有在高频传输电磁波能量损耗较大的缺点。2微波传输线包括TE波和TM传输线。分别为矩形波导、圆波导、脊波导和椭圆波导这类、种类型的传输线用途很广，可以用来传输TE波也可以用来传输TM等色散波，具有损耗小、功率容量大、体积大而带宽窄等特点。3另外还有表面波传输线，介质波导、镜像线、单极线是他的主要类型。他能够有效的传输表面波，电磁波能量沿传输线表面传输，此类的传输线结构简单、体积小、功率容量大等特点，在毫米波段有广泛的运用，天线及许多的微波器件就是用这类传输线所制作而成。一般对微波传输线基本要求是：能量损耗小、传输效率高、功率容量大、工作频带宽、尺寸均匀等。目前，微波波段使用最多的是矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微带线。分布参数及分布参数电路传输线有长线和短线之分，所谓长线是指传输线的几何长度与线上传输电磁波的波长。传输线方程及解传输线方程式研究传输线上的电压、电流变化规律及其相互关系的方程，它可由均匀传输线的等效电路导出。，取一个微元段，其集中参数分别为，。等效电路如图2所示。传输线的始端接角频率为的正弦信号源，终端接负载阻抗ZH，坐标原点选在始端。设距始端Z处的电压和电流分别为u和I，经过段后，电压和电流分别为和。 图1 均匀传输线及其等效电路U(Z) 图2 段传输线的等效电路传输线匹配问题Zinab/4ZH=RH/4波长匹配段RH终端负载线电阻传输线特性阻抗1加粗段特性阻抗要求Zin，/4线段a、b之间为匹配传输线 aZ=2/lamda，lamda4=/2所以：Zin=1RH+jtgZ1+jRHtgaZ=RH+jg(2)+jRHtgaZ=12RH 即：1=ZinRH说明a，b上的输入阻抗是1的函数，只要改变1就可得到不同的值，例如，要得到匹配，任取一段/4的传输线使它的阻抗，1=ZinRH在特性阻抗等于的线段终端a，b所接的负载Zin=12RH=Zin2RH=1.4 RF电路中的二端口网络参数简单介绍 网络参数的众多优点包括可以大量减少无源，有源器件的数目，可以有效的回避一些复杂电路中的问题，简化输入输出之间的关系，其中最重要的是，可以不必详细谅解系统内部结构，仅仅通过实验就能够准确确定网络的输入参数与输出参数。这种典型的“黑箱”操作得到了很大的运用，并能够有效地分析和解决问题。 下面简单以S参数为例，对二端口网络参数进行简单的阐述： 二端口网络,是指具有两个端口的网络，又称双端口网络、双口网络，是四端子网络（四端网络）的一种，是具有2个端口的电路或装置，端口与电路内部网络相连接。一个端口由2个端子组成，当这2个端子满足端口条件，即一个端子流入的电流等于另一个端子流出的电流时，则这2个端子就构成了一个端口，换句话说，也就是相同的电流从同一端口流入并流出。二端口网络,分为两种，分别是，有无源和有源、线性和非线性、时不变和时变之分，它既可能是一个异常复杂的网络，也可能是相当简单的网络。变压器、放大器等的电路模型都可归结为双口网络。在电路图上，二端口网络可统一表达成图中所示形式。表达4个端口变量之间关系的方程称为二端口网络方程。同一个二端口网络可以有6组不同形式的方程。其矩阵形式与多端网络的约束关系类似。6组方程右端变量前的4个系数称为二端口网络的参数，共6组，分别称为短路导纳参数 、开路阻抗参数、第一类混合参数、第二类混合参数、传输参数和反向传输参数。6组参数都可用来表征二端口网络。对于一个网络究竟选用哪一组参数，视具体情况而定。二端口网络SU1U2a1a2b2b1I21 端口2 端口I1图2.1 二端口网络示意图S参量的是根据某端口上接匹配负载的情况下所得到的归一化波来定义的。设an表示第n个端口的归一化入射波电压，bn表示第n个端口的反射波归一化电压。所谓归一化波，就是各端口的波用其对应端口的参考阻抗进行归一化后得到的波，它们与同端口的电压的关系为an=U+Zcnbn=U-Zcn对于线性二端口网络（如图2.5所示），归一化入射波a和反射波b之间存在如下关系b1=S11a1+S12a2b2=S21a1+S22a2上式写成矩阵形式为b=Sa矩阵S称为二端口网络的散射矩阵或S矩阵，表示为S=S11S12S21S22上式中的矩阵元素称为网络的散射参量，各项矩阵参量的物理意义为：S11=b1a1a2=0表示端口2匹配时，端口1的反射系数；S22=b2a2a1=0表示端口1匹配时，端口2的反射系数；S12=b1a2a1=0表示端口1匹配时，端口2到端口1的传输系数；S21=b2a1a2=0表示端口2匹配时，端口1到端口2的传输系数；ai=0表示第i个端口接匹配负载，该端口不存在反射波。有一点非常重要，就是所有的参量都是在对应负载匹配的情况下定义的，如果对应的负载不匹配，那么相应的反射系数和传输系数就不再等于S参量。 1.5MATLAB相关知识MATLAB是Math Wokrs公司开发的一款程序计算语言，拥有很强大的功能，可以进行矩阵之间的运算，可以仿真电路，并且拥有强大的绘图功能，MATLAB中包含了很多的算法库，函数，和GUI图形用户界面等程序包，编程语言相对于C，C+更为简洁，因而拥有一定庞大数量的用户群。下面我们简单介绍一下本设计中运用MATLAB的功能：1变量在MATLAB中,变量由字母、数和下划线组成.第一个字符必须是字母.一个变量最多由31个字符组成,并区分大小写.下面是MATLAB中表示特殊量的字符：pi（圆周率）、eps（最小浮点数）、Inf（正无穷大）、NaN（表示0/0或inf-inf等不定值）、i,j（虚数单位）2语句MATLAB语句的一般形式为：变量=表达式.当某一语句的输入完成后,按回车键,计算机就执行该命令.如果该语句末没输入其它符号或输入了逗号,将显示结果；如果句末输入了分号,将不显示结果.如果语句中省略了变量和等号,那么计算机将结果赋值给变量ans.3矩阵把mn个数排成m行n列的数表,此数表被称为m行n列的矩阵,记为MATLAB中矩阵的输入方法如下：A=a11,a1n；am1,amn.逗号是数之间的分隔符（也可用空格代替）；分号是换行符.3函数MATLAB提供了大量的函数.可以通过help查询.例如sqrt（开方）、log（常用对数）、log10（以10为底的对数）、sin（正弦）等.这些函数都遵循下列规则：对于经过函数f后得：例：我们要计算sin,可键入：y=sin(pi/6)得y =0.5000如果我们键入：x=0,pi/6,pi/3,pi/2,2*pi/3,5*pi/6,pi;y=sin(x),得y = 0 0.5000 0.8660 1.0000 0.8660 0.5000 0.0000这里,对于x有更简洁的输入方法：x=0：pi/6：pi,此命令表示x从0开始,以pi/6为步长变到pi为止.如果我们键入：x=0,pi/6;pi/3,pi/2;y=sin(x) 得y = 0 0.5000 0.8660 1.0000其它的函数的用法与此类似.1.6课题研究方法本设计中采用的课题研究方法包括：文献调查法、概念分析法、观察法和思辨法。文献调查法:对于一个较陌生的课题研究，第一步就是了解这个课题。通过学习研究相关文献，更加清楚的了解本课题需要做的内容。概念分析法：对于已有的文献资料，设计过程中不仅仅有简单的公式计算，更多的是本人对概念的理解，熟知各个参量之间的关联，才能将设计做的人性化，足够优秀。观察法：本设计中需要用MATLAB进行GUI 设计，需要在GUI上显示各输出参数矩阵数值，观察这些矩阵的值将有助于对知识的理解，明白它们之间的转换关系，以及如何显示可以达到预期的设想。思辨法：所有的设计都不可能一下子成功，而是一点点发现问题，并优化。在设计过程中，思考分析出现的问题，并找到解决问题的办法，将有助于我们对本设计的理解，当然还有独立解决问题的能力。设计的前期与后期，实现同一功能的方法也不一定的相同的，有发现才有改进。2 RF射频电路的网络参数矩阵2.1 网络参数矩阵的基本定义在开始进行网络分析前，必须确定一些与电流、电压方向与极性有关的基本规定。无论是单端口网络还是N端口网络，电流的脚标表明了它将流入的相应网络端口，而电压的脚标表明了测量该电压的相应网络端口。1、阻抗矩阵Z在确定各种网络参量的规则时，先要简历根据脚标Znm建立电压-电流关系，其中n和m的取值从1到N。各个网络端口（n=1,.,N）的电压为端口1:v1=Z11i1+Z12i2+.+Z1NiN端口2:v2=Z21i1+Z22i2+.+Z2NiN.得到如下关系：Zij=ViIjIk=0,kjV=Z*I 其中V,I为电压电流矢量，Z为阻抗矩阵。2、Y参量矩阵I=YVYij=IiVjVk=0,kj2、 A矩阵参量描述A=V1V2I2=2V+cosl2V+=cos(l) B=V1I2V2=2jV+sinl2V+/Z0=jZ0sin(l) C=I1V2I2=2jV+Z0sin(l)2V+=jY0sin(l) D=I1I2V2=0=2jV+Z0cos(l)2V+Z0=cos(l)所以，特征阻抗为 Zo 、传播常数为 、长度为 L 、的传输线具有如下ABCD参量矩阵表达式：3、 H矩阵参量描述:表示输入阻抗4、 H11=V1I1V2=0表示反向电压增益H12=V1V2I1=0表示正向电流增益表示输出导纳H21=I2I1V2=0 H22=I2V2I1=04、S矩阵参量描述:S21=b2a1a2=0 S22=b2a2a1=0 S11=b1a1a2=0 S12=b1a2a2=0a1和a2的条件意味着：2端口和1端口都没有功率波返回网络。 2.2RF电路中的互联网络2.21网络的串联 一对双端口网络的串联 适合用H参量描述的两端口网络的连接方式2.22网络的并联 一对两端口网络的并联连接2.23.网络的级联ABCD矩阵参量特别适合描述级联网络。 两个网络的级联2.3网络参数之间的关系2.31二阶参数矩阵之间的关系 因为Z为阻抗矩阵Y为导纳矩阵 所以有： Z= 同理可以得到： Z=(S+E) =Z=(S+E) 二阶Z矩阵与A、H、Y的关系还可以表示为如下表格形式：3 RF电路中的S Z Y H A参数矩阵自动转换程序的实现 3.1程序流程及其流程图 3.11流程 基本思路： 1.创建一个.M文件 2.创建一个新的图形用户界面 3.选择所需要的控件 4.对控件进行编程 5.设置BUTTON回调函数 6.保存运行 7任意输入一种参数类型矩阵 8输入相关的参数 9不同矩阵进行不同运算 10得到输出矩阵 3.12 流程图对控件进行编程创建一个。M文件选择所需要的控件创建一个新的图形用户界面 输入相关的参数任意输入一种参数类型矩阵保存运行设置button回调函数不同矩阵进行不同运算得到输出矩阵3.2相关代码由于本次设计运用了MATLAB中的图形用户界面相关功能，所以先介绍图形用户界面的功能与基本操作。图形用户界面:MATLAB 中的 GUI 程序为事件驱动的程序。其中包含了许多的事件，如单机鼠标。GUI 中的每个控件都与用户所编写计算机语言相关。当在界面上执行某项操作时，通过回调函数的作用，开始执行相关的语句。两种不同的，创建图形用户接口的方法：通过 GUI 向导创建的方法和编程创建 GUI 的方法。MATLAB图形用户界面控件功能介绍：Push Button：按钮，当按钮按下时则产生操作，如按下 OK 按钮时进行相应操作并关闭对话框。Toggle Button：开关按钮，该按钮包含两个状态，第一次按下按钮时按钮状态为“开”，再次按下时将其状态改变为“关”。状态为“开”时进行相应的操作。Radio Button：单选按钮，用于在一组选项中选择一个并且每次只能选择一个。用鼠标点击选项即可选中相应的选项，选择新的选项时原来的选项自动取消。Check Box：复选框，用于同时选中多个选项。当需要向用户提供多个互相独立的选项时，可以使用复选框。Edit Text：文本编辑框，用户可以在其中输入或修改文本字符串。程序以文本输入时使用该工具。Static Text：静态文本。静态文本控制文本行的显示，用于向用户显示程序使用说明、显示滑动条的相关数据等。用户不能修改静态文本的内容。Slider：滑动条，通过滑动条的方式指定参数。指定数据的方式可以拖动滑动条、点击滑动槽的空白处，或者点击按钮。滑动条的位置显示的为指定数据范围的百分比。List Box：列表框，列表框显示选项列表，用户可以选择一个或多个。ActiveX Component：ActiveX 控件，用于在 GUI 中显示控件，该功能只有在 Windows 操作系统下可用。本次设计主要运用控件中的静态文本控件与可编辑文本控件，其他控件不予说明，下面就给出所制作图形与代码：制作界面：Z矩阵转换为Y矩阵的界面 如图有两个静态文本控件，两个可编辑文本控件： 静态文本控件1属性设置为：text1=输入矩阵 background color=red 静态文本控件2属性设置为：text2=输出矩阵 background color=yellow 可编辑文本控件1属性设置为：MAX=10.0 可编辑文本控件2属性设置为：MAX=10.0 对可编辑文本控件1进行编程（设置参数类型）： zl=get(hObject,String);%从编辑框读入输入字符 ZL=str2double(zl);%把字符转换成双精度数 handles.ZL=ZL;%GUI数据形式，保存数据以便共享 对可编辑文本控件2进行编程（获取可编辑文本控件1的值，并进行运算产生回调）： ZL=str2num(get(handles.edit1,String);%ZL获得edit1中的值，并定义类型 BB=inv(ZL);%进行逆矩阵运算 set(handles.edit2,String,num2str(BB)%将运算后得到的值送到edit2 handles.BB=BB;%GUI数据形式，保存数据以便共享 guidata(hObject,handles)； 创建一个GUI： 该函数中已有部分内容，现在其中添加数据生成函数。添加后该函数的内容为： % - Executes just before GUIPlot is made visible. function GUIPlot_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) % This function has no output args, see OutputFcn. % hObject handle to figure % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % varargin command line arguments to GUIPlot (see VARARGIN) % Create the data to plot. handles.peaks=peaks(35); handles.membrane=membrane; x,y = meshgrid(-8:.5:8);回调函数： function edit1_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to edit1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,String) returns contents of edit1 as text% str2double(get(hObject,String) returns contents of edit1 as a doublezl=get(hObject,String);%从编辑框读入输入字符ZL=str2double(zl);%把字符转换成双精度数handles.ZL=ZL;%GUI数据形式，保存数据以便共享 function edit2_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to edit2 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hints: get(hObject,String) returns contents of edit2 as text% str2double(get(hObject,String) returns contents of edit2 as a doubleZL=str2num(get(handles.edit1,String);BB=inv(ZL);set(handles.edit2,String,num2str(BB)handles.BB=BB;guidata(hObject,handles);3.3参数矩阵之间的转换实际操作： 3.31Z矩阵转换为其他矩阵 例：计算Z=3，1,;2，1的Y变换，H变换和S变换Z-Y变换Z-H变换Z-S变换3.32Y矩阵转换为其他矩阵例：将Y=3，2;2,1，2*2方阵转换为H矩阵和A矩阵参数Y-A转换Y-H转换:3.33H矩阵转换为其他矩阵例：将H=3，2;2,1，2*2方阵转换为S矩阵和A矩阵参数H-S矩阵转换H-A矩阵转换3.34A矩阵转换为其他矩阵例：将A=3，2;2,1，2*2方阵转换为Z矩阵和Y矩阵、S、H矩阵参数AZ矩阵转换AY矩阵转换AH矩阵转换AS矩阵转换3.35S矩阵转换为其他矩阵例：将S=3，2;2,1，2*2方阵转换为Z矩阵参数S-Z矩阵转换 4 MATLAB图形用户界面介绍及设计经验总结4.1MATLAB图形用户界面介绍第一步：创建GUI应用程序：界面中应包含一个绘图区域；一个面板，其中包含三个绘图按钮，分别实现表面图、网格图和等值线的绘制；一个弹出菜单，用以选择数据类型，并且用静态文本进行说明。其草图如图所示：第二步：点击工具栏中的 GUIDE 图标，启动 GUIDE，系统打开界面如图所示。选择新建 GUI 标签，并选择新建空的 GUI，选中下面的保存选项，输入文件名，得到结果如图所示。该窗口中包括菜单栏、控制工具栏、GUI 控件面板、GUI 编辑区域等，在 GUI 编辑区域右下脚，可以通过鼠标拖曳的方式改变 GUI 界面的大小。3. 向界面中添加按钮。4. 创建GUI应用程序并设置控件属性 该函数中已有部分内容，现在其中添加数据生成函数。添加后该函数的内容为：% - Executes just before GUIPlot is made visible.function GUIPlot_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)% This function has no output args, see OutputFcn.% hObject handle to figure% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)% varargin command line arguments to GUIPlot (see VARARGIN)% Create the data to plot.handles.peaks=peaks(35);handles.membrane=membrane;x,y = meshgrid(-8:.5:8);case Peaks % User selects peaks handles.current_data = handles.peaks;case Membrane % User selects membrane handles.current_data = handles.membrane;case Sinc % User selects sinc handles.current_data = handles.sinc;end% Save the handles structure.guidata(hObject,handles)% Hints: contents = get(hObject,String) returns data_pop_up contents as cell array% contentsget(hObject,Value) returns selected item from data_pop_up该函数首先取得弹出菜单的 String 属性和 Value 属性，后通过分支语句选择数据。5.对三个BUTTON进行编程function btnSurf_Callback(hObject, eventdata, handles)surf(handles.current_data);function btnMesh_Callback(hObject, eventdata, handles)mesh(handles.current_data);function btnContour_Callback(hObject, eventdata, handles)contour(handles.current_data);4.2设计所得经验 通过此次的毕业设计，我获得的远比我想象中的要多。首先不得不承认之前我对MATLAB编程是相当害怕的，以为编程基础弱加上对MATLAB这款高大上的软件懂得并不多，图形用户界面这个领域更是从来没有接触过。一开始做这个课题简直像一个无头苍蝇，不知道从何下手。于是便在图书馆借了基本相关书籍，回去研究了一番，但是纸上得来终觉浅，书本上的东西太官方，太抽象，让人不好理解，于是又辗转很多次老师办公室，和导师及研究生交流，就在这种不断的交流和向他人学习中，我发现这个课题并没有想象中的那么难，于是开始着手制作界面，界面的制作不是很难，参考了书上的例题，界面编写的成功给了我很大的信心，然后就是开始元器件的程序编写，这一块是难点，每个元器件的属性有很多种，你所赋予元器件的功能也可以很多，变量类型也有很多，这一块我花了很久的时间，那段时间一直是参考网上的图形用户界面程序，一句一句的研究其中代码，才弄明白，元器件该怎么编写程序，怎么定义变量。界面做好，元器件编写完成，接下来就是调试，调试是个麻烦且考验耐心的过程，有时候就是觉得自己的程序没有任何问题，但是就是不能运行，所以很泄气，但静下心来，仔细寻找，就会发现错误，有时候会恨不得打自己一下，因为错误就只是一个符号，或是一个数字而已。所以编程是一个修身养性的过程，不能急于求成。当用一种方法行不通时，我们也可以考虑换一种思路，比如，此次设计中，我本是把矩阵这个整体当做变量运算，然而发现有时候并不方便，于是改变了策略，采用矩阵元素为变量进行运算，于是避免了很多不必要的麻烦。 总结本文围绕RF电路中的S,H,Y,Z,ABCD矩阵自动转换程序设计，首先阐述了射频电子线路的研究现状，明确了本文的研究方向，并且明确了各个矩阵的意义与转换关系，为后面设计自动转换程序代码做了铺垫；首先用Z矩阵和Y矩阵做研究对象，因为Z矩阵和Y矩阵的关系为互为逆矩阵的关系，较为简单。分别从Z的定义，Y的定义出发，进行程序自动转换。分析简单问题，可以有效的看出问题的根本难点，从而把握问题的关键，再去解决较为复杂的问题时，能保持清醒，不会无从下手。本文主要是分两个方向分析解决问题，第一个方向是，当所输入的矩阵是2*2矩阵时，则转换对象为Z，Y,H,S,A矩阵之间的转换。因为A矩阵即课题所说的ABCD矩阵为而端口网络所产生矩阵，所以在这里输入矩阵必须为二阶。因为H矩阵在高阶的情况下与其他矩阵之间关系尚未得到准确的证明，所以如同A矩阵一样，默认为二阶矩阵。第二个方向就是，当输入矩阵为三阶或者三阶以上时，程序所需转换的矩阵为Z,Y,S。因为Z和Y的关系十分的明确，而Z与S矩阵之间有转换公式，从而Y与S矩阵之间的关系也可以轻松得出。根据这两个大的方向，在进行细分，即可得出相应的一对一的转换程序。规划出程序的思路之后，最大的难点，就在与图形用户界面和所编程序能够相结合挂钩。首先我们要对图形用户界面中的各个控件进行属性上的定义，然后要对每个控件