微波技术毕业论文.docx

第 IV 页 湖南大学毕业设计(论文) 摘 要随着现代科技的日益发展，微波技术得到了广泛应用。传输线作为传输电磁波的线性结构设备，其对电磁波的传输性能直接关系到电磁波信息与能量的传送，因此越来越受到人们的重视，具有极高的研究价值。由于电磁波在传输线上的传播比较抽象，为了对电压电流在传输线上的分布有个更加清晰的认识，对解析解的物理意义有个更清晰的表述，本设计-RF传输线多次反射分析与程序设计根据波在传输线上多次反射的规律，运用Matlab软件进行了仿真。本次毕业设计主要研究均匀有耗和无耗传输线，其方程的通解包含正向行波和反向行波两部分，是这两类波的叠加。运用Matlab软件对这一特性进行仿真分析，观察分析电压特性和电流特性，所得仿真结果与理论基本能够吻合，使我们对传输线特性的理解大大加深。关键词：传输线，正向行波，反向行波，反射，MatlabAbstractWith the development of modern science and technology, microwave technology has been widely used. As the linear structures and equipment, transmission lines are to transmit of electromagnetic waves. Electromagnetic waves transmission performance is directly related to the transmission of its information and energy, so more and more attention has been paid because of its research value. Since the propagation of electromagnetic waves in transmission lines is abstract, in order to have a clearer understanding for the voltage and current distribution on the transmission line and the physical significance of the analytical solutions, this design - RF transmission line multiple reflection analysis and program design, according to the law of waves multiple reflection in transmission lines, and using Matlab software to make simulation. The graduation project mainly focuses lossy and lossless uniform transmission line. Its general solution of the equation contains a direct and returning traveling waves, is that the two types of superposition of waves. And its the superposition of these two types of waves. Using matlab software to make simulation and analysis on this feature, and observe the voltage and current characteristics. The simulation results are basically consistent with the theory, so that our understanding of the transmission lines characteristics is greatly deepened.Key words: transmission line，direct wave，returning wave，Reflection， Matlab目 录摘 要IAbstractII目 录III1 绪论11.1 课题背景及目的11.2 国内外研究状况21.3 课题研究方法21.4 论文构成及研究内容32 理论依据及工作原理52.1 传输线理论分析52.1.1 传输线理论的实质52.1.2传输线的特性参量52.1.3端接负载的无耗传输线62.1.4特殊的终端条件82.1.5 信号源的相量表示法102.1.6传输线的工作参量112.1.7传输线的工作状态分析113 编程实现133.1 MATLAB软件总述133.2 图形用户界面133.3 多次反射原理153.4 实例演示163.4.1 主程序流程说明173.4.2 程序运行结果184 解决问题举例244.1 软件界面设计问题244.2 参数计算问题254.3 图上点、曲线和文字显示问题26结论27致谢29参考文献30第31页 湖南大学毕业设计(论文) 1 绪论1.1 课题背景及目的21世纪以来电子科技得到飞速发展，信息技术在国民经济和国防科技等诸多领域得到了广泛的应用，作为信息高速公路-微波通信技术，也有较大的发展。微波电路已经从最初的体积笨重，制造工艺和调试过程复杂，可靠性差的基于波导或硬同轴线的结构形式，发展到及金属微带线作为传输线和连接线的微波集成电路和单片微波集成电路，其集成度，可靠性和各项性能得到了较大的提升，并且大大降低了所需成本1。时变的电场产生时变磁场，时变的磁场又可以产生时变电场，如此进行下去，变化着的电场能和磁场能传播开去就形成了电磁波。导波是在含有不同媒质边界的空间传播的电磁波，而这样的边界装置就是导波系统，它用来引导和限制电磁波传播。在一般情况下，能引导电磁波沿特定方向传播的导波传输系统称为传输线，对于传输线通常要求有：损耗小，工作频带宽，功率容量大，传输效率高，尺寸小，成本低。得到广泛应用的传输线有同轴线，矩形波导，圆波导，带状线和微带线2。理论上来说，传输线是以TEM导模的方式传输电磁波的导行系统，不过，各种传输TE模和TM模或其混合模式的波导中的电磁波沿纵向传播方向的分布规律与TEM横纵向传播方向分布规律相似，所以均可看成广义传输线，也可以用等效传输线观点分析3。针对均匀传输线的研究，主要有关于均匀传输线方程的解的研究以及传输线在有耗和无耗两种情况下特性的研究。如针对传输线方程解方法分别用时域、复频域两个方面进行的探讨4； 利用物理、数学方程，分析并讨论了高频传输线中分布参数电路的特性。在均匀传输线下，讨论分布参数，阐述了低频与高频的不同分析方法5；传输线有行波，驻波，行驻波状态三种工作状态（不同负载下） 6；传输线上信号失真的成因有多个，其中7对因衰减常数和非线性相位常数引起的信号衰减，运用傅里叶展开和MATLAB软件作了详细的分析；文献89从均匀传输线方程出发, 指出了在稳态情况下电流、电压波在传输线上是如何分布的, 以此为基础, 为了对传输过程进行新的系统分类，更深刻地讨论了均匀传输线在各种状态（无损耗、弱损耗及一般情况）下的衰减常数和相速度等特性参量。对均匀传输线的阻抗分布所作分析，表明：三种工作状态的阻抗分布符合统一表达式（即具有统一性10）。文献11对均匀传输线系统特性做了分析总结，提出了传输线三种工作状态的统一性。对于波动的一维分布参数系统，用时间作为独立的变量，用常系数常微分方程来判定状态空间 12。本设计中，利用MATLAB仿真，将线上电压电流解析解的理论推导变为采用机辅分析软件仿真，直观形象的将RF传输线上电压电流反映出来。1.2 国内外研究状况目前，通过多年以来国内外对传输线的研究，科学家们相继提出了许多研究分析方法，其中比较著名的是用时域分析法分析行波和均匀传输线的传播特性。在微波领域关于传输线的有关文献中，多是有关理论分析和数值模拟的，相关的实验研究非常少见。对均匀传输线传播特性的实验研究有一定难度，但却有极大的现实意义。1.3 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，第一步就是做到全面了解这个课题。了解它当前在国内外的研究进展，研究成果和存在问题，了解这一课题所属的理论体系等。通过学习研究相关文献，更加清楚的了解了本课题需做内容。可以清楚知道波在传输线上的每一次反射过程，并且通过找数学规律，对传输线上某位置上经过的多个波进行叠加。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，才能知道如何计算分界面的反射系数、透射系数等参数。观察法：本设计中运用MATLAB进行GUI 设计，通过形象的图形用户界面可绘制有耗条件下、无耗条件下传输线上正向行波与反向行波的电压、电流在各位置的分布情形，叠加并观察这些曲线，明白它们为什么这样显示，以及如何显示可以达到预期的设想，将有助于加深对知识的理解。思辨法：设计道路不可能没有失误和难题，有时候需要我们走出思想误区，换一种思路换一种方法。在设计过程中，思考分析出现的问题，并找到相应解决办法，将会加申对所做设计的理解。设计的前期与后期，实现同一功能的方法也不一定只有一种，有发现才有进步。1.4 论文构成及研究内容本设计RF传输线多次反射分析与程序设计，基于射频电路传输线方面的理论知识，对传输线上电压、电流的波动情况进行研究，其实就是研究它的电磁场特性。为了更好地理解和仿真验证传输线解析解的物理意义，研究学习传输线的各类参量，并用MATLAB语言编程，仿真直观演示了传输线各种工作状态的电压、电流传输特性，并与理论结论形成对比，以检验设计的正确与否。由于需要对各种专业相关知识和matlab的应用有个大致了解，所以研究的内容大致可包括以下几点。首先，对射频电路有关传输线方面的知识进行了解。射频电路设计这本书对我的帮助极大，让我对射频电路设计有更深的理解，也更加清晰本毕业设计需要解决哪些问题，比如如何求反射系数，透射系数等参量，也对波在传输线上的行进过程有了个初步了解。其次，掌握MATLAN语言的基本操作，语言使用说明，命令行的输入格式，函数的调用和变量的传递，多项式运算，级数求和，复数运算，方程求解，极值求解和二维作图等基本数学问题的求解；应用MATLAB语言对控制工程中问题进行分析；学习matlab GUI 设计，在编程过程中需要不断加强GUI的编程能力，如何在对应的图上显示曲线。最后，学习相关数学知识进行推导运算。参数求解需要大量的公式计算，如何便捷正确的解决数学公式问题也是一个难点。论文构成如下： 1、绪论 本章主要介绍了微波传输线的研究背景、研究目的及国内外研究现状，简介论文组织结构。 2、理论知识储备 本章对传输线的理论进行学习和理解，对射频电路相关设计知识进行总结。 3、应用软件MATLAB简介及具体编程实现对MATLAB软件进行简要介绍，叙述了本设计重点用到的用户界面设计模块17-18。基于本设计的代码要用到很多回调函数，相对而言在量上比较大，以附录的方式给出。 根据以上的准备，运行所设计的代码关于传输线的特性，并对结果进行分析验证说明。 4、解决问题举例传输线多次反射模型的建立，公式的推倒，程序编写及图形用户界面设计过程中出现一些问题，及相关解决方案。5、全文总结 本章对本文的主要研究工作进行总结。2 理论依据及工作原理2.1 传输线理论分析2.1.1 均匀传输线理论的实质因为均匀传输线各参数是均匀分布在其上的，所以它上面的电压、电流不仅和时间t有关，而且和空间坐标x也有关：u=u(x,t)i=i(x,t)传输线方程是含变量t和x的偏微分方程。波场表示：，式子表示有一个x方向的电场向+z轴方向传播。电磁波波沿着自由空间进行传播时，总是假设磁场方向、电场方向和传播方向是两两正交的。另一方面，如果假定波被限制在沿z方向的导体媒质中，将会有纵方向电场Ez分量，该电场沿着z方向积分，则有，其中dlz表示z方向的线元，同时，正弦曲线沿z方向的空间特性用波长表示，时间特性用T=1/F表示。此处空间对时间的导数，即相速度（表示相位的变化速度）： （2.1）2.1.2传输线的特性参量传输线的特性参量是由线的结构尺寸、填充媒质和工作频率所共同决定的，和传输线的分布参数直接相关，是其本身固有的。它的作用是描述线上单向波的传输特性，有特性阻抗Z0，相波长，相移常数，相速度和传输常数，又被称作均匀传输线的二次参数。Z0：传输线上行波的电压比电流所得的值就是其特性阻抗Z0。一般情况下，Z0是个复数，和其工作频率有关。就无耗传输线来说，传输线的特性阻抗为一实数并且与工作频率无关。线的结构尺寸和填充介质一定时，Z0是一个定数。我们知道，波长，频率f和相速度有这样的关系：；同时，衰减系数与相速度的关系:。传输常数从能量观点来分析传输线对信号的传输效果。2.1.3 端接负载的无耗传输线 无损耗传输线的特点：如果传输线的电阻和导线间的漏电导等于零，这时信号在传输线上传播时，其能量不会消耗在传输线上，这种传输线就称为无损耗传输线，简称无损耗线。当传输线中的信号的高时，由于、，所以略去和后不会引起较大的误差，此时传输线也可以被看成是无损耗线。因为，所以无损耗传输线的传播常数。即：，可见无损耗线也是无畸变线。无损耗传输线的特性阻抗为为纯电阻性质的。高频电路，可说是有限长传输线段与各种分立的有源和无源器件的集合，最简单的结构就是一个长为l的有限长传输线与一个负载阻抗相连，如图2.1【13】，这种结构可以方便我们研究沿着传输线方向传播的输入电压波是如何与负载阻抗相作用的，负载阻抗一般用线路终端负载代表。图2.1我们知道，对于行进中的电压波，可以用标准的二阶微分方程： （2.2）表示，它的两个分离的解为： （2.3）其中第一项表示输入电压波沿着传输线传播到达负载的电压，第二项表示从终端负载阻抗向输入电压波方向反射的电压，我们引入反射系数，它表示反射电压与入射电压的比值： (2.4)同时，从输入端到终端，我们可以得到任意点的阻抗Z(z)作为空间函数的表示式。在输入端总的输入阻抗是Zin，终端的负载阻抗为： （2.5）由此式可得反射系数： （2.6）对于上式的理解，它只包含了特性阻抗和终端负载阻抗，所以此式用得更多。当处于开路线，时，反射系数为1，意味着反射波与入射电压波有同样的极性；当处于短路线，时，反射系数为-1，意味着反射波与入射电压是相反的幅度；当处于线路匹配，时，反射系数为0，意味着不发生反射，入射电压波被负载完全吸收，当然，它也可以被看作是在终端增加了一根有着相同特性阻抗的且无限长的传输线。2.1.4 特殊的终端条件 基于以上关于传输线知识的相关介绍，我们可推出最终形式的端接负载传输线的输入阻抗表达式： （2.9）此公式展现了输入阻抗随着特性阻抗和线长d是如何变化的。其中有：和。当处于开路线，时，如图2.2： (2.10)当处于短路线，时,如图2.3： (2.11)当处于1/4波长传输线时，如图2.4： (2.12) (2.13)图2.2 开路传输线电压、电流和阻抗与线长的关系图2.3 在终端短路传输线中，电压、电流和阻抗随线路长度的变化图2.4 通过线长使得输入阻抗与负载阻抗匹配2.1.5信号源的相量表示法 至此，以上讨论只包含传输线和终端负载，对于一个完整的实验系统，我们还得加上与线路相连的信号源，这将使问题变得更加复杂，线-源间的失配，以及传输线和负载的阻抗匹配。如图2.5：图2.5 包含信号源和终端负载的一般传输线当线长为d=l时，有输入反射系数： (2.14)在传输线的初始端有反射系数： (2.15)在传输线的负载端有反射系数： (2.16)2.1.6 传输线的工作参量 传输线的工作参量用来定量描述传输线的反射情况。所用的表示参量包括：输入阻抗、反射系数和驻波比。输入阻抗：是传输线上合成波的电压与电流之比。可理终端接负载ZL 后，始端所看入的阻抗。即长度为z的传输线与负载组成电路的等效阻抗。随着z的不同而变化14。 反射系数：传输线上任意一点电压值是由多条入射波和反射波在该点电压值相叠加形成。波的反射是传输线最基本的物理现象，而其的工作状态由反射情况决定。通常分析电路整个反射情况时，用终端负载反射系数来反映。反射系数等于线上某点的反射波与入射波之比，且一般通常情况下是一个复数。 驻波比：驻波由入射波、反射波二者叠加形成。且同相叠加最大，反相叠加最小。电压驻波系数等于传输线上电压振幅最大值与最小值之比，因为电流驻波比数值上等于电压驻波比，故均用表示。与终端所连负载ZL的大小有关，与空间位置z无关。2.1.7传输线工作状态分析对于传输线而言（为方便起见，重点研究无耗或者小损耗传输线），终端所接的负载阻抗不同，线上的反射情况就表现出很大的不同，电压电流的分布情况也不一样，主要用来描述电信传输效率。有三种不同的工作状态，分别是行波状态（无反射），纯驻波状态（全反射）和行驻波状态（部分反射）。（1）行波状态当负载阻抗等于传输线的特性阻抗，即时，从信号源传向负载的信号被完全吸收，也就是说，此时的传输线上只有入射波，没有反射波。在具体的仿真中，应表现为反射波振幅为零。行波状态是一种匹配状态，传输线特性阻抗Z1等于负载阻抗ZL，也等于输入阻抗Zin；反射系数等于零；驻波比是1。行波状态的特点是15：电压、电流沿线的振幅不变。电压、电流各点均同相，其相位随坐标的减小而滞后，线上是从波源到负载的单向行波，合成波就是入射波。因为没有反射波，反射功率为零，入射功率为负载所全部吸收，所以行波状态是传输能量时所最佳希望的状态。（2）驻波状态当信号源通过传输线传向负载的入射波在终端负载处发生了全反射（即反射系数等于1），反射波、入射波有相同的幅度，入射波与反射波进行叠加后形成了驻波。形成驻波的条件是：终端处短路，开路，或者接纯阻抗负载。纯驻波的特点：电压、电流振幅随传输线位置的改变而变化。波腹：振幅最大的位置，波节：最小的位置。此时波腹等于2倍的入射波振幅，波节为零。电压、电流随位置的不同不再是均匀变化。相邻节点间各点相位相同，节点两边各点相位相反。传输线上同一点处电压、电流的相位差90。电压沿线正弦变化，电流则余弦变化。表现在仿真图上就是，电压波腹点对应着电流波节点，电压达最大时，电流为0或者相反。所以在能量方面，驻波只有能量的存储而没有能量的传输。（3）当负载阻抗ZL与特性阻抗Z1不匹配时，入射波会有部分反射的现象，传输线终端若接一般负载，反射波振幅小于入射波振幅，传输线上行波、驻波共存，称作行驻波。波节不为零，波腹也不等于终端入射波振幅的两倍。由上述的分析知道，有耗传输线和无耗传输线有相同的基本特性，传输线上各点的电压、电流都是无数的入射行波和反射行波叠加起来的，而有耗传输线的入射行波和反射行波幅度均沿着各自的传播方向呈指数衰减。3 编程实现3.1 软件总述Matlab是matrix与laboratory的前3个字母的缩写，即为实验室矩阵。历经十来年的不断研究与改善， 其应用已经很广泛，包括图像处理、电子通信、系统设计等众多方面【16-17】。本次课程设计主要运用了该软件强大的编程、计算和绘图功能，以及简洁明了的GUI设计。.3.2 图形用户界面 创建GUI的方式有如下两种：1、 直接使用.m文件动态添加控件；2、 使用GUIDE快速生成GUI界面。 编写大程序时，一般采用第二种可视化的方法。在MATLAB的命令窗口中输入GUIDE，确认后就打开了一个布局编辑器窗口，通过选择左侧控件选项板里的所需控件进行布局。同时自动生成并存储相应的M文件18。如下图所示： 图3.1 图形用户界面布局编辑器窗口 用到的控件有：Push Button：分别命名为“OK”，“Reset”。用来触发主程序绘图仿真。Axes：坐标轴控件，用以绘制绘电压波波形。Text：文本编辑。用以提示，使用户知道输入数据种类。 GUIDE提供了用于GUI开发的相关工具，包括：布局编辑器：在编辑窗口内对图形对象进行创建及布局。几何排列工具：对各个对象的几何位置进行调整。属性编辑器：对各对象的属性进行查询并编辑。对象浏览器：分级排列窗口中当前的图形对象语句。菜单编辑器：对主菜单、图形对象菜单进行创建和编辑。按照功能实现的设计需求，并使布局更美观，选择两个纵向对齐排列的坐标轴，分别表示反射波形，合成波形，传输线示意图以及帮助信息提示框。各个控件，布局如下图3.2本设计采用matlab进行仿真，实现对传统理论方法得到的传输线方程解的通解和物理多次反射方法得到的近似解进行波形仿真，并观察验证多次反射解求解的正确性。首先根据书上第二章有关传输线所给的几个现成公式加上老师所教的V+的正确公式进行编程，再根据波在传输线上多次反射的方法进行建模，求得每一次入射、反射波的公式，并用matlab语言编程， 软件就可以自动分析，在GUI布局窗口中指定控件绘图，得到仿真结果。3.3 多次反射原理多次反射示意图：图3.3 本设计依据波在传输线上多次反射的原理（类似于光波反射的方法），波从源端传向传输线时，有一部分反射回来，有一部分透射进入传输线（反射系数为，Vx为第一列波在源与传输线连接处，即坐标L点处的电压值），然后在传输线上进行多次反射，当传至传输线与负载连接处时（即坐标原点，反射系数为），反向播再向源端传播，传至传输线与源端连接处（即坐标L点，L为传输线长度，反射系数为），依次循环往复。传输线上每一点的电压值可用无数次反射波在该点处电压的叠加，如多列波在坐标L点出的叠加（每列波表达式前有公因式Vx）即为从源端看入传输线及负载的总分压Vin，又可以由本文第二部分介绍的相关公式求出源端看入的Zin，运用分压公式可求得Vin，进而求得Vx，最终每列波的表达式均可求得。3.4 实例演示编辑一个空白的用户界面（BLANK GUIDE）只要在窗口中添加文本编辑区，通过调用就能显示了。下面是运行的一个整体结果：图3.4 图形用户界面实图3.4.1主程序流程说明：图3.5本程序的界面中共有六个输入编辑框和两个波形显示窗口1、由输入编辑框输入：所设的波长lamda、传输线长度L、电源电压Vg、传输线特性阻抗Z1,、传输线终端负载阻抗ZL、电源内阻Z0；2、在“OK”按钮的callback函数中进行运算，并控制各个axis的波形的显示；3、“Reset按钮”设置进行重置。3.4.2程序运行结果：1. 行波演示终端匹配Z1= ZL = 50 图3.6 负载匹配2. 驻波演示1) 终端短路zo = 50 zl = 0图3.7 终端短路2) 终端开路zo = 50 zl = inf图3.8 终端开路终端接纯电抗负载zo = 50 zl = X * j图3.9 终端纯电抗负载通过以上对无耗均匀传输线分别工作在在行波，驻波，行驻波三种状态下的电压特性进行仿真，分析表明，与阻抗方法所得基本一致，达到了研究目的，完成了设计任务。但有所欠缺的是，因为时间紧迫，没有对电流及功率，进行仿真。3、 源端、负载均与传输线特性阻抗失配情况下多次反射波形演示：1）合成波形如下：图3.102）多次反射波波形汇总：V1：图3.11V2： 图3.12V3：图3.13V4：图3.14V5：图3.15 通过观察每一次入射、反射波的波形，可以发现，传播过程中，没经过一次反射，振幅就会衰减一次，且成指数形式衰减，大约经过四至五次反射后，振幅的绝对值就衰减为第一次的入射时的万分之一，所以后面的多次反射的影响即可忽略，然而本设计为了更加稳妥一些，进行了十次反射并叠加形成了最后V的波形。4解决问题举例4.1 GUI设计问题 要用MATLAB软件编写一个图形界面，首先，这个界面应该根据设计思路设想好，尽可能完整地展示出要仿真得到的传输线特性。可以人为的画出纸质图形界面以打好框架，之后，胸中有图，才可以进行下一步-用matlab软件实现。图形用户界面可以根据程序的功能创建基本框架，有多种控件可供选择，只要在自动生成的程序代码中添加相应控制代码，就可以完成整个应用程序的设计了。当然，软件界面不同于纸质版本的画图，它不是简单的绘画，而是运用编程语言，将整个图形界面中的元素整合在一起，环环相扣，互相关联。所以，如何正确的对相应的按键编写相应的回调函数就显得尤为重要，已达到在对应的位置显示相应的动作，其中操作提示对话框，运行控件按钮等都需要回调函数。在整个软件界面设计过程中，主要有以下几个问题：1、开始编程时，当把推出的公式写在程序里时，点击运行，出现矩阵维度不匹配的问题。思考及解决：首先，从公式入手，反复验证推导，结合matlab代码里参数矩阵的数据集，思考维度是否匹配。根据矩阵相乘的理论，判断是乘还是乘，是否需要转置，最终使问题得以解决。2、由于最后电压表达式的值属于复数域，图形总不能达到预期设想的正弦波，不是画出圆就是一条直线。思考及解决：为解决这个问题，可以先设置一个中间变量A，然后用real（）函数对电压V取实部，最后绘制A的图形。3、如何在坐标轴上显示两种方法下matlab的仿真波形？思考及解决：首先，得编写出绘制两种方法仿真波形的回调函数function line5和function line6；然后在此软件界面上添加push_button按键，对此push_button按键编写回调函数，调用function line5和function line6；最后，添加函数语句“answer1=plot(z,Aa)，answer1=plot(z,Ab)”，使得两图出现。绘制两种方法所得仿真波形，为了对比明显，需要设置相同的坐标轴，并把两个Axes：坐标轴控件纵向对齐排列，并设置不同颜色红和绿以示区分。4、当设置传输线长d 范围可变时，如何在两个坐标轴控件上分别显示对应的曲线？思考及解决：对应于传输线长L的情况，读取传输线长L 的最大值、最小值以及变化步长，编写程序语句和“z=zmin:zjiange:zmax;”，将传输线长L设置为矩阵即可，再使用plot()函数绘制。4.2参数计算问题本设计一大重要任务就是参数值的计算，由给定参数根据对知识点的理解，加上公式计算，才能通过软件，快速，精准的求解出来。当然，参数计算不仅仅是简单的带入公式计算而已，而是深刻理解它们的物理含义，比如Gama1、Gama2、Gama3的计算，分子是对应哪两个电阻之差及其顺序，波的传播方向是沿z增大还是减小,及其所成自然对数的指数是正还是负。在参数计算的过程中，正是因为对知识点掌握的不牢固，才出现了这样那样的问题，也走了很多弯路，也庆幸自己在这个过程中，越来越理解这些知识，能够熟练的运用。现就参数计算过程中出现的几个问题与大家分享：1、 求解第一次真正入射到传输线的电压Vx：根据波的在传输线上传播规律，在源与传输线所连接处电压为Vin，是由无数入射波与反射波在z=L处的电压值的叠加。Vx是每列波表达式前面共有的系数，知晓Vin即可求出Vx。 Vin=VgZinZin+ZoVx（系数）=Vin，故而Vx得求。2、各反射系数的求法：有公式: 1=Z1-Z0Z1+Z0 （来自电压源的波入射到传输线时的部分反射系数） 2=Z0-Z1Z0+Z1 （来自Z1线的波入射到负载Z0时的部分反射系数） 3=ZL-Z1ZL+Z1 （来自Z1线的波入射到负载ZL时的部分反射系数）3、根据波在传输线上传播的物理意义，由于我们设负载处为坐标零点，电压源与传输线连接处为坐标L点，L即传输线长度，所以当波向负载传播时，需要Vx乘以系数e-j（L-Z）,而当波由负载向源端传播时，需要乘以系数e-jZ，这个需要注意，而=2。4.3曲线和文字显示问题用户图形交互界面应该是友好的，可以形象直观的显示相应的操作说明和所实现的功能。对于此软件界面，需将对应的曲线显示在两个相同的纵向排列的坐标轴上，进而方便对比。在本设计的曲线和文字显示过程中，对于传统理论方法求出的电压曲线和运用多次反射的物理意义求出的电压曲线如何正确的显示在坐标轴内：本设计中，使用程序语句plot(z ,V)函数以z取步长10000进行描点的，这样可使波形看起来是连续的。结论21世纪以来，传输线被应用在多个领域，尤其是通信、电子领域，故而得到了越来越广泛的关注。在通过多年以来国内外对传输线的研究，科学家们相继提出了许多研究分析方法，其中比较著名的是用时域分析法分析行波和均匀传输线的传播特性。在微波领域关于传输线的有关文献中，多是有关理论分析的，比如用时域法求解方程的通解，而忽视了行波在传输线上多次反射的物理意义。本设计运用matlab仿真波在无耗均匀传输线上多次反射后叠加的图形，并与运用书上所用的阻抗方法所得的仿真波形进行对比，以验证多次反射方法正确与否。为了操作更加便捷，还额外设计了一个图形用户界面，使两种波形对比更加直观。其实程序的编写并不麻烦，关键在于清楚理解波多次反射的模型和公式的推倒。 在本设计中，创造性的工作包括以下内容：1、对于行波在传输线上的传播过程要清楚，并且能推倒出每一列波的公式，尤其是波从源端第一次入射到传输线的电压Vx的推倒有点费时间，尝试了2种方法后才得到，第一次直接用了投射系数做，结果不理想，第二次采用了在传输线始端多列波的电压叠加和等于Vin，从而得到理想的Vx；2、可自行设置电源电压Vg、内阻Z0、传输线特性阻抗Z1、端接负载ZL、信号波长lamda及传输线长度L；3、了解每个参数的物理意义，并且知晓电磁波在传输线上的每一次反射过程，以便求得源端反射系数Gama2、终端反射系数Gama3、源端看向负载的输入阻抗Zin、传输线和负载两端的电压Vin、从源端入射进传输线的电压Vx等各类参数值；4、自行设置Z0、Z1、ZL，观察源端匹配，终端匹配，及失配情况下的传输线电压波形，并与理论方法所得波形进行对比，以验证结果的正确性。5、自行设置线长L变化范围，观察波形有哪些改变；