实验二微波电路计算机辅助设计CAD软件

1、实验二微波电路计算机辅助设计CAD软件的使用一、实验目的：1. 了解各种微波电路CAD软件；2. 熟悉掌握微波计算器软件的使用方法；3. 熟悉smith圆图软件的使用；二、实验设备：1. 计算机（符合相关软件的配置要求）：1台2. 相关的CAD软件（如mat lab软件）：1套三、实验原理1微波电路CAD简介当微波电路复杂到一定程度时，用人力进行“手算”，不管用电磁场理沦还是 用网络理论都会碰到极其繁复难以完成的情况。有时理论上可解，但实际不能实现, 有时只好忽略一些因素取得近似解。以微波理论、计算数学及讣算机应用三者结合 的微波电路计算机辅助设计（简称CAD,即Computer Aided

2、Design）,因为有计算机 的快速计算和巧妙的程序中体现的部分人工智能的能力，给设讣和分析微波电路增 添了一个极为有力的工具。微波电路CAD技术是EDA技术的一个分支，用于射频和微波电路的计算机仿 真和优化设讣。此技术充分利用了讣算机的告诉运算和数据处理能力，因此不仅可 以缩短产品的设计周期，减少设讣人员的繁杂劳动，而且能够提高产品质量，降低 成本。自20世纪70年代以来，微波电路CAD技术取得了很大进步。一方面个CAD 厂商推出了很多通用和专用的微波电路CAD软件产品，这些软件产品具有电路原理图输入、微波电路的图形输入、电路的仿真和优化、容差分析、版图生成及输出与 测试仪器接口等功能，并且

3、有许多电路模型库、元件库、半导体器件的线性模型库 和非线性模型库等可供选择，可以说功能强大，使用方便，应有尽有。而另一方 面，微波电路CAD软件已广泛应用于各种微波电路的设计，成为微波工程师必须掌 握的设计工具。常用的微波电路CAD软件有如下表2. Io表2.1常用微波电路CAD软件序号名称主要性能厂商1ADS综合软件包Agilent21ATLAB综合软件包Wathworks3MW Office线性/非线性电路、2. 5D电磁场仿真AWR4GENESYS线性/非线性电路、滤波器设计等Eagicware5MMICAD线性/非线性电路设计OPTOTEK6Momentum2. 5D平面电路电磁场仿真

4、Agilent7Ensemble2. 5D平面电路电磁场仿真Ansoft8em2. 5D平面电路电磁场仿真Sonnet9HFSS3D电磁场仿真Ansoft10W Studio3D电磁场仿真|cST11Symphony系统仿真Ansoft12Clementine共形天线设计Ansoft13Protel电路板布线PROTEL14AutoCAD电路板布线Autodesk2.微波传输线基本原理及MWCR软件的使用1）微波基础讣算器是以微波计算为基础的进行专业计算的工具。实现了微波 技术基础理论中长线理论、Smith圆图、网络理论等部分的计算。此计算器共包 括：长线上任意点输入阻抗、反射系数、行波系数、

5、驻波比的计算; Smith圆图的自动和手丄绘制;任意长线和负载的单枝节匹配，其至双枝节、三枝节;双口网络S、Z、Y、A参数的相互转换;尸=1电阻關开路点2）微波传输线（长线）理论传输线理论三套参量：输入阻抗Zin,反射系数r,驻波系数P3器仏家|牆厂=Z(z)-Z7血+ %3）阻抗圆图4）阻抗匹配负载阻抗匹配是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形，此时传输线上只有 从信源到负载的入射波，而无反射波。阻抗匹配的方法从实现手段上划分为串联X/4阻抗变换器法、支节调配器法。（以并联支节为例）min I2aretan2兀A2+arctan42兀四、实验内容1. 上网下载微波基础计算器mwcr软件并自行安

6、装；2. 计算传输线的输入阻抗、反射系数等参量，并和理论汁算值比较；0.520.2520.22r呂=100。已知：设一特性阻抗为50欧的均匀传输线终端接负载，求负载反射系数 ；在离负载、处得输入阻抗和反射系数分别为多少？（此传输线系统工作频率在300MHz ）3. 用有限差分法计算：如图3-6所示长方形截面的导体槽，槽可以视为无限 长，其上有一块与槽相互绝缘的导体盖板，截面尺寸为aXb,槽体的电位为零， 盖板的电位为U0,求槽内的电位函数。使用matlab软件仿真尸&b护=04绘制阻抗圆图，理解圆图的基本构成;Zo = 50Q Z =25 + J25Q.已知：传输线的 抗，假设传输线的负载阻,画flbJt smith圆图，并标出负载的位置。（此题选作）5进行阻抗匹配，并和理论值比较。已知：设阻