《微波仿真实验报告》

1、微波仿真实验报告班级：20112111xx姓名：学号：2011xxxxxx序号：xx实验二 分支线匹配器一、 实验目的：（1） 掌握支节匹配器的工作原理。（2） 掌握未带显得基本概念和原件模型。（3） 掌握未带分支线匹配器的设计与仿真。二、 实验内容：已知：输入阻抗 Zin=75 负载阻抗 Zl=（64+j35） 特性阻抗 Z0=75 介质基片 r=2.55，H=1mm，导体厚度T远小于介质基片厚度H。假定负载在2GHz时实现匹配，利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络，假设双支节网络分支线与负载的距离d1=/4，两分支线之间的距离为d2=/8。画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅

2、度从1.8GHz至2.2GHz的变化。三、 实验步骤：（1） 建立新项目，确定中心频率2GHz。（2） 将归一化阻抗和负载阻抗所在位置分别标在smith圆上。（3） 设计单枝节匹配网络，在图上确定分支线与负载的距离以及分支线的长度，根据给定的介质基片、特性阻抗和频率用TXLINE计算微带线物理长度和宽度。此处应该注意电长度和实际长度的联系。（4） 画出原理图，在用微带线画出基本的原理图时，注意还要把衬底添加到图中，将各部分的参数填入。注意微带分支线处的不均匀性所引起的影响，选择适当的模型。（5） 负载阻抗选择电阻和电感串联的形式，连接各端口，完成原理图，并且将项目的频率改为1.82.2GHz。

3、（6） 添加矩形图，添加测量，点击分析，测量输入端的反射系数幅值。（7） 同理设计双枝节匹配网络，重复上面的步骤。四、实验结果：将各参量写入Output equations。zin为归一化输入阻抗，zL为归一化负载阻抗，TL为负载处反射系数，Tin为输入端反射系数，RTL为负载的等反射系数圆，Rj为大圆，Rp为单位点电导圆。1、 单枝节匹配器史密斯圆图：计算步骤：(1)从负载阻抗处沿等反射系数圆向源旋转，交匹配圆一点读出旋转的角度为198.37，转换为电长度198.37/2=99.185。(2)计算支线与负载的距离：(4)读出支节的电纳值为-0.533，选开路支节，读出开路点到-0.533旋转

4、的角度为360-56.12=303.88，转换为点长度303.88/2=151.905（5）计算支节长度：画出原理图：测量S参数：2.双支节：史密斯圆图：计算步骤：（1） 从负载接/4的传输线，在圆图上为负载点沿等反射系数圆顺时针转180度。（2） 接第一个支节，沿等电导圆旋转至于辅助圆相交，读出前后电纳差为1.54，即第一个支节的电纳值，接开路支线，读出开路点到该点的角度为114.1度，转换为点长度114.1/2=57.05。计算支线长度：（3） 接一段/8的传输线，沿等反射系数圆顺时针旋转90度，与单位电导圆相交。（4） 接第二个支节，沿单位电导圆旋转至原点，读出前后电纳差为2.19，读出

5、开路点到2.19的角度为130.9度，转换为电角度130.9/2=65.45，计算第二支节长度：画原理图：测量S参数：实验三 四分之一波长阻抗变换器一、 实验目的：（1） 掌握单节和多节四分之一波长变阻器的工作原理。（2） 了解单节和多节变阻器工作带宽与反射系数的关系。（3） 掌握单节和多节四分之一波长变阻器的设计与仿真。二、 实验内容：（1） 已知：负载阻抗为纯电阻RL=150，中心频率f0=3GHz，主传输线特性阻抗Z0=50，介质基片r=4.6，厚度H=1mm，最大反射系数不应超过0.1，设计1,2,3节二项式变阻器，在给定的反射系数条件下比较他们的工作带宽，要求用微带线形式实现。（2）

6、 一直负载阻抗为复数，：ZL=85-j45，中心频率f0=3GHz，主传输线特性阻抗为50，在电压驻波波腹或波节点处利用单节四分之一波长阻抗变换器，设计微带线变阻器。微带线介质参数同上。三、 实验步骤：（1）对于纯电阻负载，确定单节和多节传输线的的特性阻抗和相对带宽。（2）根据各节传输线的的特性阻抗，利用TXLINE计算相应微带线的长度及宽度。（3）对于复数负载，计算负载阻抗，特性阻抗，极端归一化负载阻抗和反射系数，利用Smith圆图计算波节点或波腹点处距离负载的电长度，利用TXLINE计算相应微带线长度。（4）完成单节，多节变阻器原理图。（5）测量S11，S22，S33等参数。（6）对于纯电

7、阻负载，设计3节切比雪夫变阻器。利用m=（1+m）/（1-m）求出带内容许的最大驻波比，查阅附录6，确定其相对带宽和特性阻抗。四、 实验结果：1. 负载为纯电阻：（1） 单节：计算得Z1=86.6，计算微带线长、宽：画原理图：测量S参数：（2） 双节：计算各节传输线特性阻抗得：Z1=65.8,Z2=113.97,计算Z1，Z2的长、宽：画原理图：测量S参数：（3） 三节：计算各节传输线特性阻抗得：Z1=57.36,Z2=86.6,Z3=130.75计算Z1，Z2，Z3的长、宽：画原理图：测量S参数：比较1,2,3节二项式变阻器的工作带宽：可见3节最宽，2节次之，1节最窄。2. 负载为复数：Sm

8、ith圆图：计算传输线的长度：143.36度71.68度计算单节变换器的特性阻抗得：Z1=32.71，计算传输线长、宽如下：画原理图：测量S参数：3. 三节切比雪夫变换器：查表计算得各节传输线归一化特性阻抗：z1=1.24988 z2=1.7321 z3=2.400 乘以Z0得到实际阻抗： Z1=62.49Z2=86.605Z3=120，计算微带线长、宽：画原理图：测量反射系数：实验六 功率分配器一、 实验目的：（1） 掌握功率分配器的工作原理和分析方法。（2） 掌握微带线功率分配器的设计与仿真。二、 实验内容：设计仿真一个两路微带线功分器。已知：端口特性阻抗：Z0=50，公分比k²

9、=1.5，介质基片：r=4.6，H=1mm。指标如下：当中心频率2GHz，相对带宽为20%时：（1）两输出端口的功分比（|S31/S21|²）为1.4951.505（1.7461.775dB）;（2）两输出端口的隔离度（20lg|S32|）不小于25dB。三、 实验步骤：（1） 根据已知条件计算R2，R3，Z02，Z03，R,Z04，Z05的值。（2） 利用TXLINE计算相应微带线的长度及宽度。建立一个新项目，选择单位和项目频率为1.82.2GHz。（3） 画原理图。（4） 测量S31，S21，S32。（5） 仿真分析，观察端口S参数是佛=否符合设计要求。（6） 协调电路元件参数，选择最佳值。（7） k²=1时，功分器变为等功分器，重复上述实验。四、 实验结果：1.k²=1.5：（1） 计算R2，R3，Z02，Z03，R,Z04，Z05得：k*k=1.5时，R2=61.24R3=40.82Z03=58.33Z02=87.49R=102.06Z04=55.33Z05=45.18计算Z04的长、宽：计算Z05的长、宽：计算Z02的长、宽：计算Z03的长、宽：计算R的宽度：R长度取3mm（2）定义全局变量：（3）画原理图：（4）测量S参数并协调，使结果满足指标2.k²=1：（1）计算R2，R3，Z02，Z03，