微波工程课程设计报告实验报告Smith圆图程序设计

1、. 一、摘要Smith圆图主要用语计算微波网络的阻抗、导纳及网络阻抗匹配设计，还可用于设计微波元器件。Smith圆图软件不仅适用于微波工程设计，也可用于电磁场、微波技术及天线与电波传播等。本软件可形象的演示圆图上的阻抗值、导纳值与反射系数。二、设计目的 微波网络的正弦稳态分析含有复数计算，运算十分繁琐和耗时。在计算机运算速度和存不够兴旺以前，图解分析法到达长足开展，其中多年来运用最广的事Smith圆图。在计算微波传输线输入阻抗、导纳、及阻抗匹配等问题时，它不仅能避开繁琐的公式及复数运算，是工程设计总相关计算简单便捷，而且图解过程物理概念清晰，所的结果直观形象。但随着计算机技术的飞速开展，图解法

2、在计算精度上的固有缺陷日益显现，因为，圆图的设计精度取决于圆图中必须有足够的圆周数，而且过多的圆周会导致图线过于密集，不便将阻抗，反射系数、电压驻波系数VSWR及电长度等相关数据从图上直接读出。通过对圆图构成的根本原理和应用问题的分析，利用现代计算机技术可以解决原图计算精度等问题，为此设计Simth圆图。三、设计要求 圆图软件设计要求计算结果以图形和数据并行输出，整个圆图软件分为用户图形界面模块、圆图计算模块、圆图演示模块。圆图计算模块分为反射系数计算、单支节匹配计算、输入阻抗计算及整个Smith圆图；画图演示模块分为等归一化电阻圆、等归一化电抗圆、反射系数圆等；确定阻抗值在圆图上的位置、圆图

3、的根本应用、求输入阻抗及其在圆图上的位置以及单支节匹配等问题。四、程序流程图程序构造模型：功能实现图：五、演示验证过程1、翻开Smith圆图软件2、点击Smith圆图按钮，观察到图形区出现了已经画好的圆图，绿色是反射系数圆，紫色是阻抗圆实部，紫色是阻抗圆虚部。3、在图形区点住鼠标左键不放，此时移动鼠标时，在图形区中自动画出鼠标所在点的Smith圆图，蓝色是反射系数圆，红色是阻抗圆。在界面的右边可以读出此时的反射系数、阻抗值、导纳值，并且计算出该点的驻波比和行波系数，判断该点是否是波腹或者波节点。4、在输入实部和虚部的文本框中，输入任意实数，按下计算按钮，图形区中会画出该点归一化后的圆图，在右边

4、的文本框中会显示此处的的归一化反射系数、阻抗值、导纳值，并且计算出该点的驻波比和行波系数，判断该点是否是波腹或者波节点。附录：源程序Dim trace As IntegerDim sb, *b, u, v, q, k, p, t, shib, *ub, w As SinglePrivate Sub mand1_Click() /点击该按钮对输入归一化阻抗进展计算与画圆Dim f As IntegerPicture1.ClsPicture1.Scale (-1, 1)-(1, -1)Picture1.Circle (0, 0), 1, RGB(0, 255, 255)Picture1.Line

5、(-1, 0)-(1, 0), RGB(0, 0, 0)Picture1.Line (0, 1)-(0, -1), RGB(0, 0, 0)sb = shib*b = *ubu = (sb 2 + *b 2 - 1) / (sb + 1) 2 + *b 2)v = 2 * *b / (sb + 1) 2 + *b 2)q = (1 - u 2 - v 2) / (1 + u) 2 + v 2)w = (-2 * v) / (1 + u) 2 + v 2)t = Sqr(v 2 + u 2)p = (1 + t) / (1 - t)k = 1 / pPicture1.Circle (u, v),

6、 0.01, RGB(255, 250, 66)Picture1.Circle (0, 0), t, RGB(255, 250, 0)Picture1.Circle (sb / (sb + 1), 0), 1 / (sb + 1), RGB(255, 0, 0)Picture1.Circle (1, 1 / *b), Abs(1 / *b), RGB(255, 0, 0)Te*t1.Te*t = uTe*t2.Te*t = vTe*t3.Te*t = sbTe*t4.Te*t = *bTe*t5.Te*t = qTe*t6.Te*t = wTe*t7.Te*t = pTe*t8.Te*t =

7、kIf sb = p Then Te*t9.Te*t = 波腹点 ElseIf sb = k Then Te*t9.Te*t = 波节点 Else Te*t9.Te*t = 一般点End IfEnd SubPrivate Sub mand2_Click() /点击该点画出SMITH圆图Picture1.ClsDim i, r, a, b, j As SinglePicture1.Scale (-1, 1)-(1, -1)For i = 0.1 To 1 Step 0.1Picture1.Circle (0, 0), i, RGB(0, 255, 255)Ne*t ir = 0a = 0b =

8、0For j = 0 To 10r = r + 0.05a = a - 0.02b = b + 0.02Picture1.Circle (r / (r + 1), 0), 1 / (r + 1), RGB(100, 100, 255)Picture1.Circle (1, 1 / a), 1 / Abs(a), RGB(255, 255, 100)Picture1.Circle (1, 1 / b), 1 / b, RGB(255, 255, 100)Ne*t jr = 2a = -1b = 1For j = 0 To 20r = r + 0.5a = a - 0.5b = b + 0.5Pi

9、cture1.Circle (r / (r + 1), 0), 1 / (r + 1), RGB(100, 100, 255)Picture1.Circle (1, 1 / a), 1 / Abs(a), RGB(255, 255, 100)Picture1.Circle (1, 1 / b), 1 / b, RGB(255, 255, 100)Ne*t jr = 0.5a = -0.2b = 0.2For j = 0 To 15r = r + 0.1a = a - 0.1b = b + 0.1Picture1.Circle (r / (r + 1), 0), 1 / (r + 1), RGB

10、(100, 100, 255)Picture1.Circle (1, 1 / a), 1 / Abs(a), RGB(255, 255, 100)Picture1.Circle (1, 1 / b), 1 / b, RGB(255, 255, 100)Ne*t jPicture1.Line (-1, 0)-(1, 0), RGB(0, 0, 0)Picture1.Line (0, 1)-(0, -1), RGB(0, 0, 0)End SubPrivate Sub mand3_Click() /指出导纳点Picture1.Circle (-u, -v), 0.01, RGB(220, 250,

11、 255)Picture1.Line (-u, -v)-(u, v), RGB(20, 50, 255)End SubPrivate Sub mand4_Click() /指出波节点Picture1.Circle (-t, 0), 0.01, RGB(220, 250, 255)End SubPrivate Sub mand5_Click() /指出波节点Picture1.Circle (t, 0), 0.01, RGB(220, 250, 255)End SubPrivate Sub Picture1_MouseDown(Button As Integer, Shift As Integer

12、, * As Single, Y As Single)trace = True /当鼠标按下时，进展取点画图End SubPrivate Sub Picture1_MouseUp(Button As Integer, Shift As Integer, * As Single, Y As Single)trace = False /当鼠标未按下，则不进展画图计算End SubPrivate Sub Picture1_MouseMove(Button As Integer, Shift As Integer, * As Single, Y As Single)If trace Then /在鼠标

13、移动中，当鼠标按下，画出该点的阻抗圆并进展计算u = *v = YPicture1.ClsDim i, r, a, b, j As SinglePicture1.Scale (-1, 1)-(1, -1)Picture1.Line (-1, 0)-(1, 0), RGB(255, 255, 255)Picture1.Line (0, 1)-(0, -1), RGB(255, 255, 255)Picture1.Circle (0, 0), 1, RGB(0, 255, 255)sb = (1 - (u 2 + v 2) / (1 - u) 2 + v 2)*b = 2 * v / (1 - u

14、) 2 + v 2)q = (1 - u 2 - v 2) / (1 + u) 2 + v 2)w = (-2 * v) / (1 + u) 2 + v 2)t = Sqr(u 2 + v 2)p = (1 + t) / (1 - t)k = 1 / pPicture1.Circle (0, 0), t, RGB(0, 2, 255)Picture1.Circle (u, v), 0.01, RGB(255, 250, 66)Picture1.Circle (sb / (sb + 1), 0), 1 / (sb + 1), RGB(255, 0, 0)Picture1.Circle (1, 1 / *b), Abs(1 / *b), RGB(255, 0, 0)Te*t1.Te*t = uTe*t2.Te*t = vTe*t3.Te*t = sbTe*t4.Te*t = *bTe*t5.Te*t = qTe*t6.Te*t = wTe*t7.Te*t = pTe*t8.Te*t = kIf sb = p Then Te*t9.Te*t = 波腹点 ElseIf sb = k Then Te*t9.Te*t = 波节点 Else Te*t9.Te*t = 一般点End IfEnd IfEnd SubPrivate Sub Te*t10_Change()