微波技术虚拟实验报告

设计要求设计一个切比雪夫式微波低通滤波器，技术指标为：截止频率=2.2GHz，在通带内最大波纹=0.2dB，小于-16dB；在阻带频率=4GHz处，阻带衰减不小于30dB。输入、输出端特性阻抗。用同轴线实现，其外导体直径为；高阻抗特性阻抗；低阻抗线内、外导体间相对介电常数，低阻抗线特性阻抗。确定滤波器的结构尺寸，测量滤波器的参数、，进行适当调整，使之达到最佳。记录滤波器的最终结构尺寸，总结设计、调节经验。二、实验仪器硬件：PC机软件：MicrowaveOffice软件设计步骤1.确定原型滤波器启动软件中Wizard模块的AWRFilterSynthesisWizard（AMR滤波器综合向导）功能，输入各项技术指标，即自动生成原型滤波器的原理图。具体电路如下所示：图1——原型滤波器电路图由于默认的优化目标与实验要求指标不同，必须自行重新设置，即f<2.2GHz时，<-16dB,>-0.2dB；f>4GHz时，<-30dB；目标设定完成后再进行优化。优化结束后，即得到原型滤波器的各个已优化的参数值。计算滤波器的实际尺寸微带线结构①高阻抗线先计算高阻抗线的宽度。已知条件：，，H=800um，T=10um，阻抗，计算得W,；再计算高阻抗线的长度：②低阻抗线先计算低阻抗线的宽度。已知条件：，，H=800um，T=10um，阻抗，计算得W,；再计算低阻抗线的长度：注意：计算公式中的L0、Ca、Cb即为原型滤波器的优化参数，仅为数值，不带单位！计算结果的单位为微米。将结果填入表2。得到各个参数后，即可得到微带线结构滤波器原理图：图2——微带线结构滤波器原理图电路中的参数均可由上公式算出。实验数据记录表1——原型滤波器参数元件IDC1（pF）C2（pF）C3（pF）L1（nH）L2（nH）元件变量CaCbCaL0L0优化值1.7883.0581.7884.7474.747表2——微带线结构参数W（um）高阻抗线92.41995.376075794.32低阻抗线8429.867.830711916.853278.37原型滤波器仿真结果：图3——原型滤波器仿真结果（优化后）微带线结构滤波器仿真结果：图4——微带线结构滤波器仿真结果（优化后）五、结果分析首先对原型滤波器仿真结果完全符合预期要求。而在自行绘制的原理图中，即图4中，我们可以清楚地看到，其实际指标与所要求的指标均有较大差距，滤波器在高频段不能很好的达到设计要求，虽然这个结果在允许范围内，但还是希望能分析出真正原因。六、实验总结在本次微波技术虚拟实验的过程中，自己首次接触了微波领域一个专业软件——MicrowaveOffice。在系列实验中，通过视频教程和实验报告手册的双重学习基本学会了利用MicrowaveOffice软件进行一些简单的电路设计并对其进行分析，对其中的常用的功能都有了一定的掌握和了解。实验中使用的“传输线理论CAI软件”虽然功能较为单一，但是使用起来很方便，能有效的解决实验中出现的数值计算问题。实验中用到的“传输线理论CAI软件”主要用于计算单支节匹配和双支节匹配下支节的位置和长度；也可以直观的观察入射波与反射波的波形变化。虽然功能较为单一，但使用起来简单方便，能够有效地解决实验过程中遇到的数值计算问题。在整个实验的学习过程中，进行了整流器非线性分析、放大器非线性分析、螺旋电感的电磁分析、集总元件滤波器、功率分配器、阻抗变换器、阻抗调配器以及最后的微波低通滤波器的设计分析。是自己对于微波课程上设计的一系列的概念有了深入的了解。希望以后增加实验课时，多讲述一些实例，多与实际相结合，以帮助学生更好的使用这款软件。微波技术虚拟实验报告