微波技术虚拟实验报告贾文凯02113003

微波技术虚拟实验题目微波低通滤波器学院电子工程学院专业信息对抗技术学生姓名贾文凯02113003导师姓名张老师试验8微波低通滤波器设计要求设计一个切比雪夫微波低通滤波器，技术指标为：截止频率，在通带内最大波纹，小于；在阻带频率处，阻带衰减不小于。输入、输出特性阻抗。方法1（必做）：用微带线实现，基片厚度，，相对介电常数；高阻抗线特性阻抗，低阻抗线。方法2（选做）：用同轴线实现，其外导体直径为；高阻抗线特性阻抗；低阻抗线内、外导体间相对介电常数，低阻抗线。确定滤波器的结构尺寸，测量滤波器的参数、。进行适当调节，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。实验仪器硬件：PC机软件：MicrowaveOffice软件设计步骤确定原型滤波器画出原型滤波器，将电路图上方的变量名C0改为Ca，变量名C1改为Cb，相应地，将电路图中位于两侧的电容的数值改为“C=CapF”，居中电容的数值改为“C=CbpF”。设置工程的工作频率。分析得滤波器响应图。优化。重新设置优化目标：即时，，；时，。优化后的参数值填入表1各电路图如下：图1原型滤波器电路图图2优化结束后的原型滤波器电路图图3测量结果各个已优化的参数为：表1原型滤波器参数表元件IDC1(pF)C2(pF)C3(pF)L1(nH)L2(nH)元件变量CaCbCaL0L0优化值1.8293.1371.8294.7014.701实验数据记录计算滤波器的实际尺寸微带线结构①高阻抗线已知条件：，，，，阻抗，计算得、计算高阻抗线的长度（手算）；②低阻抗线已知条件：，，，，阻抗，计算得、计算低阻抗线的长度（手算）；式中，、、即为原型滤波器中的优化变量，仅为数值，不带单位。计算结果的单位是微米。计算结果如下表所示：表2微带线结构参数W(um)、(um)、(um)(um)高阻抗线92.41995.376065738.16\\低阻抗线8429.867.83071\1842.883229.056完成电路，测量个特性指标微带线结构所需元件：MLIN，PORT，MSUB（参数为，，）同轴线结构所需元件：COAXP2，PORT。工作频率（，阶长0.01）保持不变，依次画电路图、添加图表、添加测量项（单位dB）。全部完成后分析电路，观察所得曲线。若性能不符合指标要求，还需要对实际结构的滤波器进行优化。将各高、低阻抗线的长度设为可优化参数，再重新添加优化项目。优化目标、优化方法与原型滤波器的完全相同。优化电路，直到各项参数符合指标要求。微带线结构滤波器原理图：图3微带线结构滤波器原理图微带线结构滤波器测量图：滤波器的2维布线图：结果分析在本次试验中，我们通过先用MicrowaveOffice软件来确定原型滤波器，在软件中按照要求来一步步完成单枝节匹配图和双枝节匹配图，从而得到其仿真结果，再在仿真结果中设置优化目标和优化参数，选取所有变量，执行优化。优化完成后，得到其参数。本次实验优化结果所需要的要求条件基本达到，在误差允许范围内符合设计要求。其不足之处在于部分未能优化到最优，这也正是造成误差的地方之一。实验总结软件的主要功能本次试验所用的软件主要为实验室自行开发传输理论CAI软件和美国AWR公司开发的MicrowaveOffice软件。这两中软件各有优缺点二者结合使用来更好地完成我们这次实验的实验要求。两种软件的的功能如下：传输线理论CAI软件：该软件为实验室自行开发、设计的计算机辅助教学软件，分为传输线波形演示和圆图应用两大部分。传输线波形演示部分用于演示各种传输线的波形变化情况：圆图应用部分主要用于演示和计算一些经典例题，这种软件让我们更好的对微波技术虚拟实验有了更好的认识，为我们以后的学习打下一定的基础。MicrowaveOffice是有美国AWR公司开发的，进行射频、微波电路设计及仿真的专业软件。它可以进行微波电路的线性、非线性仿真及电磁仿真，对电路进行分析、优化，还可以将原理图转换为布线图，最后生成印制线路板图。这种软件通过我们的实体操作和对实验的优化调节来满足实验结果的各项要求，是一项比较全能的软件，且操作过程简单易懂，对于我们的学习来说比较使用。我们的实验内容在规定教学课时内完成了实验1到实验8的所有实验，其中重点完成实验8。通过对实验1到8的完成，对虚拟技术微博实验有了进一步的了解。通过传输线理论CAI软件和美国AWR公司开发的MicrowaveOffice软件这两种软件的学习，对微波技术虚拟实验要了一定的了解，对相关知识有了进一步的了解，同时自己的实践能力有了很大提高。提高和不足之处通过8个实验的学习和实践。我发现自己对微波技术虚拟实验有了进一步的了解，同时学会了对两款软件的应用。不足之处是我对理论知识的理解还有一定欠缺，同时自己的动