北京郵電大學(xué)微波試驗(yàn)報(bào)告材料

1、標(biāo)準(zhǔn)文案信息與通信工程學(xué)院微波仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：序號(hào)：日期：2013年6月9日大全標(biāo)準(zhǔn)文案目錄實(shí)驗(yàn)二分支線匹配器3一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?3二、實(shí)驗(yàn)原理 3三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 3四、實(shí)驗(yàn)步驟 3單枝節(jié)匹配器 3雙枝節(jié)匹配器 9五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 14六、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和解決方法 14實(shí)驗(yàn)三四分之一波長阻抗變換器15一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?15二、實(shí)驗(yàn)原理 15三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 17四、實(shí)驗(yàn)步驟 18五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 29六、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決方法 31實(shí)驗(yàn)六功率分配器32一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?32二、實(shí)驗(yàn)原理 32三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 33四、實(shí)驗(yàn)步驟 34五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 41六、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和解決方法 42實(shí)驗(yàn)心得

2、與體會(huì)43大全標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)驗(yàn)二分支線匹配器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握支節(jié)匹配器的工作原理。2 .掌握微帶線的基本概念和元件模型。3 .掌握微帶分支線匹配器的設(shè)計(jì)與仿真。二、實(shí)驗(yàn)原理支節(jié)匹配器是在主傳輸線上并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娂{（或者串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娍梗?，用附加的反射來抵消主傳輸線上原來的反射波，以達(dá)到匹配的目的。單支節(jié)匹配器，調(diào)諧時(shí)主要有兩個(gè)可調(diào)參量：距離d和由并聯(lián)開路或短路短截線提供的電納。匹配的基本思想是選擇d,使其在距離負(fù)載 d處向主線看去的導(dǎo)納 Y是Y0+jB形式。然后，此短截線的電納選擇為 -jB ,根據(jù)該電納值確定分支短截線的長度，這樣就達(dá)到匹配 條件。雙支節(jié)匹配器，通過增加一個(gè)支節(jié)，改進(jìn)了單支節(jié)匹

3、配器需要調(diào)節(jié)支節(jié)位置的不足，只 需調(diào)節(jié)兩個(gè)分支線長度，就能夠達(dá)到匹配（但是雙支節(jié)匹配不是對任意負(fù)載阻抗都能匹配的， 即存在一個(gè)不能得到匹配的禁區(qū)）。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容已知：輸入阻抗Zin =75 Q負(fù)載阻抗ZL= （64+j35） Q特性阻抗Z0=75Q介質(zhì)基片r=2.55 , H=1mm導(dǎo)體厚度T遠(yuǎn)小于介質(zhì)基片厚度 HL假定負(fù)載在2GHz時(shí)實(shí)現(xiàn)匹配，利用圖解法設(shè)計(jì)微帶線單支節(jié)和雙支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)，假設(shè)雙支節(jié)網(wǎng)絡(luò)分支線與負(fù)載的距離di/4 ,兩分支線之間的距離為 d2/8。畫出幾種可能的電路圖并且比較輸入端反射系數(shù)幅值從1.8GHz至2.2GHz的變化。四、實(shí)驗(yàn)步驟單枝節(jié)匹配器1 .建立新項(xiàng)目，確定項(xiàng)目

4、中心頻率為2GHz根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中的要求計(jì)算出各參量，寫入OUTPUT EQUATION口下圖所示。其中參數(shù)說明如下：zl :負(fù)載阻抗z0:特征阻抗zl:歸一化負(fù)載阻抗T1:負(fù)載處的反射系數(shù)（在圓圖上即為負(fù)載阻抗）zin :輸入阻抗zin1 :歸一化輸入阻抗Tin :輸入阻抗對應(yīng)的反射系數(shù)（在圓圖上即為輸入阻抗）大全標(biāo)準(zhǔn)文案RjR/ Ang 90 DegT1Tin.典？ Mir,Grip M口i6291Mag 0Graph 1EqRpI .匕1Mag 0 256Ang 93 31 DegRj：大圓Rp： 1+jx 圓R負(fù)載阻抗處等反射系數(shù)圓工1二8力貸35z0=75z1=zlfzOt i=(z

5、1 -1 y(z i +1)zin=75zin1:ziril =zihftbTih=(zinl-1/(zin1 + l)steppedfO Pl.d 01)R=TrexpjOtb);Rj=exp(j*b)Rp=0.5*expJirb)-0.5：z1: (0,8533,0.4667)；T1: (-0.0148p.2555)2.將歸一化輸入阻抗和負(fù)載阻抗所在位置分別標(biāo)在Y-Smith導(dǎo)納圓圖上。577,7 Mag 0 2553 Ang -104.8 Deg大全標(biāo)準(zhǔn)文案如上圖所示，Tin為歸一化輸入阻抗（圓心匹配點(diǎn)），T1為負(fù)載阻抗（圖中最上方的點(diǎn)）c3.設(shè)計(jì)單枝節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)，在圖上確定分支線與負(fù)載的

6、距離d以及分支線的長度l所對應(yīng)的電長度，根據(jù) d和l的電長度、介質(zhì)基片的r、H、特性阻抗、頻率用 TXLINE計(jì)算微帶線物理長度和寬度。此處應(yīng)該注意電長度和實(shí)際長度的聯(lián)系（360對應(yīng)二分之一波長）Graph 1RJRp:三砰Mir1即，出喀Mag 0 256Ang 93.31 Deg1Mag 0Ang 90 Deg5777Mag 0 2553Ang -104 8 Deg如圖，先從負(fù)載阻抗處沿等反射系數(shù)圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至1+jx圓上。轉(zhuǎn)過的電長度：93.31- （-104.8 ） /360*0.5=0.275 d/ =0.275然后由1+jx圓上沿電導(dǎo)圓旋轉(zhuǎn)至阻抗匹配點(diǎn)，這時(shí)應(yīng)讀出電納的變化值，如下

7、圖所示:Gr3|ih 198.220 5 39769e-0Q6 b -0.528357可見電納變化為 0.528041。找出圓圖上 b=-0.528041沿等反射系數(shù)圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至該點(diǎn)，讀出旋轉(zhuǎn)的角度。的點(diǎn)，由圓圖上的最左點(diǎn)（短路點(diǎn)）大全315.3Ang 55 7 DegMag 0 256Ang 93.31 DegMag 0Ang 90 Deg577.7Mag 0 2553Ang -104.8 Deg=0.173大全寬度。如圖所示:標(biāo)準(zhǔn)文案如圖，轉(zhuǎn)過的電長度：(180-55.7 ) /360*0.5=0.173 1/根據(jù)轉(zhuǎn)過的角度和介質(zhì)基片的r、H特性阻抗、頻率用TXLINE計(jì)算微帶線物理長度

8、和標(biāo)準(zhǔn)文案4 .畫出原理圖，在用微帶線畫出基本的原理圖時(shí)，注意還要把襯底添加到圖中，將各 部分的參數(shù)填入。注意微帶分支線處的不均勻性所引起的影響，選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ汀? .負(fù)載阻抗選擇電阻和電感串聯(lián)的形式，連接各端口，完成原理圖，并且將項(xiàng)目的頻 率改為 1.82.2GHz。原理圖如下圖所示：其中，MLSC弋表單短截線，MLIN中ID=TL2者代表單短截線距負(fù)載的距離。6 .添加矩形圖，添加測量，點(diǎn)擊分析，測量輸入端的反射系數(shù)幅值。調(diào)諧之前測量結(jié)果如下圖所示：大全標(biāo)準(zhǔn)文案Freqiuency (GHz!1MTE 口D=TLIMLIHIDTL2Wi 437 mmL=2B 14 mniRES C-R1R

9、 OlmRDIDLI L=3JBnHML&C IEXTUW= 1 437 mmL- lSMLINPORTO=TLJPalW-1 437 mill.Z=75 Ohm L=1-Qmin網(wǎng)Schematic 17 .調(diào)諧分支線的長度 l以及與負(fù)載的距離 do只調(diào)節(jié)長度，范圍為 10%,調(diào)諧后使輸入端口的反射系數(shù)幅值在中心頻率2GHz處最低。調(diào)諧之后的原理圖和測量結(jié)果如下圖所示：MSUBH=i mm- T=O.DOSam-iTandzOIEH=12 9DB(|S1,1|)*Copy of Schematic 1大全標(biāo)準(zhǔn)文案雙枝節(jié)匹配器1.建立新項(xiàng)目，確定項(xiàng)目中心頻率為2GHz根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中的要求計(jì)算出

10、各參量，寫入OUTPUT EQUATION口下圖所示。其中參數(shù)說明如下：參數(shù)說明：zl :負(fù)載阻抗z0:特征阻抗zl:歸一化負(fù)載阻抗T1:負(fù)載處的反射系數(shù)(在圓圖上即為負(fù)載阻抗)Tl:負(fù)載阻抗沿等反射系數(shù)圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)d1/1/4電長度后得到的阻抗zin :輸入阻抗zinl :歸一化輸入阻抗Tin :輸入阻抗對應(yīng)的反射系數(shù)(在圓圖上即為輸入阻抗)Rj：大圓Rp： 1+jx 圓R負(fù)載阻抗處等反射系數(shù)圓Rf:旋轉(zhuǎn) /8后的輔助圓Rd:過負(fù)載阻抗的電阻圓z1=zl/z0liJliJuaii,li4zin=75BIB1rBlzin1=zin/z0 zinl: 1Tin=(zin1-1)/(zin1 +

11、1)b=3tepped(012*_PIJ0,01)i I ri r ,i 1RT1*expCb)TI=T1*exp(j*_PI)Rj=exp(j*b)Rp=0.5+exp(j*b)-0.5Rf=0：5，expb)-05jb r bTi/p=0.854Rd=(1 /(1 +p)T exp(j*b)- p/( 1 +p)1:(0,8533,0.4667)T1: (-0,0148,0.2555)2 .將歸一化輸入阻抗和負(fù)載阻抗所在位置分別標(biāo)在Y-Smith導(dǎo)納圓圖上。如下圖所示，歸一化負(fù)載阻抗為T1,將其沿等反射系數(shù)圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)d1 /1/4電長大全標(biāo)準(zhǔn)文案度后得到的阻抗為 Tlo歸一化輸入阻抗等于

12、 0,位于圓圖中心匹配點(diǎn)。EqnRj401 4g 3.44578e-005b 2.17342MinEqnRf316 6 g 0.847661 b 0.463125-E- EqnRpe Eqn Rd-S- Eqn Tli EqnRGruph 1431 4 g 1,9361goe5 b 1 52281166.3 g 1 00002 b-2.172456299 1b 0 00338406323 4 g 0 842356 b 1.98747-a- EqnRjGruph 13- Min431.4193618&O0552281Eqn Rfe Eqn Rd166.3 g 1.00002 b-2 17245士

13、 Eqn Tl401 4g 3.44578氏005 b 2.17342i Eqn R-E- EqnRp3166 g 0.847661 b 0.4631253 .設(shè)計(jì)雙枝節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)，在圖上確定分支線的長度11、12所對應(yīng)的電長度，用 TXLINE計(jì)算微帶線物理長度和寬度。6299 1b 0 0033840632349 0 842356 b 1,98747如圖，先從Tl處（此Tl已是歸一化負(fù)載阻抗 T1沿等反射系數(shù)圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)d1 /1/4電長度后得到的阻抗）沿等電導(dǎo)圓旋轉(zhuǎn)至由1+jx圓逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)/8后得到的輔助圓上。電導(dǎo)的變化值：Y1=1.98747-0.463125=1.524再將輔助圓以及圓

14、上的該點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)/8,回到1+jx圓上。再從該點(diǎn)（圖中最上方點(diǎn)）沿電導(dǎo)圓旋轉(zhuǎn)到圓心阻抗匹配點(diǎn)。電導(dǎo)的變化值：Y2=0-（-2.17245）= 2.17245將Y1和Y2對應(yīng)的電導(dǎo)圓與大圓的交點(diǎn)在圓圖上標(biāo)出。從開路點(diǎn)沿等反射系數(shù)圓順時(shí)針大全標(biāo)準(zhǔn)文案旋轉(zhuǎn)至此二點(diǎn)，如下圖所示，從圖中可看出轉(zhuǎn)過的角度分別為:113.4、130.6。EqnRjGraph 1629Ang -90.11 Deg71Sv.p Mir316.6 Mag 0 2559Ang -85.86 Deg十Eqn R*EqnT(166 3Mag 0 7357Ang 137.4 Deg323.4Mag。7357Ang -132.6 Deg

15、_ Eqn RpEqn RdEqnRf431 4Mag 1Ang -113.4 Deg)*0 001692401 4 Mag 1大全根據(jù)轉(zhuǎn)過的角度和介質(zhì)基片的r、H特性阻抗、頻率用TXLINE計(jì)算微帶線物理長度和寬度。如圖所示:Ang -130.6 Deg標(biāo)準(zhǔn)文案4 .畫出原理圖，在用微帶線畫出基本的原理圖時(shí)，注意還要把襯底添加到圖中，將各 部分的參數(shù)填入。注意微帶分支線處的不均勻性所引起的影響，選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ汀? .負(fù)載阻抗選擇電阻和電感串聯(lián)的形式，連接各端口，完成原理圖，并且將項(xiàng)目的頻 率改為 1.82.2GHz。原理圖如下圖所示：P.- 4+ 口 hrirMl.1 immMl.II-T4

16、3 -U l EEfV* 1 通 T n n其中，MLEF弋表開路線，MLIN中ID=TL2者代表單短截線距負(fù)載的距離。雙支節(jié)網(wǎng)絡(luò)分支線與負(fù)載的距離 di/4 ,兩分支線之間的距離為 d2/8。6 .添加矩形圖，添加測量，點(diǎn)擊分析，測量輸入端的反射系數(shù)幅值。調(diào)諧之前測量結(jié)果如下圖所示：大全標(biāo)準(zhǔn)文案7 .調(diào)諧分支線的長度11、12。只調(diào)節(jié)長度，范圍為10% ,調(diào)諧后使輸入端口的反射大全系數(shù)幅值在中心頻率 2GHz處最低。調(diào)諧之后的原理圖和測量結(jié)果如下圖所示:Tin j*Mnhtrlill: 1 zrj3 mHrm jT：1 81922AFrequency (GHz)標(biāo)準(zhǔn)文案五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析從實(shí)驗(yàn)

17、中可以看出，調(diào)諧是電路設(shè)計(jì)的一個(gè)重要步驟。在調(diào)諧之前，由于在 Smith圓圖 上標(biāo)點(diǎn)時(shí)可能存在一定誤差等原因，中心頻率可能會(huì)有所偏移， 雙枝節(jié)匹配時(shí)偏移比較明顯。調(diào)諧的原因在于：理論和實(shí)際可能存在差距。在調(diào)諧過后，中心頻率達(dá)到理想值，在實(shí)際中會(huì)有比較好的性能。六、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和解決方法1、這個(gè)實(shí)驗(yàn)包括單枝節(jié)和雙枝節(jié)匹配兩部分，設(shè)計(jì)方法和我們在做微波習(xí)題時(shí)所用方 法相似。但是用的是導(dǎo)納圓圖。由于對期中以前的知識(shí)遺忘較多，而且本來對導(dǎo)納圓圖和阻抗原圖之間的關(guān)系等等不熟悉，剛開始時(shí)花費(fèi)了很多時(shí)間研讀實(shí)驗(yàn)教材、回想以前做題的步驟。而且由于疏忽，誤以為圓圖最左方點(diǎn)為開路點(diǎn)，第一次得出的圖不正確。后來

18、改正了錯(cuò) 誤（將開路線改為了短截線），得到了正確的結(jié)果。2、對于如何在圓圖上畫出負(fù)載阻抗點(diǎn)、輸入阻抗點(diǎn)，開始時(shí)我直接畫Rl、Rin ,后來在老師的指導(dǎo)下明白了， 史密斯圓圖上的坐標(biāo)是反射系數(shù)，要標(biāo)阻抗點(diǎn)需要將其先轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的反射系數(shù)。這樣才正確地畫出了各點(diǎn)。關(guān)于如何畫反射系數(shù)圓、電阻圓等，也花了很多時(shí)間思考。不過正是在這個(gè)過程中，我們逐漸熟悉了Microwave Office 的使用及微波電路設(shè)計(jì)方法。大全標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)驗(yàn)三四分之一波長阻抗變換器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握單節(jié)和多節(jié)四分之一波長變阻器的工作原理。2 . 了解單節(jié)和多節(jié)變阻器工作帶寬與反射系數(shù)的關(guān)系。3 .掌握單節(jié)和多節(jié)四分之一波長變阻器

19、的設(shè)計(jì)與仿真。二、實(shí)驗(yàn)原理1、單節(jié)四分之一波長阻抗變換器四分之一波長阻抗變換器是一種阻抗變換元件，它可用于負(fù)載阻抗或信號(hào)源內(nèi)阻與傳輸線的匹配，以保證最大功率的傳輸； 此外，在微帶電路中，將兩不同特性阻抗的微帶線連接 在一起時(shí)為了避免線間反射，也應(yīng)在兩者之間加四分之一波長變阻器。(1)負(fù)載阻抗為純電阻 RL假設(shè)主傳輸線特性阻抗為 Z0,但是Rl Z0,則可以在RL與主傳輸線之間接入一段特性阻抗為乙的四分之一波長的傳輸線，使得該線段輸入?yún)⒖济娴妮斎胱杩古c主傳輸線的特性阻抗相等。這樣就實(shí)現(xiàn)了匹配。根據(jù)傳輸線理論得：Z1 v,RlZ0 o由于無耗傳輸線的特性阻抗 Z。、乙均為實(shí)數(shù)，所以四分之一波長變換

20、器一般用來匹配電阻性負(fù)載。顯然，/4線段只能又頻率 fo得到理想匹配。當(dāng)頻率變化時(shí)，匹配將被破壞，主傳輸線上的反射系數(shù)將增大。當(dāng)f fo時(shí)，主傳輸線在任意頻率下反射系數(shù)的模為:乙1 Zo r Rl Z11 Zo 1 1 Zo(*)定義下列公式為變阻器的中心頻率和相對帶寬:fo (3 f2 )/ 2Wq ( f2 f1 ) / fo式中，f2和f1分別為頻帶的上下邊界，fo為中心頻率， Wq為相對帶寬。假設(shè)m為可容許的最大反射系數(shù)幅值，當(dāng)f f1 3時(shí)，| | m,代入式*中得：arccos 2m 2.,ZoRl,1 m2|RLZ0|由于*式中的響應(yīng)在中心頻率f0處是對稱的，變阻器的相對帶寬近似

21、變?yōu)?大全標(biāo)準(zhǔn)文案Wq2( fofm)f 0再將式*代入上式得:Wq2 - arccosm_ 2Z0RL1 m2 IRLZ0l另外對應(yīng)于頻率fm （對應(yīng)m）的相位 m為：m （m）,因此Wq也可表示為:2 foWq=2（2）負(fù)載阻抗為復(fù)數(shù)ZL我們知道實(shí)現(xiàn)匹配之前線上會(huì)存在駐波。在電壓波腹和波節(jié)位置的輸入阻抗為純電阻，他們分別是RmaxZo, RmZ0 / ，其中為駐波比。這時(shí)可以把電壓波節(jié)處的輸入阻抗作為等效負(fù)載阻抗，即：乙.Z0Z0/一乙，1/而將一變換器接在電壓波節(jié)位置（離負(fù)載Lm處），也可把電壓波腹的輸入阻抗作為等4效負(fù)載阻抗，求得ZiZ0Z0Z。而將一變換器接在電壓波腹處（離負(fù)載ln處

22、）。42、多節(jié)四分之一波長阻抗變換器單節(jié)四分之一波長變阻器是一種簡單而有用的電路，其缺點(diǎn)是頻帶太窄。為了獲得較寬 的頻帶，可以采用雙節(jié)或多節(jié)阻抗變換器。如下圖所示，連接處駐波比Pi，P u ，PxM反射系數(shù)r1T事，rw+J圖中顯示了 N節(jié)阻抗變換器，Z0,Zi,Z2, Zn為各節(jié)的特性阻抗， Zn1為負(fù)載阻大全標(biāo)準(zhǔn)文案抗，并假設(shè)Zn1 Zn Zn1,Z2乙Z0,每節(jié)點(diǎn)長度均為l, l為在中心頻率處四分之一波長。設(shè)計(jì)多節(jié)四分之一波長變阻器時(shí)，響應(yīng)。兩種設(shè)計(jì)方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),通常采用二項(xiàng)式(最平坦)相應(yīng)和切比雪夫(等波紋)二項(xiàng)式阻抗變換器具有最平坦的通帶特性，而工作帶寬較切比雪夫變換器窄；

23、與二項(xiàng)式阻抗變換器相比, 紋為代價(jià)而得到最佳帶寬的。(1)二項(xiàng)式多節(jié)阻抗變換器二項(xiàng)式多節(jié)阻抗變換器的近似設(shè)計(jì)公式：切比雪夫阻抗變換器是以通帶內(nèi)的波式中,lnRZnn 0,1,2,., N卜面討論二項(xiàng)式變阻器的帶寬：WqCnN(N1 arccos 一2N!n)! n!1/N|A| arccos2 |A|1/ N m(2)切比雪夫多節(jié)阻抗變換器按切比雪夫多項(xiàng)式變化。切比雪夫阻抗變換器的設(shè)計(jì)方法是：使它的反射系數(shù)的模隨R,附錄6中給出了切比雪夫阻抗變換器的設(shè)計(jì)表格，其中R為阻抗比，R -L, n為節(jié)數(shù)。Zo 1-注意表中給出的是駐波比，帶內(nèi)最大駐波比與反射系數(shù)的模的關(guān)系為：m 1-mo當(dāng)阻1 m抗比

24、R和相對帶寬 Wq 一定時(shí)，節(jié)數(shù)越多，帶內(nèi)最大的駐波比越??；同理當(dāng)阻抗比R和帶內(nèi)最大的駐波比一定時(shí)，變阻器的帶寬越寬，所需節(jié)數(shù)越多。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)已知：負(fù)載阻抗為純電阻Rl=150 ,中心頻率fo=3GHz,主傳輸線特性阻抗Z0 =50 ,介質(zhì)基片r=4.6 ,厚度H=1mm最大反射系數(shù)模不應(yīng)超過0.1 ,設(shè)計(jì)1、2、3節(jié)二項(xiàng)式變阻器以及 3節(jié)切比雪夫阻抗變換器，在給定的反射系數(shù)條件下比較它們的工作帶 寬，要求用微帶線形式實(shí)現(xiàn)。(2)已知負(fù)載阻抗為復(fù)數(shù)：ZL= (85-j45 ),中心頻率f0=3GHz,主傳輸線特性大全標(biāo)準(zhǔn)文案阻抗Z0=50,在電壓駐波波腹或波節(jié)處利用單節(jié)四分之一波長阻抗

25、變換器，設(shè)計(jì)微帶線變阻器，微帶線介質(zhì)參數(shù)同上。四、實(shí)驗(yàn)步驟(1)對于純電阻負(fù)載, 特性阻抗：根據(jù)已知條件,確定單節(jié)和多節(jié)傳輸線的特性阻抗及相對帶寬。單節(jié):乙RlZ。86.61二節(jié):2c2lnR Zoln 2 2Zi2C；解得:Z165.8Z2113.96lnZ3c03ln0ZolnZC131nRlZ0ln馬Z2C31nRlZ0解得:57.36Z286.60Z3130.75相對帶寬:單節(jié):RlZ0Z0150500.25二節(jié):150 50Wq一arccos 一21/N m|A|1/1RlZoRlZo2150 50150 50一arccos 一20.1|0.25|0.2550.125Wq1 arcc

26、os 一21 /N m|A|1 /2一 arccos 一20.10.432RlZoRlZo3150 500.0625150 501/N| 0.22511 /3Wqarccos 一 22 - arccos 一20.1|0.0625|0.795(2)根據(jù)各節(jié)傳輸線的特性阻抗，利用TXLINE計(jì)算相應(yīng)微帶線的長度及寬度。每段變阻器的長度為四分之一波長(在中心頻率)，即l g0/4,go為對應(yīng)頻率fo處微帶線的等效波長。計(jì)算結(jié)果如下：一節(jié)：Z0=50 Z1=86.61大全標(biāo)準(zhǔn)文案Z L W5013.251.89986.61 13.830.627915014.310.1029二節(jié)：Z0=50 Z1=65

27、.8 Z2=113.96 Z3=150Z L W5013.251.89965.813.551.153113.9614.10.28715014.310.1029三節(jié)：Z0=50 Z1=57.36 Z2=86.60 Z3=130.75 Z4=150Z L W5013.2541.896857.3613.41.494686.6013.830.628130.7514.2160.1782215014.3140.10292(3)對于復(fù)數(shù)負(fù)載Zl,根據(jù)負(fù)載阻抗Zl、特性阻抗Z0,計(jì)算歸一化負(fù)載阻抗和反射系數(shù)，將負(fù)載反射系數(shù)標(biāo)在 Smith圓圖上，從負(fù)載點(diǎn)沿等駐波系數(shù)圓向源方向旋轉(zhuǎn)，與Smith圓圖左半實(shí)軸交點(diǎn)

28、，即電壓駐波波節(jié)處，旋轉(zhuǎn)過的電長度為Lm，計(jì)算變換器的特性阻抗；向源方向旋轉(zhuǎn)與 Smith圓圖右半實(shí)軸交點(diǎn)，即電壓駐波波節(jié)處，旋轉(zhuǎn)過的電長度為LN，計(jì)算變換器的特性阻抗。在OUTPUT EQUATION輸入以下公式：ZL=85-j*45iiiiniZ0=50!HIIzl=ZL/Z0b=stepped(0J2*_PI,0.01)TL=(ZL-ZO)/(ZL+ZO)IhdI -1i4BhT=TL*exp(j*b)其中TL為負(fù)載反射系數(shù)，T為過此點(diǎn)的等反射系數(shù)圓。標(biāo)在圓圖上如下圖所示。分別從負(fù)載處沿等反射系數(shù)圓旋轉(zhuǎn)到電壓波節(jié)和波腹點(diǎn)，即圓圖最左和最右方的兩個(gè)點(diǎn)。轉(zhuǎn)過的電長度 Lm 和 Ln 對應(yīng)的角

29、度分別為：180-33.69=146.31 、360-33.69=326.31 。大全標(biāo)準(zhǔn)文案374 1 Mag 0.4006Ang -179 9 DegGraph 1二 NJ 口然后可以從下圖中讀出二者的歸一化阻抗值(即實(shí)軸上兩點(diǎn)的歸一化阻抗)Sivp Min1-EqnTL-i- EqnT59.89Mag 0 4006Ang 0 05138 Deg1Mag 0 4006 Ang -33.69 Deg在要匹配的負(fù)載:-j Mbk59 89r 2.33675x0.002CX)Q02Graph 1二呻 M i1374.1 r0 427944x -0 000428932EqnT1 r1.7x -0.

30、9反歸一化得： Rm =0.427*50=21.35Rn =2.3368*50=116.84 。利用 R 和 Z0,代入單節(jié)四分之一波長變換器的公式中，可得：Zim . Rm Zo32.67 Zin. RnZ。76.43(4)根據(jù)傳輸線的特性阻抗，利用TXLINE計(jì)算相應(yīng)微帶線的長度及寬度，以及對應(yīng)電長度為Lm、Ln的微帶線長度。大全標(biāo)準(zhǔn)文案如上圖所示，對于四分之一波長變換器，將算出的特性阻抗Zm、Zm和90度的電長度輸入TXLINE中進(jìn)行計(jì)算。對于電長度為LM、LN的微帶線，將電長度 LM、LN和50 的特性阻抗輸入TXLINE中進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如下：電壓駐波波節(jié)處的一組解：Z deg W

31、 L50901.898613.25432.67 903.63712.835073.1551.898610.773電壓駐波波腹點(diǎn)處的一組解：ZdegW L50901.898613.25476.43 900.8418613.70650163.1551.898624.027(第一行為第一節(jié)微帶線，只是為了提供與Zo的接口；第二行為四分之一波長變換器，其電長度為90度，特性阻抗是根據(jù)公式計(jì)算所得；第三行為第三節(jié)微帶線，目的是將復(fù)數(shù) 負(fù)載轉(zhuǎn)化為實(shí)數(shù)負(fù)載，因此電長度為在Smith圓圖上轉(zhuǎn)過的電長度，特性阻抗與傳輸線的特 性阻抗相同。)(5)在Microwave Office下完成單節(jié)變阻器、二項(xiàng)式多節(jié)變阻

32、器原理圖，要考慮微帶 線的不均勻性，選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ?，如微帶線阻抗跳變點(diǎn)處。如圖所示，分別為單節(jié)、二項(xiàng)式二節(jié)、二項(xiàng)式三節(jié)變阻器、復(fù)數(shù)負(fù)載時(shí)的單節(jié)變阻器原理圖：單節(jié)：大全標(biāo)準(zhǔn)文案_ MUN . . . . WHIM - - WLIh PQR IT,I D=TL6,110ID =TL2 ,1 , 1D=TLBPlWBT.SfiS mm - IMSTEP1G279 mm MSTEPS W 1029 mmZ=60 Ohm, L=13.25 mm“ ID-TL4- 1 11L-13,Q3 mmbID=TJr 1 L=14,3Irrm 1POPT P=2 ，Z=1S0 OrimMSUIB，.EF4.0-H=

33、1 mm - - - -， 1=0,001 -mm -T”出口r 1 1 1 EiNom=J2l5 HsmeSUBI節(jié)二項(xiàng)式:IDIU.MUN in 7,lb sVU.-Ta-ndO -EiNer*12.0M?TEPt ID=7UMLIM TLF m=-2GT 4T in Lj rrtin. 口 _ll PORT - M3 -.2*150 Kf三節(jié)二項(xiàng)式:大全-uflLIhPO Rl 4 , I0eTM -MUM-* , 1,1 ID*TL3, ,MWEFg - W* 1-.-95inimI口TLd ： . . L=ia.4mmi窄 U , 1 1 - - - IEr-4.ft- - Mi 1

34、.PC.xinmiFh 0N 1= - - I srd-iO - ,CrfUin* 12.&, Wa m與= Ufi 1 1工*MLINMLIINIDTL71 * 111,b ,1 , i,11,-和小J 川 EErIjl3irEFS，冒入口制EE:-L= 1 0 BJ mm.-U= TL2 -L二 14 i12EE.7:;TEF：9:TL9.Z= 15ft QhE 、標(biāo)準(zhǔn)文案單節(jié)復(fù)數(shù)負(fù)載:Grflpk 2Frequency iGHz.Grtiph 2FrequencyGHz)二項(xiàng)式二節(jié)1JD*Schematic i(6)在Proj下添加圖，測量反射系數(shù)。分別測量結(jié)果如下(調(diào)諧前)：單節(jié)：oe

35、 1:1H，”一 山4 fiLd -kL e WOtaW f iL節(jié)二項(xiàng)式: MLIFJPORT IITtC- B r - r 1 -p=i - - -wr = i,300 -mm - uigTEPq - -3D Ohn L=13.ZD -nmi -llP = -1Lq- * kU9 r p r ，EjSRQ- - -1=1 m- m- -6 1=O.DD1 WE - .- B R jjlB B H-nd=O - - -IE rK e m=-42.D - - - Hum3古U自力-Dis|i.iir21 Schematic 1Frequency cGHz)ULIM O = Tt2s JM =尋 nmiL=1lg.4Bl ffum造TEP，L=l_U4Tlhitih-m=Ti5- -W*1百帕mm L-u.19 mmLn-IU： ILIMIL網(wǎng) rii=L7-L J.NIrftNIDcTlL?*1.如 mm1_13胃4命前M5TEP5IATLJ - -MUH 、 ID-TL0 .網(wǎng)三0.1 :官rt mL=l4.c 廝mNSUB-d.E-申1