微波工程cad期末設(shè)計報告1

1、電 子 科 技 大 學UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA微波工程CAD期末設(shè)計報告設(shè)計題目：矩形波導到微帶的轉(zhuǎn)換電路姓 名：學 號：專 業(yè)：電子與通信工程學 院：物理電子學院授課教師：賈寶福Ka波段波導-微帶轉(zhuǎn)換電路摘 要:本文在了解矩形波導、微帶線的傳輸理論及分析了Ka波段波導-微帶轉(zhuǎn)換電路的特性后，利用HFSS仿真軟件對它進行仿真并優(yōu)化，設(shè)計出了Ka波段波導-微帶轉(zhuǎn)換電路。滿足實驗要求：在Ka頻段26.5GHz40GHz內(nèi)的輸入/輸出駐波比1.2，插入損耗1.0dB。關(guān)鍵詞：Ka波段，微帶線，矩形波導，HFSS，

2、轉(zhuǎn)換電路Abstract：After the understanding about the transmission theory of rectangular waveguide and micro-strip line and the analysis of the speciality of Ka-band waveguide micro-strip transform circuit, this paper will design the Ka-band waveguide micro-strip transform circuit by the simulation and opt

3、imization of HFSS. It meets the requirements: the input/output standing wave ratio is 1.2 within the Ka frequency range 26.5GHz40GHz and the insertion loss is 1.0dB.Key word：Ka-band，Micro-strip, Waveguide, HFSS , Transform circuit1. 引言波導-微帶轉(zhuǎn)換電路是各種雷達、通訊、電子對抗等系統(tǒng)中最重要的一種無源轉(zhuǎn)接過渡，又是各系統(tǒng)的重要組成部分，它性能的好壞直接影響系統(tǒng)的

4、性能。隨著微波集成電路的發(fā)展，微帶線又是微波、低頻段毫米波電路的主要傳輸線，而實現(xiàn)波導-微帶的過渡就成了人們?nèi)找骊P(guān)注的問題。本文分析了Ka波段波導-微帶探針轉(zhuǎn)換的微波特性，設(shè)計了寬頻帶Ka 波段波導微帶轉(zhuǎn)換器，并用HFSS軟件對它進行仿真分析和驗證，其仿真結(jié)果達到理想中的預期值。2. 特性分析及設(shè)計思路2.1 矩形波導的傳輸理論在矩形波導中最低次模是模，它的各場表達式為： （1）由決定的頻率稱為截止頻率，用表示；相應(yīng)的波長稱為截至波長，用表示。對于矩形波導中的模，求得其截至波長為： （2）波導中某傳輸模相鄰兩同位面之間的軸向距離稱為該模的波導波長，用表示為： （3）波導中的波型阻抗簡稱為波阻抗

5、，定義為該波型的橫向電場與橫向磁場之比，即： （4）2.2 微帶線的傳輸理論微帶線是一種雙導體傳輸系統(tǒng)，它可以看成是由雙導線演變而成的。假如微帶線的中心導體帶與接地板之間沒有介質(zhì)，或者整個微帶線由一種均勻介質(zhì)包圍，則可以傳輸TEM模。但是，微帶線中有兩種介質(zhì)，導體帶上面我空氣，導體帶下面為介質(zhì)基片，存在著空氣-介質(zhì)分界面，這種混合介質(zhì)系統(tǒng)給微帶的分析和設(shè)計帶來了一定的復雜性。微帶線中空氣-介質(zhì)分界面的存在，也使微帶結(jié)構(gòu)中不可能存在純TEM模。經(jīng)分析我們可以知道，微帶線結(jié)構(gòu)中模式的非TEM性質(zhì)，是由于空氣-介質(zhì)界面處的邊緣場分量和引起的，而與導體帶下面基片中的場量相比，這些邊緣場分量很小，所以微

6、帶中模的特性與TEM模相差很小，稱之為準TEM模2.3 設(shè)計思路波導與微帶的過渡，類似于波導到同軸的轉(zhuǎn)接，也就是微帶插入波導形成探針。由電磁理論知：任意一個沿探針方向的具有非零電場的波導模在探針的表面激勵起電流，根據(jù)互易定理，當微帶線上準TEM 模向波導入射時產(chǎn)生的電流也同樣激勵起波導模。為了與矩形波導的主模TE10 耦合最緊，根據(jù)波導與微帶模式電場場分布的特點，微帶線作為探針從波導的寬邊中心插入，置入TE10 模電場強度的最大處。由于探針的末端電流為零，故對于細的微帶探針來說，假設(shè)其 電流是均勻按正弦駐波分布，探針電流是無限細的線電流形式： （5）其中d為探針插入深度，可以由此求出微帶底部的

7、輸入電阻： （6）式中為輻射到波導的功率，為高次模激勵的存在于探針周圍所儲的無功能量的凈時間平均值。用已求得的，可得探針的輻射電阻： （7）同理，可得TE10模對總的輸入電抗： （8）從式（3），（4）可看出：、隨參數(shù)L（短路活塞的位置）、d （探針插入的深度）的變化而變化，通過調(diào)整使其等于微帶的特性阻抗，并調(diào)整以抵消激勵高次模的電抗，這樣使探針在波導內(nèi)處于最大電壓，即電場最強的波腹位置，同時波導終端短路長度取 / 4，因為終端短路后，波導內(nèi)形成駐波，波節(jié)間距離為 / 2，取 / 4的短路長度，以達到盡量高的耦合效率, 使其傳輸?shù)墓β蔬_到最大值。在探針耦合設(shè)計中，探針的輸入阻抗是探針寬度、長度

8、、波導終端短路距離以及頻率的函數(shù)，由于探針過渡具有容性電抗，用一段高感抗線抵消其電容效應(yīng)，這樣可以減小插損，但頻帶的寬度相應(yīng)地減小了，然后可以利用四分之一阻抗變換器實現(xiàn)與50 標準微帶線的阻抗匹配。3 仿真分析和實驗研究根據(jù)以上特性分析，對探針方向與波傳播方向垂直的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進行電磁仿真，采用HFSS仿真軟件建立仿真模型。其整體結(jié)構(gòu)見圖1 所示。圖 1設(shè)計中所采用的波導為BJ320型號標準矩形波導，其尺寸為，。對波段，中心頻率，其波長為，故四分之一波長為。將波導一端短路，設(shè)置探針距離波導短路面的初值為。微帶線介質(zhì)基片采用Duroid 5880，厚度為，介電常數(shù)，微帶線導體帶設(shè)置為厚度為的理想導體

9、（PEC）邊界。微帶線上的空氣腔體的高度大于5倍介質(zhì)基片厚度，寬度大于5倍微帶線導體帶的寬度。為了方便測試，這里采用阻抗為50歐姆的微帶線，經(jīng)過AWR的計算，50歐姆的微帶線導體帶的寬度為。設(shè)計模型如圖2:圖2參數(shù)掃描結(jié)果如下:圖3 插入損耗圖4 駐波比優(yōu)化設(shè)計:優(yōu)化結(jié)果如下:圖5 插入損耗圖6 駐波比設(shè)計結(jié)果分析：通過多次仿真計算結(jié)果表明，探針長度及寬度對過度帶的S11系數(shù)有影響，原因如下：第一，探針對1/4短路面形成的駐波耦合大小的變化，使得探針寬度影響耦合量，通過優(yōu)化得出結(jié)果。第二，高阻線的寬度也對設(shè)計的S11參數(shù)有影響，從本結(jié)構(gòu)的仿真過程來看，寬度越窄，對S11的參數(shù)越好，限于工藝考慮

10、，也有一限度。最后一段過渡段的寬度是中間的轉(zhuǎn)換，應(yīng)與最后的微帶形成良好過度，達到低反射的效果。因為在橫向過度的尾部會不平滑會導致反射系數(shù)增大，所以，采用了雙圓弧過度，從優(yōu)化結(jié)果上看，這是可行的。本設(shè)計實際上是一個阻抗匹配問題。通過本次設(shè)計，知道理論基礎(chǔ)跟不上，有待加強。【附加公文一篇，不需要的朋友可以下載后編輯刪除，謝謝】關(guān)于進一步加快精準扶貧工作意見為認真貫徹落實省委、市委扶貧工作文件精神，根據(jù)關(guān)于扎實推進扶貧攻堅工作的實施意見和關(guān)于進一步加快精準扶貧工作的意見文件精神，結(jié)合我鄉(xiāng)實際情況，經(jīng)鄉(xiāng)黨委、政府研究確定，特提出如下意見：一、工作目標總體目標：“立下愚公志，打好攻堅戰(zhàn)”，從今年起決戰(zhàn)三

11、年，實現(xiàn)全鄉(xiāng)基本消除農(nóng)村絕對貧困現(xiàn)象，實現(xiàn)有勞動能力的扶貧對象全面脫貧、無勞動能力的扶貧對象全面保障，不讓一個貧困群眾在全面建成小康社會進程中掉隊?？傮w要求:貧困村農(nóng)村居民人均可支配收入年均增幅高于全縣平均水平5個百分點以上，遏制收入差距擴大趨勢和貧困代際傳遞；貧困村基本公共服務(wù)主要指標接近全縣平均水平；實現(xiàn)扶貧對象“兩不愁三保障”（即：不愁吃、不愁穿，保障其義務(wù)教育、基本醫(yī)療和住房）。年度任務(wù)：20152017年全鄉(xiāng)共減少農(nóng)村貧困人口844人，貧困發(fā)生率降至3%以下。二、精準識別（一）核準對象。對已經(jīng)建檔立卡的貧困戶，以收入為依據(jù)再一次進行核實，逐村逐戶摸底排查和精確復核，核實后的名單要進行

12、張榜公示，對不符合政策條件的堅決予以排除，確保扶貧對象的真實性、精準度。建立精準識別責任承諾制，上報立卡的貧困戶登記表必須經(jīng)村小組長、掛組村干部、掛點鄉(xiāng)干部、鄉(xiāng)領(lǐng)導簽字確認，并作出承諾，如扶貧對象不符合政策條件愿承擔行政和法律責任，確保貧困戶識別精準。（二）分類扶持。通過精準識別建檔立卡的貧困戶分為黃卡戶、紅卡戶和藍卡戶三類，第一類為黃卡戶，是指有勞動能力，家庭經(jīng)濟收入在貧困線邊緣的貧困戶；第二類為紅卡戶，是指有一定的勞動能力，家庭貧困程度比較深的貧困戶；第三類為藍卡戶，是指年老體弱或因病因殘喪失勞動能力的貧困戶和五保戶。優(yōu)先扶持黃卡戶，集中攻堅扶持紅卡戶脫貧，對藍卡戶則通過保障扶貧來保障其基

13、本生活。（三）掛圖作業(yè)。根據(jù)貧困戶的實際情況，分三年制定脫貧規(guī)劃。鄉(xiāng)里將根據(jù)各村情況對每年精準脫貧任務(wù)落實到戶到人，建立臺賬，并用圖表標注清楚，掛圖作業(yè)，脫貧一戶銷號一戶，做到“貧困在庫，脫貧出庫”。三、精準施策針對貧困村和建檔立卡貧困戶的實際情況，分清類別，分類施策，強化措施，扎實推進各項扶貧政策落實到實處。在抓好貧困村公共設(shè)施和服務(wù)方面的建設(shè)同時要抓好對貧困戶的幫扶，做到精準施策。（一）推進基礎(chǔ)設(shè)施扶貧1對“十三五”扶持貧困村25戶以上的所有自然村，由規(guī)劃所牽頭負責進行村莊建設(shè)規(guī)劃。2重點解決“最后一公里”的問題。著力解決貧困群眾最需要、最期盼的交通、電力、水利、就醫(yī)就學等方面“最后一公里

14、”的問題，讓貧困群眾享受均等的基本公共服務(wù)。到2015年完成2個貧困村25戶以上自然村水泥路建設(shè)，確保到2016年底新一輪貧困村中25戶以上自然村全部通水泥路；在調(diào)查摸底和充分征求意見的基礎(chǔ)上，確保到2016底全面完成農(nóng)村貧困戶土坯房和危舊住房的改造任務(wù)；灌溉渠系建設(shè)和小山塘除險加固改造主要傾向貧困村，提高灌溉能力，到2017底基本解決貧困村農(nóng)村居民飲水安全和生產(chǎn)用水困難問題；每年安排貧困村至少一個“一事一議”項目，以幫助解決路、橋、水等問題。（二）推進產(chǎn)業(yè)扶貧1培育壯大特色富民產(chǎn)業(yè)。大力發(fā)展高產(chǎn)油茶、白蓮、等特色種植業(yè)和特色養(yǎng)殖業(yè)，鼓勵支持貧困戶依據(jù)當?shù)刭Y源稟賦發(fā)展“一村一品”富民特色產(chǎn)業(yè)。

15、為貧困戶發(fā)展種養(yǎng)業(yè)優(yōu)先立項和優(yōu)先提供苗木和種苗。每年通過產(chǎn)業(yè)扶持貧困戶50戶以上，到2020年有勞動能力的貧困戶每戶都有一個長效增收的主業(yè)。鄉(xiāng)財政籌集資金，重點打造空坑XX扶貧產(chǎn)業(yè)帶，帶動全鄉(xiāng)貧困群眾發(fā)展扶貧產(chǎn)業(yè)。2籌集精準扶貧到戶資金?？h鄉(xiāng)籌集精準幫扶到戶資金，對貧困戶發(fā)展產(chǎn)業(yè)給予獎補，或提供小額貸款擔保、貼息、補助農(nóng)業(yè)保險，以及提供信息、技術(shù)、服務(wù)等?？h財政每年從產(chǎn)業(yè)扶貧資金中，切出一半以上用于精準扶貧到戶，發(fā)展了扶貧產(chǎn)業(yè)的貧困戶，經(jīng)驗收合格后每戶獲得一次性扶持資金5000元，按規(guī)劃分批實施，5年內(nèi)全覆蓋；另外切除部分資金，用于貧困戶精準扶貧發(fā)展產(chǎn)業(yè)貸款貼息。3積極探索“四位一體”的產(chǎn)業(yè)扶

16、貧新模式。指導貧困村選擇一個適合當?shù)匕l(fā)展的高效產(chǎn)業(yè)；組建一個支撐有力的合作組織；設(shè)立一個產(chǎn)業(yè)貸款風險補償金，為條件成熟的貧困村安排20萬元產(chǎn)業(yè)扶貧專項資金，作為貧困戶產(chǎn)業(yè)發(fā)展貸款風險補償金，由合作商業(yè)銀行按1：8放貸；創(chuàng)建一個部門配合的幫扶機制，縣委農(nóng)工部、縣農(nóng)業(yè)局、縣林業(yè)局、縣蔬菜局等相關(guān)部門在貧困村產(chǎn)業(yè)選擇、合作社組建、技術(shù)培訓推廣、市場開發(fā)等方面會給予大力支持，共同推進。4創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)體系。鼓勵貧困農(nóng)戶以土（林）地經(jīng)營權(quán)作價入股方式，參與家庭農(nóng)場、農(nóng)民專業(yè)合作社、合作農(nóng)場和聯(lián)戶經(jīng)營等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營體系。對貧困戶創(chuàng)辦的家庭農(nóng)場和有貧困戶參與的合作社，縣財政將重點給予資金扶持。廣泛推行“千

17、村萬戶老鄉(xiāng)工程”，力爭23年覆蓋黃卡、紅卡貧困戶，帶動貧困戶增收致富。（三）推進搬遷扶貧正確引導。對地處邊遠、生存和發(fā)展條件較差、就地扶貧難以奏效的貧困戶，堅持群眾自愿、規(guī)模適度、梯度安置的原則，穩(wěn)步推進貧困人口向縣城工業(yè)園、縣城次中心、中心圩鎮(zhèn)或中心村有序搬遷轉(zhuǎn)移。2整合資源。積極整合資源支持搬遷移民集中安置點的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，完善搬遷移民集中安置點的道路、通水、通電、學校、幼兒園、衛(wèi)生所、文化等公共設(shè)施。3扶持政策疊加。搬遷移民戶可同時享受搬遷移民扶貧補助和農(nóng)村危舊房、土坯房改造補助，對特別困難的搬遷戶，進一步提高建房補助標準，動員和引導社會力量“一對一”幫扶；搬遷移民戶除享受移民安置各項扶

18、持政策外，遷出地的土地、山林、水面等承包經(jīng)營權(quán)不變；幫助其解決后續(xù)發(fā)展問題，實現(xiàn)穩(wěn)得住、奔小康能致富。（四）落實智力扶貧政策1優(yōu)先支持貧困村發(fā)展教育。加強貧困村學校規(guī)劃，優(yōu)先立項解決貧困村薄弱學校改造，同步實現(xiàn)標準化和現(xiàn)代遠程教育，新招聘的老師優(yōu)先安排到貧困村小學任教，每年安排優(yōu)秀小學教師到貧困村小學輪流支教，讓貧困村的小學生能就近享受優(yōu)質(zhì)教育資源。優(yōu)先支持貧困村利用閑置校舍改建公辦幼兒園、村小增設(shè)附屬幼兒班、學前教育巡回支教點項目。2加大貧困生資助力度。落實好現(xiàn)有國家濟困助學政策，逐步提高貧困生資助標準。公辦幼兒園、村小附屬幼兒班對建檔立卡貧困戶子女學前教育的保教費減半；對義務(wù)教育階段建檔立

19、卡的貧困家庭寄宿生生活補助標準，在上級規(guī)定的基礎(chǔ)上每人每年增加500元；擇優(yōu)錄取建檔立卡貧困戶子女到縣屬中學上學，除享受國家規(guī)定的貧困家庭寄宿生生活補助和普通高中國家助學金外，每人每學年再給予1000元的生活補助，并免除學雜費、住宿費；對考取全日制普通高等學校的建檔立卡貧困戶子女每人一次性補助8000元；為當年被全日制大專以上院校錄取的貧困家庭大學生辦理國家生源地信用助學貸款。3大力實施職業(yè)教育和就業(yè)培訓。繼續(xù)實施“雨露計劃”，支持職業(yè)學歷教育，對建檔立卡貧困戶子女參加中、高等職業(yè)學歷教育的，在校期間每人每年給予2000元的補助；大力開展職業(yè)技能培訓，對參加轉(zhuǎn)移就業(yè)技能培訓并取得有關(guān)部門頒發(fā)職

20、業(yè)技能證書的扶貧對象，給予每人1000元培訓補助；為貧困戶免費開展農(nóng)村實用技術(shù)培訓，此項工作由縣扶貧和移民辦組織實施。面向農(nóng)村貧困家庭定向培養(yǎng)人才，今年對建檔立卡貧困戶子女報考“三定向”的加20分錄??；從2016年起，縣里將切出20%的“三定向”招生指標，專門用于招收建檔立卡貧困戶子女，并根據(jù)當年招生考試情況確定具體加分標準。（五）推進勞務(wù)扶貧1公益性崗位安置貧困戶就業(yè)。2鼓勵能人創(chuàng)業(yè)扶貧。凡通過創(chuàng)業(yè)帶領(lǐng)貧困戶家庭成員就業(yè)，經(jīng)當?shù)鼐蜆I(yè)部門審核符合相關(guān)規(guī)定的，優(yōu)先給予小額擔保貸款政策扶持。3解決貧困戶進企業(yè)務(wù)工。積極幫扶有勞動能力的貧困戶農(nóng)民工進企業(yè)務(wù)工，解決貧困家庭收入來源問題。（六）推進保障

21、扶貧1落實完善最低生活保障制度。逐步提高低保、“五?！毖a助標準，擴大低保覆蓋面，對符合農(nóng)村低保條件的做到“應(yīng)保盡保”。完善農(nóng)村居民基本養(yǎng)老保險制度。全面推進農(nóng)村居民基本養(yǎng)老保險，讓其享受基本養(yǎng)老金保障。健全醫(yī)療保障制度。對所有建檔立卡的貧困戶縣內(nèi)住院給予特殊政策傾斜。完善臨時救助制度。對遭遇突發(fā)事件、意外傷害、重大疾病等特殊原因?qū)е禄旧罾щy，其他社會救助制度暫時無法覆蓋或救助之后基本生活暫時仍有嚴重困難的家庭或個人給予臨時救助，幫助他們渡過難關(guān)。（七）推進社會扶貧縣工業(yè)園管委會將牽頭聯(lián)合縣工信委、縣扶貧和移民辦在企業(yè)界開展主題為“全民扶貧，邀您同行”結(jié)對幫扶活動，積極組織工業(yè)企業(yè)自愿參與到

22、貧困村開展結(jié)對幫扶活動。激勵和引導“愛心協(xié)會”等社會力量參與扶貧，爭取社會各界參與結(jié)對幫扶等扶貧攻堅工作。四、精準幫扶進一步完善精準扶貧機制，搭好精準扶貧的平臺，實現(xiàn)扶貧方式由過去大水“漫灌式”向精準“滴灌式”轉(zhuǎn)變，真正扶到點上、扶到根上。突出抓好“七個到村到戶”：（一）產(chǎn)業(yè)到村到戶。每個貧困村都要根據(jù)當?shù)氐馁Y源稟賦圍繞富民產(chǎn)業(yè)，選擇一個符合當?shù)貙嶋H的特色產(chǎn)業(yè)，引導貧困戶通過參與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)增收致富。（二）項目到村到戶。根據(jù)建檔立卡貧困戶的實際情況，有針對性地選擇脫貧項目，找準脫貧路子，做到能種則種，能養(yǎng)則養(yǎng)，能外出務(wù)工則外出務(wù)工。貧困村要根據(jù)當?shù)禺a(chǎn)業(yè)特色，成立農(nóng)民專業(yè)合作社，為貧困戶發(fā)展產(chǎn)

23、業(yè)提供服務(wù)。（三）柚苗到村到戶?？h委農(nóng)工部將安排專項資金、縣農(nóng)業(yè)局負責購買調(diào)運柚苗，給每戶貧困戶免費發(fā)放20株以上柚苗，扶持貧困戶種好“搖錢樹”。（四）資金到村到戶。對建檔立卡的貧困戶逐戶制定發(fā)展目標、落實脫貧項目和幫扶資金，做到專項扶貧與行業(yè)扶貧、社會扶貧并舉，專項扶貧資金要全部落實到貧困村、貧困戶，行業(yè)扶貧資金、涉農(nóng)部門項目資金要向貧困村、貧困戶傾斜，與扶貧資金捆綁使用，實現(xiàn)貧困戶精準扶貧全覆蓋。（五）干部幫扶到村到戶。進一步加大干部掛點幫扶貧困村和結(jié)對幫扶貧困戶工作力度。實施“四個一”組合式扶貧：每個貧困村都安排有一個以上縣領(lǐng)導、一個以上縣直單位、一個以上工業(yè)企業(yè)和一筆專項扶貧資金，實行

24、掛點幫扶。要按照“交朋友、摸實情、找路子、扶資金、促增收”的思路，繼續(xù)推行科級以上領(lǐng)導干部“1+2”結(jié)對幫扶工作，即每位副科級以上領(lǐng)導干部每年扶助3戶黃卡、紅卡貧困戶，按“一戶一策”發(fā)展一項扶貧產(chǎn)業(yè)，增加貧困戶家庭經(jīng)濟“造血功能”，所幫扶的貧困戶每戶每年增收要達到2000元以上。通過三年扶貧攻堅，使全鄉(xiāng)所有黃卡戶、紅卡戶真正脫貧，對藍卡戶進行最低生活保障。（六）跟蹤管理到村到戶。加強扶貧信息監(jiān)測工作，及時更新扶貧對象統(tǒng)計監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，每年都要對貧困村、貧困戶的收入變動狀況、干部幫扶、項目幫扶、資金幫扶、扶貧項目實施等情況進行全面調(diào)查統(tǒng)計，并及時錄入全國扶貧對象統(tǒng)計監(jiān)測系統(tǒng)。按照“貧困在庫，脫貧出庫”的原則，對已經(jīng)脫貧的貧困戶及時銷號，對有特殊情況返貧的登記入庫，做到貧困戶有進有出。對扶貧項目的安排及實施、扶貧資金使用、貧困戶得到扶持等情況，定期在村務(wù)公開欄內(nèi)進行公