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微波仿真实验报告

来源:九五美食网

实验1微带分支线匹配器

实验目的:

1)熟悉枝节匹配器的匹配原理

2)了解微带线的工作原理和实际应用

3)掌握th图解法设计微带线匹配网络

实验原理:

随着工作频率的提高及响应波长的减小,分立元件的寄生参数效应就变得更加明显,当波长变得明显小于典型的电路元件长度时,分布参数元件替代分立元件而得到广泛应用。因此,在频率高达一定数值以上时,在负载和传输线之间并联或串联分支短截线,代替分立的电抗元件,实现族抗匹配网络。常用的匹配电路有:枝节匹配器,四分之一波长阻抗变换器,指数线匹配器等。

枝节匹配器分单枝节、双枝节和三支节匹配。这类匹配器是在主传输线上并联适当的电纳(或串联适当的电抗),用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波,以达到匹配的目的,此电纳(或)电抗元件常用一终端短路或开路段构成。

单枝节匹配的基本思想是选择枝节到阻抗的距离d,使其在距负载d处向主线看去的导纳Y是Y0+jB形式。然后,此短截线的电纳选择为-jB,根据该电纳值确定分支短截线的长度,这样就达到匹配条件。

双枝节匹配器,通过增加一枝节,改进了单枝节匹配器需要调节枝节位置的不足,只需调节两个分支线的长度就能达到匹配。

实验内容:

已知:输入阻抗Zin=75Ohm

负载阻抗Zl=(+j35)Ohm

特性阻抗Z0=75Ohm

介质基片r=2.55,H=1mm

假定负载在2GHz时实现匹配,利用图解法设计微带线单枝节和双枝节匹配网络,假设双枝节网络分支线与负载的距离d1=/4,两分支线之间的距离为d2=/8。画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅值从1.8GHz至2.2GHz的变化。实验步骤:

1)根据已知计算出各参量。

单支节匹配器

PS:Zl为负载阻抗;Z0为特性阻抗;zl为归一化负载阻抗;Tl为负载处反射系数;Zin为输入阻抗;zin为归一化输入阻抗;Tin为输入端反射系数;b为以0.01为步长从0扫描到2PI;R为阻抗处等反射系数圆;Rj为纯电纳等反射系数圆Rp为匹配圆

2)将归一化阻抗和负载阻抗所在位置分别标在smith圆上th圆图

图表1以幅度和角度方式显示

图表2以实部和虚部方式显示

绘制步骤:

将归一化输入阻抗和负载阻抗所在位置标在导纳圆图上

从负载阻抗处沿等反射系数圆向源旋转,交匹配圆一点,由此确定单支节传输线阻

抗为-0.530011j,取此经历的电长度为分支线与负载的距离d=198.31半波长在导纳圆图上标出该点位置,从开路点出发向源方向旋转到标识位置,取此经历的

电长度为分支线的长度l=266.69半波长

3)设计单枝节匹配网络,在图上确定分支线与负载的距离以及分支线的长度,根据给

定的介质基片、特性阻抗和频率用T_LINE计算微带线物理长度和宽度。

4)画出原理图。注意微带分支线处的不均匀性所引起的影响,选择适当的模型。

5)添加矩形图,添加测量,测量输入端的反射系数幅值。调谐图:

双短接线调谐:

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