电磁场实验45阻抗匹配技术软件仿真.docx
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电磁场实验45阻抗匹配技术软件仿真
北京邮电大学
电磁场与微波测量实验
实验4.5阻抗匹配技术软件仿真
学院：
电子工程学院
班级：
2012211204
组员：
胡睿升、张潮、张培渊
执笔：
胡睿升
目录
1.实验内容1
1.1实验目的1
1.2实验设备1
2.实验原理1
3.实验内容2
4.实验步骤2
4.1建立新项目，确定项目频率....................................................2
4.2将归一化输入阻抗和负载阻抗所在位置分别表在Y-Smith导纳圆图上................................................................................................3
4.3设计单支节匹配网络...............................................................4
4.4画原理图..................................................................................6
4.5添加测量..................................................................................7
4.6完成设计后绘制S[1,1]-
图，完成调谐......................................8
5.实验总结与心得体会........................................................................8
1.实验内容
1.1实验目的
1．了解阻抗调配原理及调配方法；
2．熟悉单支节匹配器的匹配原理；
3．了解微带线的工作原理和实际应用；
4．掌握Smith图解法设计微带线匹配网络
5.通过枝节匹配的软件仿真理解螺钉调配器的工作原理
1.2实验设备
ADS2009仿真软件.
2.实验原理
枝节匹配器分单枝节、双枝节和三枝节匹配。
这类匹配器时再主传输线上并联适当的电纳，用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波，已到达匹配的目的。
此电纳元件常用一终端短路或开路段构成。
下图为单枝节匹配器，其ZL为任意负载，假定主传输线和分支线的特性阻抗都是Z0，d为从负载到分支线所在位置的距离，Y和Z分别为在枝节处像负载方向看入的主线导纳和阻抗。
单枝节调谐时，有两个可调参量：
距离d和由并联开路或短路短截线提供的电纳。
Z0d
ZL
Zin
l
匹配的基本思想是选择d，使其在距离负载d处向主线看去的导纳时A+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。
单螺调配器即在波导宽屏伸入一个螺钉，螺钉的作用是引入一个并联在传输线上适当大小的电纳，当螺钉伸入较少时，相当于在波导传输线上并联了一个正的容性导纳，它的大小随着深度的增加而增加。
当深度达到谐振时，电纳将增加到无穷大，继续增加深度，电纳值由正变为负，呈感性。
借助于导纳圆图可以很方便地求出螺钉的纵向位置l和电纳jb值。
3.实验内容
用Microwaveoffice软件仿真单枝节匹配过程。
假设：
输入阻抗
。
负载阻抗
。
特性阻抗
。
介质基片
。
假定负载在2GHz时实现匹配，利用图解法设计微带线单枝节匹配网络。
画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅度从1.8GHz至2.2GHz的变化。
4.实验步骤
4.1建立新项目，确定项目频率。
①建立新项目“电磁场”。
②插入仿真模板，确定输入阻抗、负载阻抗，以及仿真的频率范围。
4.2将归一化输入阻抗和负载阻抗所在位置分别表在Y-Smith导纳圆图上。
①打开Smith原图工具，确定中心频率、特性阻抗和输入阻抗。
②输入负载阻抗。
4.3设计单支节匹配网络。
①采用短路单支节法，在Smith导纳原图实现匹配。
②得出并联短路单支节的电长度。
③得出串联微带线的电长度。
④利用得出的电长度计算两段微带线的尺寸。
4.4画原理图。
①放置两段微带线。
②连接各元件并仿真。
4.5添加测量。
①得出仿真模板下的仿真图。
②反射系数的Smith原图，可知在f=2Ghz时基本实现了匹配
4.6完成设计后绘制S[1,1]-
图，完成调谐。
S[1,1]-
图，可知在f=2GHz时，S[1,1]最小，为-52.909dB。
5.实验总结与心得体会
由于在上学期的微波工程实验课中对ADS仿真软件有过一定的了解，使得本次实验相对容易了很对。
毫无疑问仿真软甲对于实际实验中的阻抗匹配有着指导性的作用，仿真软件的便利性、高仿真度、低成本性给运算量较大的电磁场实验带来了绝对的便利。
就拿本实验中的单支节匹配来说，实际中要实现单支节匹配所花费的时间和精力以及成本是难以预估的，而利用仿真软件，不仅可以让我们深刻了解实现匹配的方法、步骤和原理，在今后的实际操作中也有了扎实的理论基础。
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