微波技术的计算机仿真专题实习指导书.docx

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微波技术的计算机仿真专题实习指导书

微波专题实训

专

周

报

告

姓名：

班级：

学号：

系别：

专业：

心得体会

在本次仿真专周中我学会了使用serenade8.7，一开始我们就遇到了问题，那就是这个软件不会安装，我记得从别的同学那里拷贝到这个软件之后，我安装了好几遍，但都没有把软件安好。

最后，我问了一下10651班的同学之后，才安装成功。

本次仿真专周不但要求我们对软件要熟悉，更要求我们有一定的微波电路的基础，尤其是对传输线理论知识的熟悉、像

阻抗变换器和单支节匹配器都是学习的重点。

通过本次仿真专周的实习，我更清楚我们应该掌握的知识，也跟进一步的加深了对传输线理论知识的理解。

通过这次专周的实习使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能提高自己的实际动手能力和独立思考能力，同时在实习的过程中可以发现自己的不足，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

微波技术仿真专题报告

（一）实习目的

1.熟悉和了解微波电路仿真与设计软件“Serenade7.8”的基本功能与基本操作

2.利用微波电路设计仿真软件“Serenade7.8”以及阻抗圆图实现对实阻抗和复数负载阻抗的匹配设计

3.利用微波电路设计仿真软件“serenadesv”和阻抗圆图实现对纯电阻及复数负载阻抗的匹配设计，熟悉并掌握不同的阻抗匹配方法，观察匹配过程中传输线输入阻抗在阻抗圆图上的变化轨迹。

（二）实习要求

1.采用

阻抗变换器对一个实阻负载进行匹配并在圆图上表示出来

2.采用

阻抗变换器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来

3.采用单支节匹配器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来

4.根据自己学号（10）自建一个模型

5.采用单支节匹配器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来

（三）实习内容及过程

1.采用

阻抗变换器对一个实阻负载进行匹配

A.匹配原理：

利用传输线输入阻抗的

变换性。

设主传输线特性阻抗为Z01，当终端负载阻抗Zl为纯电阻（R），在特性阻抗为Z0的主传输线和终端负载Zl之间插入一段特性阻抗为Z02,长度为

的传输线，其输入阻抗为Zin=Z202/R要使反射系数为0，则根据负载阻抗匹配有Zin=Z01，可得到Z02的值：

B.相关参数：

负载

=50Ω,频率：

2.4GHz,H：

0.254mm,HU:

5mm、介电常数：

2.22特性阻抗Z01=50Ω

C．实验步骤：

（1）.打开“Serenade8.7”软件，建立一个新的文件，连接负载、微带传输线和微波端口以及信号源；在主菜单Analysis中点击Analysis….，连接好的原

（1-1）

（2）.在主菜单Reports中点击QuickReports进行分析得到如下图（1-2）所示的史密斯原图

（1-2）

（注意此时的匹配点是通过对阻抗原图观察后通过主菜单Analysis中tune…找到的）

2.当负载为复数阻抗时，首先要找到传输线上输入阻抗为纯电阻的参考面，然后在加入

变换器，输入阻抗为纯电阻的参考面只可能为波节点或波腹点。

A.匹配原理：

利用传输线输入阻抗的

变换性。

设主传输线特性阻抗为Z0，当终端负载阻抗Zl为复电阻，在特性阻抗为Z0的主传输线盒终端负载Zl之间插入一段特性阻抗为Z02,长度为

的传输线，其输入阻抗为Zin=Z02。

将其复数阻抗的归一化导纳点落在实轴上，然后按照实阻抗计算的方法可以将其匹配

B.相关参数：

负载

=30-30j,频率：

2.4GHz,H：

0.254mm,HU:

5mm、介电常数：

2.22，特性阻抗Z01=50Ω

C．实验步骤：

（1）.打开“Serenade8.7”软件，建立一个新的文件，连接负载、微带传输线和微波端口以及信号源；在主菜单Analysis中点击Analysis….，连接好的原理图如下：

（2-1）

（2）.通过主菜单

中

观察圆图然后用

中的Tune…来找到E值找到后的圆图如下：

（此时E=63.4）

（2-2）

（3）.在上面的传输线与端口之间接入

传输线然后通过与上面步骤2相同的方法找出Z的值，使之与负载匹配；连接好的图形及与之相应的圆图如下：

（2-4）

3.采用单支节变换器对一个复阻负载进行匹配

A.匹配原理：

利用传输线输入阻抗的

变换性。

设主传输线特性阻抗为Z0，当终端负载阻抗Zl为复电阻，若复阻抗为容性，则需要并联一个短路支节将其归一化点拉至实轴上，若为感性，则需要并联一个开路支节将其归一化点拉至实轴上；然后再按照实阻的计算方法可以进行匹配

B.相关参数：

负载

=50-j30,频率：

2.4GHz,H：

0.254mm,HU:

5mm、介电常数：

2.22，特性阻抗Z01=50Ω

C．实验步骤：

（1）.打开“Serenade8.7”软件，建立一个新的文件，连接负载、微带传输线和微波端口以及信号源；在主菜单Analysis中点击Analysis….，连接好的原理

图如下：

（3-1）

此时找到E实现GB实部为1圆图如图：

（3-2）

（2）.找匹配的支节让负载匹配，加入短路支节找到其相应匹配时的电长度E的模型j及圆图如下:

（找相应参数的过程在上面已经叙述）

（3-3）

（3-4）

4.用微带线来替换上面3模型中的传输线

A.原理参数同上

B.实验步骤:

（1）.在建好上面3模型的前提下在主菜单

的TransmissionLines…中设置参数见下：

工程图

（2）单击上图中的

按钮将

放入原理图中，然后单击

将微带线替换我们在3开始放进去的传输线，替换短路支节是方法一样，只是将

按钮换成

整个替换结束后图形如下：

（圆图同上面的（3-4））

5.采用双支节匹配器对一个复数负载进行匹配

负载阻抗：

30Ω-10j

微带线参数：

H=0.5mmεr=2.22

频率：

2.4GHZ

通过改变长度P，使归一化输入导纳实部为1

接入第二个50Ω开路支节，调节P，最终达到匹配状态