【正文】 ll be microstrip line impedance matching for the discussion of theory and simulation implementation. Key words:Transmission line theory MATLAB puter aided calculation Microstrip line characteristic impedance simulation 目 錄第1章 緒論 1 1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 本論文的內(nèi)容安排 1第二章 傳輸線理論 2 2 時諧傳輸線方程 2 均勻傳輸線的波動方程 3 入射波和反射波 4 傳輸線的特性參量 4 傳播常數(shù) 4 特性阻抗 5 相速和相波長 5 輸入阻抗 6 反射系數(shù) 7 駐波比及行波系數(shù) 7 均勻無耗傳輸線工作狀態(tài)的分析 8 行波狀態(tài)（無反射情況） 8 駐波狀態(tài)（全反射情況） 9 行駐波狀態(tài)（部分反射情況） 9 9 等反射系數(shù)圓 10 等阻抗圓 10 傳輸線的阻抗匹配 11 共軛匹配 11 無反射匹配 11 阻抗匹配的方法 11第三章 傳輸線問題的計算機輔助計算 13 利用公式求解 13 利用阻抗圓圖求解 14 利用計算機輔助計算求解 15第四章 微帶線特性阻抗仿真 16 微帶線基本理論 16 微帶線特性阻抗仿真 17 ADS設(shè)計軟件概述 17 無損耗微帶線阻抗仿真 17 有損耗微帶線阻抗仿真 20參考文獻(xiàn) 25第1章 緒論 射頻（RF)是可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍從300KHz～300GHz，它是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。我們利用傳輸線的相應(yīng)解析式，用MATLAB語言編制了求解傳輸線問題的一些程序。傳輸線是用橫電磁(TEM)模的方式傳送電能和（或）電信號的導(dǎo)波結(jié)構(gòu),傳輸線的特點是橫向尺寸小于工作波長。射頻傳輸線的設(shè)計具有重要的意義，傳輸線設(shè)計是高頻有線網(wǎng)絡(luò)和射頻微波工程的基礎(chǔ)，為了使能量可以在通信網(wǎng)路中無損耗地傳輸，良好的傳輸線設(shè)計是重要關(guān)鍵。阻抗匹配是最重要的分布電路設(shè)計方法，它直接決定著電路負(fù)載獲得信號功率的大小。傳輸線是用橫電磁(TEM)模的方式傳送電能和（或）電信號的導(dǎo)波結(jié)構(gòu),傳輸線的特點是橫向尺寸小于工作波長。發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)走過了60多年。不僅如此，在以后的發(fā)展之中，相繼形成了微波波譜、微波生物、微波超導(dǎo)等交叉學(xué)科。 （3）微波系統(tǒng)要向著自動化、智能化和多功能化方向發(fā)展。第二章的主要內(nèi)容是傳輸線理論分析。并舉例說明了傳輸線問題的常規(guī)算法，同時也說明了調(diào)動設(shè)計的相應(yīng)程序解決傳輸線問題的一般步驟。主要有平行雙線、同軸線、帶狀線和微帶線等幾種不同的類型。主要有介質(zhì)波導(dǎo),鏡像線和單一表面波傳輸線等幾種類型。另外，還知道傳輸線的始端接的是正弦信號源，其角頻率為，終端接負(fù)載阻抗的大小為?？傻媒?jīng)過段后電壓和電流的變化量為 依據(jù)基爾霍夫定律，而且忽略方程中的高階小量，可得 （）由于電壓和電流隨時間做相應(yīng)的變化，可得其瞬時值，與復(fù)數(shù)振幅，的關(guān)系為 （）將式（）代入式（）中，消去等式兩邊因子，可得 令，,就得到時諧傳輸線方程為 （）式中：Z——單位長度的串聯(lián)阻抗。 入射波和反射波 根據(jù)復(fù)數(shù)振幅和瞬時值大小之間的關(guān)系，可得傳輸線上電壓和電流的瞬時值的表達(dá)式： （） （）上式表明，傳輸線上任一點處的電壓和電流是由兩部分組成，第一部分表示的是從信號源向負(fù)載方向傳播的行波，即入射波。 對于低耗傳輸線，一般滿足,所以有 （） 對于無耗傳輸線,則有 （） 實際應(yīng)用中，常?？梢园盐⒉▊鬏斁€當(dāng)做低耗傳輸線來看待，這樣就可大大簡化傳輸線的定性分析。入射波的等相位面滿足的方程為 常數(shù) （）對式（）求導(dǎo)，就可以得到入射波的相速 （）相波長與相速區(qū)別在于，是指波在一個周期T內(nèi)等相位面在傳輸線上移動的距離，即 （）式中：——電磁波頻率； ——振蕩周期； ——真空中電磁波的波長； ——周圍介質(zhì)特性參量。 當(dāng)傳輸線和負(fù)載阻抗均為給定值時，在線上分布的各點的輸入阻抗隨著距終端的距離的改變呈現(xiàn)周期性變化，（周期=）。 ——負(fù)載阻抗。對于均勻無耗傳輸線上的電壓和電流，也可以用入射波和反射系數(shù)來表示，即 （）由（）式可以得出輸入阻抗與反射系數(shù)之間的關(guān)系為 （）終端反射系數(shù)與負(fù)載阻抗之間具有一定的關(guān)系，如下式： （） 駐波比及行波系數(shù) 當(dāng)終端負(fù)載阻抗不等于傳輸線的特性阻抗時，傳輸線上存在影響阻抗匹配的反射波，這種情況被稱為傳輸線特性阻抗與負(fù)載阻抗之間的不匹配，即失配。 均勻無耗傳輸線工作狀態(tài)的分析 傳輸線的工作狀態(tài)從三個方面來描述，沿線電壓的的分布規(guī)律，電流的分布規(guī)律，以及阻抗的分布規(guī)律。 在行波狀態(tài)下，線上的電壓的復(fù)數(shù)表達(dá)式與電流的復(fù)數(shù)表達(dá)式的數(shù)學(xué)關(guān)系式如下： （） （）行波狀態(tài)下有著如下的分布規(guī)律：（1） 線上電壓振幅，電流振幅值恒定，不發(fā)生變化。接純電抗負(fù)載即時。駐波狀態(tài)下的均勻無耗傳輸線有以下兩個特點:（1） 入射波波長等于駐波波腹值的二分之一，波節(jié)值等于零。表明入射波幅度大于反射波幅度，負(fù)載只是吸收了部分的入射波功率，線上不僅存在著行波，而且存在著駐波，因此傳輸線此時的的工作狀態(tài)為行駐波狀態(tài)。根據(jù)上述關(guān)系在極坐標(biāo)系中可繪制出與之相應(yīng)的曲線圖，該圖稱為極坐標(biāo)圓圖，又名史密斯圓圖。式（)是以歸一化電阻為參量的一簇圓，我們稱之為等電阻圓。因此，微波傳輸系統(tǒng)一定要實現(xiàn)阻抗匹配，從而減少傳輸損耗。無反射匹配包括信號源內(nèi)阻與傳輸線始端的匹配，負(fù)載阻抗與傳輸線終端的匹配兩部分。第3章 傳輸線問題的計算機輔助計算在微波工程中，我們經(jīng)常會遇到輸入阻抗、負(fù)載阻抗、反射系數(shù)和駐波比等參量的相關(guān)計算問題。傳輸線問題也可以借助計算機來進(jìn)行相應(yīng)的輔助計算。 已知特性阻抗及負(fù)載阻抗，以負(fù)載終端為原點，求沿線處的輸入阻抗。 由電壓駐波比與電壓最小點距負(fù)載距離求負(fù)載阻抗。 雙短截線匹配。代入上式，得 利用阻抗圓圖求解 Figure 解：（1）計算歸一化阻抗值。延長射線，得。微帶線結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、加工方便,又便于與微波設(shè)備連接成固體,易于實現(xiàn)微帶電路小型化和集成,因此微帶線廣泛用于微波集成電路。 本章就針對微帶線阻抗