北郵微波實(shí)驗(yàn)報(bào)告-資料下載頁(yè)
2025-08-03 01:07本頁(yè)面
【正文】 所示。（3）輸入原理圖。用兩段微帶線與電阻R的兩端相連接，微帶線的特性阻抗與R一致，及其寬度由R確定，長(zhǎng)度可以調(diào)整。上述約束關(guān)系也需寫到原理圖中，便于調(diào)諧時(shí)使用。原理圖如下：（4）添加測(cè)量，測(cè)量輸入端口到兩個(gè)輸出端口的傳輸系數(shù)（||，||）以及隔離度||。（5）仿真分析，觀察端口S參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求。調(diào)諧前測(cè)量得到的結(jié)果如圖所示：明顯不滿足要求。實(shí)驗(yàn)要求中心頻率在2GHz，~，~（換算成dB后有：20lg||20lg||~）。但此時(shí)中心頻率偏離了2GHz。上面的兩條橫線之間的距離，即20lg||20lg||=[()]=，也不滿足要求。（6）調(diào)諧電路元件參數(shù)，選擇調(diào)諧變量，調(diào)整變量的數(shù)值，在圖上觀察功分比和隔離度的變化，選擇最佳值。如圖所示，將電阻的長(zhǎng)度R加兩段微帶線的總長(zhǎng)度與、兩路微帶線之間的垂直距離相同，即A+B+3=X1+X2等約束關(guān)系寫到原理圖中。調(diào)節(jié)Y、A、的值。圖中所示為調(diào)諧之后的結(jié)果。這時(shí)測(cè)量得出的反射系數(shù)dB圖如下：可見此時(shí)中心頻率在2GHz，~。上面的兩條橫線之間的距離，即20lg||20lg||=[()]=，因此功分比也滿足要求。（7）當(dāng)功分比=1時(shí)，上述功分器變?yōu)榈确止Ψ制?，它將輸入功率分為相等的兩路，兩個(gè)輸出端口的功率理論上相等，重新設(shè)計(jì)上述實(shí)驗(yàn)。在OUTPUT EQUATION中，將k改為1，其余不變，計(jì)算結(jié)果如下圖：由計(jì)算結(jié)果可見，Z04和Z05特征阻抗為50，與端口的阻抗值相同，這時(shí)不再需要用來與端口匹配的兩條微帶線。用TXLINE計(jì)算相應(yīng)微帶線的長(zhǎng)度及寬度，如下：Z L WZ0 50 Z02 Z03 Z04 50 Z05 50 R 100 在GLOBAL EQUATION中輸入約束條件，如下圖所示：輸入原理圖。由之前的分析可知，不需要最右邊的兩條微帶線，其余結(jié)構(gòu)與第一個(gè)功分器相同。將計(jì)算出的長(zhǎng)度和寬度輸?shù)綄?duì)應(yīng)位置。如下圖所示：添加測(cè)量，測(cè)量輸入端口到兩個(gè)輸出端口的傳輸系數(shù)（||，||）以及隔離度||。仿真分析，觀察端口S參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求。如下圖所示，可見雖然功分比滿足，但中心頻率偏離了2GHz。調(diào)諧電路元件參數(shù)，選擇調(diào)諧變量，調(diào)整變量的數(shù)值，在圖上觀察功分比和隔離度的變化，選擇最佳值。如圖，仍要求電阻的長(zhǎng)度R加兩段微帶線的總長(zhǎng)度與、兩路微帶線之間的垂直距離相同，即A+B+3=X1+X2。調(diào)節(jié)Y、A、的值。圖中所示為調(diào)諧之后的結(jié)果。這時(shí)測(cè)量得出的反射系數(shù)dB圖如下：可見此時(shí)中心頻率在2GHz，~。上面的兩條橫線距離較小，因此功分比也基本滿足要求。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析調(diào)諧前后電路性能指標(biāo)變化較大。調(diào)諧前中心頻率、隔離度、帶寬、功分比等不滿足性能要求，但經(jīng)過調(diào)諧后基本滿足性能指標(biāo)。調(diào)諧過程中Y的變化對(duì)中心頻率和隔離度的影響較大，而、的長(zhǎng)度值會(huì)分別影響端口3的反射系數(shù)，從而影響功分比。A（即連接電阻的兩端微帶線的長(zhǎng)度）的變化對(duì)隔離度和功分比影響都不大。==1時(shí)根據(jù)公式算出的元件參數(shù)值是不同的。在=1時(shí)，、的值相等，、的值相等且等于50。因此在電路結(jié)構(gòu)上，這時(shí)不再需要用來與端口匹配的兩條微帶線，其余結(jié)構(gòu)都是類似的。性能指標(biāo)的不同主要體現(xiàn)在功分比上。對(duì)=，；而等分功分器中兩端口輸出功率幾乎相等。六、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和解決方法這個(gè)實(shí)驗(yàn)更加靈活一些。由于做實(shí)驗(yàn)時(shí)還沒學(xué)過功分器，對(duì)原理不甚了解，所以畫原理圖時(shí)也遇到了一些困難。特別是需要自己設(shè)定Y值等，剛開始時(shí)都不是很理解，通過向做過的同學(xué)請(qǐng)教，最后還是畫出了原理圖，得到了基本正確的結(jié)果。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的調(diào)諧比較困難。調(diào)節(jié)Y值可以比較容易地調(diào)整中心頻率，但是、的長(zhǎng)度值對(duì)端口3的反射系數(shù)影響并不大。在=，一開始功分比就太大，不滿足要求，調(diào)節(jié)、的長(zhǎng)度值后仍然偏大。我不得不擴(kuò)大了調(diào)諧的范圍，并且結(jié)合Y和A進(jìn)行調(diào)整，才勉強(qiáng)使功分比進(jìn)入了允許的范圍。但是這時(shí)隔離度有下降，幾乎不到25dB了。而在=，本來功分比是1，但在調(diào)節(jié)Y后功分比不再是1了，之后再調(diào)節(jié)、的長(zhǎng)度才勉強(qiáng)使其回到1，可能是因?yàn)檎{(diào)諧后使兩路不對(duì)稱了。調(diào)諧中遇到的困難可能是因?yàn)槲覀內(nèi)狈?jīng)驗(yàn)，不懂得如何協(xié)調(diào)各個(gè)參數(shù)，也進(jìn)一步說明理論設(shè)計(jì)的電路與實(shí)際可能是有區(qū)別的。 實(shí)驗(yàn)心得與體會(huì)這次微波實(shí)驗(yàn)雖然只有3個(gè)小實(shí)驗(yàn)，時(shí)間也很短暫，但是我得到的收獲還是很大的，主要有以下幾點(diǎn)： 剛開始做實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)于期中考試之前所學(xué)的知識(shí)大部分已經(jīng)記不清了，但在做實(shí)驗(yàn)的過程中逐漸回想起了阻抗匹配的各種方法、步驟，對(duì)微波課堂上所學(xué)的理論知識(shí)是一個(gè)很好的復(fù)習(xí)。同時(shí)我們將理論運(yùn)用到了實(shí)踐當(dāng)中，加深了對(duì)各種匹配方法的理解，真正做到了學(xué)以致用； 在實(shí)驗(yàn)中我們掌握了各種微波器件的設(shè)計(jì)方法，并且在仿真的過程中逐漸掌握了Microwave Office這一仿真軟件的運(yùn)用，這對(duì)于我們今后更深入地學(xué)習(xí)有關(guān)知識(shí)或從事微波設(shè)計(jì)工作打下了很好的基礎(chǔ)； 在仿真和設(shè)計(jì)的過程中，調(diào)諧是必不可少的一步。這使我認(rèn)識(shí)到理論和實(shí)際是有差別的，并不是算出來的長(zhǎng)度、寬度就可以直接應(yīng)用，而是需要仿真、調(diào)諧，才能最后確定最佳值，應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中。43
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