北郵微波實(shí)驗(yàn)報(bào)告-閱讀頁
2024-08-22 01:07本頁面
【正文】 我分別建了多個(gè)工程，實(shí)現(xiàn)單節(jié)、二三節(jié)二項(xiàng)式、三節(jié)切比雪夫變阻器。這樣能夠比較清楚地對結(jié)果進(jìn)行分析比較。2．掌握微帶線功率分配器的設(shè)計(jì)與仿真。在電路中常用到微帶功分器。對功分器的要求是：兩端口的功率按一定比例分配，并且兩端口之間互相隔離。功分器的技術(shù)指標(biāo)為：功分比、插入損耗和隔離度。在圖中，功率從1端口輸入，分為兩路，經(jīng)過一段四分之一波長的微帶線傳輸后，到達(dá)2端口和3端口。、分別為從2端口、3端口向負(fù)載看過去的阻抗。下面確定、的計(jì)算式。根據(jù)對功分器的要求，則有：為了使在正常工作時(shí)，隔離電阻R上不流過電流，則，于是得。因?yàn)閮陕肺Ь€長為，故在1端口處的輸入阻抗為 為使1端口無反射，兩路微帶線在1端口處的總輸入阻抗應(yīng)等于1端口的特性阻抗，即若電路無損耗，則式中，為1端口處的電壓?？缃釉?端口和3端口之間的電阻R，是為了得到2端口與3端口之間互相隔離的作用。為了匹配需要，在2端口與之間加一段特性阻抗為，電長度為的阻抗變換段，在3端口與之間加一段特性阻抗為，電長度為的阻抗變換段，、分別為 圖中兩路微帶線之間的距離不宜過大，一般取2~4帶條寬度。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)仿真一個(gè)兩路微帶線功分器。指標(biāo)如下：當(dāng)中心頻率2GHz，相對帶寬20%時(shí)，（1）兩輸出端口的功分比（）~；（2）兩輸出端口的隔離度（20lg||）不小于25dB。將公式輸入到OUTPUT EQUATION中進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如下圖所示：（2）利用TXLINE計(jì)算相應(yīng)微帶線的長度及寬度。如圖，將上一步算得的特性阻抗輸入到TXLINE中，進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如下：Z L WZ0 50 Z02 Z03 Z04 Z05 R 設(shè)Y是Z02和Z03的長度，XX2分別為Z0Z03連接線的長度，則有X1+Y=,X2+Y=。假設(shè)電阻長為3mm，則A取(X1+X23)/2，且有A+B+3=X1+X2（電阻的長度R加兩段微帶線的總長度與、兩路微帶線之間的垂直距離相同）。如下圖所示。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，長度可以調(diào)整。原理圖如下：（4）添加測量，測量輸入端口到兩個(gè)輸出端口的傳輸系數(shù)（||，||）以及隔離度||。調(diào)諧前測量得到的結(jié)果如圖所示：明顯不滿足要求。但此時(shí)中心頻率偏離了2GHz。（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。調(diào)節(jié)Y、A、的值。這時(shí)測量得出的反射系數(shù)dB圖如下：可見此時(shí)中心頻率在2GHz，~。（7）當(dāng)功分比=1時(shí)，上述功分器變?yōu)榈确止Ψ制鳎鼘⑤斎牍β史譃橄嗟鹊膬陕?，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)。用TXLINE計(jì)算相應(yīng)微帶線的長度及寬度，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。將計(jì)算出的長度和寬度輸?shù)綄?yīng)位置。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。調(diào)節(jié)Y、A、的值。這時(shí)測量得出的反射系數(shù)dB圖如下：可見此時(shí)中心頻率在2GHz，~。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)諧過程中Y的變化對中心頻率和隔離度的影響較大，而、的長度值會分別影響端口3的反射系數(shù)，從而影響功分比。==1時(shí)根據(jù)公式算出的元件參數(shù)值是不同的。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。對=，；而等分功分器中兩端口輸出功率幾乎相等。由于做實(shí)驗(yàn)時(shí)還沒學(xué)過功分器，對原理不甚了解，所以畫原理圖時(shí)也遇到了一些困難。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的調(diào)諧比較困難。在=，一開始功分比就太大，不滿足要求，調(diào)節(jié)、的長度值后仍然偏大。但是這時(shí)隔離度有下降，幾乎不到25dB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。同時(shí)我們將理論運(yùn)用到了實(shí)踐當(dāng)中，加深了對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，這對于我們今后更深入地學(xué)習(xí)有關(guān)知識或從事微波設(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。43
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