微波电路课程设计报告(DOC)
射频电路课程设计或者微波电路课程设计报告——波导微带转换电路设计报告
波导到微带转换电路一、技术指标要求：工作频率：26.5~40GHz输入/输出驻波比：<1.2插入损耗：<1.0dB二、理论分析：现在波导到微带的转换电路一般采用E面或H面插入探针的办法实现。
本设计做的是H面探针的模型仿真。
仿真模型如下图1所示：矩形波导的主模是TE模，电场在宽边的中心处达到最大值，所以将微带探针从10宽边中心插入波导，这样波导中的场将在探针上尽可能大的激励起电流。
探针附近被激励起的高次模存储无功功率的局部场，使接头具有电抗性质。
由于探针过渡具有容性电抗，一段具有感性电抗的高阻线被串联在探针过渡器后面，以消除容性电抗。
通过仿真发现对转换电路影响较大的参量有6个，分别是：探针长度L1，探针宽度W1，开口面大小（宽d，高h），高阻抗线长度L2，高阻抗线宽度W2，短路面离探针的距离D。
由于短路面为电壁，所以在短路面的四分之一波长处的电场有最大值，设计时将D取为四分之一波长。
三、设计过程：本设计中心频率取工作的两边界和的一半大约为33GHZ，工作频段为26.5GHz 到40GHz。
确定矩形波导尺寸、基板的材料和尺寸以及微带金属条带的初始尺寸并建立模型。
此处采用WR-28标准矩形波导，尺寸为7.112mm*3.556mm，基板材料选用Rogers5880型基片，厚度为0.254mm，相对介电常数为2.2，微带金属条带厚度为0.05mm，通过阻抗软件计算得出50欧姆微带线在33GHZ的宽度为0.75mm。
波导开口面的大小对电路的性能有一定的影响，为了抑制高次模又较好的实现匹配这里取开口面宽边d为1.8mm高h为1mm。
探针的尺寸先设置初始值在通过HFSS仿真优化得出长度L1=1.79mm，宽度W1=0.8mm，厚度取0.05mm。
高阻抗线长度L2=0.5mm，宽度W2=0.3mm，厚度取0.05mm。
短路面至探针的距离经计算得D=2.28mm。
整个波导的长度取为13.28mm。
四、设计结果及存在问题分析：从下图S21的曲线图可以看出在26.5GHZ-40GHZ频段S21的大小都小于0.065Db,信号能很好的传输满足插损要求。
微波电路设计-平行线耦合器设计报告
微波电路设计报告[宽带微带定向耦合器的设计]组长：组员：摘要阐述了平行耦合线定向耦合器的工作原理和设计过程。
根据耦合微带线的主要特征，设计了频率范围为2~4GHz的平行耦合微带线定向耦合器。
根据给定耦合器的技术指标，确定耦合器的类型、结构。
利用ADS、HFSS软件环境设计了平行耦合线定向耦合器的电路模型，并对定向耦合器的S参数进行仿真、优化，已达到预期的设计要求。
关键词：ADS;HFSS;耦合线；定向耦合器；耦合微带线引言微带传输线是最近几年发展起来的一类微波传输线，具有小型、重量轻、频率轻、可集成化、便于与微波集成电路相连接等优点，因此，对于微波集成电路来说是一种非常重要的传输手段。
平行耦合线定向耦合器是在微波集成电路中被应用广泛的反向定向耦合器。
这种平行耦合线定向耦合器通常用带状线或者微带线来实现。
本次设计使用微带线来进行设计。
设计指标要求：1、频率范围：2~4GHz2、耦合度：20±1dB3、插损≤1dB4、隔离度≥20dB5、幅度不平度≤1dB6、相位不平度≤3°7、驻波≤1.5平行耦合线定向耦合器的设计原理如图1所示，它由等宽的耦合线段组成，其耦合线的长度是中心波长的1/4，各个等宽均接匹配负载。
当信号从端口①输入时，出来向端口②传输外，通过两线之间的电磁耦合，还会向端口③和④传输。
由于电场耦合在副线中向端口③和④反向产生的电压是等幅同相的，而磁场耦合在副线中向端口③和④反向产生的电压时等幅反相的，因此，副线中端口③处的电压是同相叠加而又信号输出，而副线中端口④处的电压时反向而抵消的。
在理想情况下，端口④无输出，可达到理想隔离。
端口②和③的输出信号相位差为90度。
平行耦合线定向耦合器的电路原理1、平行耦合微带线定向耦合器的结构如图所示：2、对电路进行优化后：设计步骤1）确定基片参数（FR-4，介电常数为4.6，厚度0.8mm,铜箔厚度0.018mm）2）计算出定向耦合器的初始尺寸。
微波技术课程设计
微波技术课程设计一、课程设计背景微波技术是电子信息工程专业中的重要课程之一，也是现代通信领域的核心技术。
在该领域中，微波技术被广泛应用于无线通信、雷达探测、卫星通信等方面。
因此，对于学习该专业的学生来说，深入了解微波技术是十分必要的。
二、课程设计目标本次微波技术课程设计旨在帮助学生深入了解微波技术的基本原理和应用，并通过实践操作提高其实际操作能力，具体目标如下：1. 理解微波技术的基本原理和特性；2. 掌握常见微波器件的工作原理及其应用；3. 学会使用仿真软件进行电路仿真和优化；4. 能够独立完成简单微波电路设计和制作，并进行测试。
三、课程设计内容1. 微波器件原理及应用主要介绍常见微波器件（如方向耦合器、功分器、滤波器等）的工作原理和应用场景，并通过实验验证其性能。
2. 微波传输线与阻抗匹配介绍微波传输线的类型和特点，以及阻抗匹配的原理和方法，并通过仿真软件进行电路仿真验证。
3. 微波功率放大器设计学习微波功率放大器的基本原理和设计方法，通过仿真软件进行电路仿真和优化，并进行实际制作与测试。
4. 微波射频信号发生器设计学习微波射频信号发生器的基本原理和设计方法，通过仿真软件进行电路仿真和优化，并进行实际制作与测试。
四、课程设计步骤1. 理论学习首先，学生需要通过教材、课堂讲解等方式对微波技术的基本原理、常见器件及其应用等方面进行深入了解。
2. 仿真实验在掌握一定的理论知识后，学生需要使用相关仿真软件（如ADS、HFSS等）对所学内容进行电路仿真，并对结果进行分析和优化。
3. 实际操作在完成一定数量的电路仿真后，学生需要根据所学知识独立完成简单微波电路的设计、制作与测试。
在此过程中，需要注意安全问题及仪器操作规范。
五、课程评估方式1. 实验报告学生需要根据实验内容编写实验报告，包括电路设计思路、仿真结果及分析、实际制作过程和测试结果等内容。
2. 实验成果展示学生需要将所制作的电路进行展示，并对其性能进行说明。
简明微波课程设计 (2)
简明微波课程设计课程背景微波技术是一种应用广泛的高频电子技术，其在通讯、雷达、微波加热等方面都有着广泛的应用。
而在现今信息时代，微波技术更是成为了一个不可或缺的重要组成部分。
因此，微波课程的设置和开发是有必要的。
课程目标本课程旨在通过对微波技术的概述、基础理论知识的讲解以及相关实验的开展，使学生了解微波技术的基本概念、特点和应用，同时提高学生的实验操作和工程设计能力。
具体目标如下：•理解微波技术的基本原理及干涉、衍射、折射等现象；•熟悉微波谐振腔、微波传输线以及各种微波被动器件的设计原理和性能；•了解微波功率放大器、微波混频器等微波主动器件的基本结构和性能；•熟悉微波测量技术及其在微波通信、雷达、微波加热等方面的应用。
课程大纲本课程分为理论教学和实验操作两部分。
第一部分理论教学（64学时）第一章微波基础概念（4学时）•微波的定义、特点、波长、频段、功率等；•微波与其他频段信号的区别。
第二章微波传输线（16学时）•传输线的基本概念、参数及特性；•曲线形传输线的特殊性质；•传输线的阻抗匹配技术。
第三章微波振荡谐振腔（16学时）•基本概念和基本原理；•谐振腔的种类及其性质；•谐振腔的设计和制造。
第四章微波被动器件（16学时）•基本被动器件的分类、种类和特点；•微波滤波器、耦合器、分配器等的设计和制作。
第五章微波主动器件（12学时）•微波功率放大器、微波混频器的设计原理和性能；•微波信号发生、变频等技术应用概述。
第六章微波测量技术（4学时）•微波测量仪器的概述；•微波测量技术及其在通信、雷达、微波加热中的应用。
第二部分实验操作（32学时）本实验部分分为4个实验，包括微波器件的制作、微波传输线的特性测量，微波功率放大器、微波混频器的制作、实验测量等。
授课方式本课程采用传统授课、现场实验操作相结合的授课方式，注重理论与实践相结合的教学方法。
在实验课程中，课堂教学和实验操作相互贯通，使学生能够将理论应用到实践操作中去，提高实验技能。
微波技术与微波电路课程设计
微波技术与微波电路课程设计一、课程设计背景微波技术与微波电路是通信工程、电子信息科学与技术等专业中的重要基础课程。
该门课程主要涉及微波信号传输原理、微波器件与电路设计、微波天线设计等方面内容。
本门课程的课程设计，旨在帮助学生进一步掌握微波电路的设计和实现技术，并通过实际操作锻炼学生的实验能力和综合实践能力。
二、课程设计内容本次课程设计的主要内容是设计一个微波混频器电路。
所谓混频器，是指将两个不同频率的信号输入混合后得到一个新的信号。
混频器是微波电路中的常用部件，用于频率加减、倍频、相位检测等多种应用。
具体设计要求如下：1.设计一个基带频率为10MHz的信号源，并将其输入至混频器中。
2.设计一个本振频率在1GHz~2GHz范围内的信号源，并将其输入至混频器中。
3.将混频器的输出信号通过频率分析仪进行频谱分析，并进行功率检测。
4.设计合适的滤波电路，滤除杂散频率和噪声。
5.对于设计的混频器电路，进行仿真验证和实际测试，并对测试结果进行分析。
6.撰写实验报告，详细记录电路设计、仿真、测试过程、测试结果和分析。
三、课程设计实施1. 信号源设计在信号源的设计中，可以采用阻抗匹配技术、电容调整技术等手段，使信号源的输出可靠、稳定。
具体的设计方法和设计参数可以根据课本和实验指导书进行参考。
2. 混频器电路设计通常混频器电路的设计需要考虑其工作频段、转换损耗、隔离度、IP3点等指标。
在设计中，需要采用合适的电路结构，如双平衡混频器、均衡混频器等，以达到较好的性能指标。
3. 滤波电路设计滤波电路的设计目的是去除混频器输出信号中的噪声和杂散频率，使输出信号纯净。
在滤波电路的设计中，需要选择合适的滤波器类型和参数，并通过实验验证其性能。
4. 仿真和测试在完成混频器电路的设计和滤波器的设计后，需要进行仿真和测试。
通过仿真和测试可以检验设计的电路是否合理和达到了预期的性能指标。
5. 实验报告撰写实验报告应详细记录电路设计、仿真、测试过程、测试结果和分析，包括电路图、电路参数、仿真软件截图、实验过程照片等内容。
微波电子线路课程设计
微波电子线路课程设计设计背景微波电子线路是一门重要的课程，它主要涉及微波器件、微波电路和微波系统等方面的内容。
随着通信技术的飞速发展，微波电子线路的应用范围正在不断扩大，因此在大学的课程设置中，加入微波电子线路的内容显得尤为重要。
本篇文档主要是针对微波电子线路课程设计进行介绍，旨在提高学生在微波电子领域的应用能力，培养其解决实际问题的能力，更好地将所学知识应用于实践中。
设计目的微波电子线路的课程设计旨在落实课程理论教学所学知识，并将其应用于实践中。
其主要目的如下：•培养学生独立思考和解决问题的能力；•培养学生动手能力和实际操作能力；•学生通过实践应用所学知识，深入理解微波电子线路的基本原理和设计方法。
设计方案在微波电子线路课程设计中，我们选择了基础的带通滤波器设计。
设计方案如下：•设计一个中心频率为10GHz的二阶Chebyshev带通滤波器；•滤波器的相对带宽为10%，通带最大衰减不大于0.5dB；•采用贝塞尔公式计算传递函数，利用工程计算软件进行仿真和优化；•利用微波器件进行模拟搭建和测试。
设计步骤步骤一：计算理论值根据已知条件，我们可以利用贝塞尔公式进行计算，得到滤波器的理论值。
计算公式如下：$$ H(s) = \\frac{H_0}{1+(\\frac{s}{\\omega_0 Q})^2} *\\frac{1}{1+\\sqrt{2}(\\frac{s}{\\omega_0 Q})+(\\frac{s}{\\omega_0})^2} $$其中，H0为通带增益，$\\omega_0$为中心频率，Q为质量因数。
计算结果如下：•H0 = 2.33•$\\omega_0$ = 2π ×10 GHz•Q = 5步骤二：利用软件进行仿真仿真软件可以帮助我们更快速地得到滤波器的性能参数，并进行优化。
我们选择ADS软件进行仿真，仿真过程如下：1.利用贝塞尔公式在ADS软件中构建滤波器模型；2.对模型进行仿真，得到传输参数S21曲线；3.对S21曲线进行优化，确认参数和特性是否符合要求。
微波技术与微波电路课程设计 (2)
微波技术与微波电路课程设计1. 课程设计背景微波技术及微波电路设计是现代通信和雷达技术的重要组成部分。
掌握微波技术及微波电路设计是电子信息工程专业学生必修的一门课程。
本课程利用硬件实现的方法，让学生在实践中学习微波技术和电路设计基础。
2. 课程设计目标本课程设计旨在通过实践，帮助学生掌握以下内容：•理解微波技术的基本原理和性质•掌握微波电路基础知识•能够独立设计和优化微波电路系统•能够使用仿真工具进行微波电路的设计与验证3. 课程设计内容本课程设计分为以下几个阶段：第一阶段：基础电路实验在第一阶段中，学生需要完成以下实验：1.用负载箱和多用表测量器件的基本参数和S参数。
2.在仿真软件中，模拟产生各种普通微波电路，如色散、滤波和匹配。
第二阶段：微波ITU Radio频带工程实验在第二阶段中，学生需要完成以下实验：1.实现ITU频段中的微波电路。
2.在仿真平台中实现一些微波OSC电路性能。
第三阶段：基于实验的电路设计在第三阶段中，学生需要完成以下实验：1.实现一种基于实验的微波极向电路。
2.匹配和优化内部和外部子电路。
4. 课程设计流程本课程设计流程如下：第一周1.介绍电路设计一般规则以及使用的工具（ADS软件）。
2.补充前一次课程设计的基础知识。
第二周1.实验一：微波有源器件S参数测量实验2.小组讨论：讨论实验结果并进行分析。
第三周1.实验二：微波电路匹配实验2.小组讨论：讨论实验结果并进行分析。
第四周1.实验三：微波滤波器设计实验2.小组讨论：讨论实验结果并进行分析。
第五周1.实验四：微波放大器设计实验2.小组讨论：讨论实验结果并进行分析。
第六周1.实验五：微波无线电频段设计实验2.小组讨论：讨论实验结果并进行分析。
第七周1.实验六：微波天线设计实验2.小组讨论：讨论实验结果并进行分析。
5. 课程设计总结微波技术及微波电路设计课程设计是电子信息工程专业的一门重要课程。
通过本课程设计，学生可以深入了解微波技术的基本原理和性质，掌握微波电路基础知识，并能够独立设计和优化微波电路系统。
微波电子线路课程教学设计
微波电子线路课程教学设计摘要微波电子线路课程是一门电子专业的专业基础课。
对微波电子线路课程的教学进行研究和探讨，教学实践证明其有效性。
关键词微波电路；教学实践；教学效果中图分类号：g642.4 文献标识码：b 文章编号：1671—489x（2012）30—0056—021 课程特点微波电子线路课程是一门研究在微波频段工作的电子器件及其电路组成的专业基础课。
微波电子线路一般泛指构成微波系统中各种功能模块的元器件与电路结构，也称为微波有源电路。
随着微波半导体材料技术和工艺水平的发展，先后出现半导体二极管、砷化镓金属半导体场效应管、pin二极管和变容管等微波半导体器件，并在微波系统中获得广泛的应用。
这种以半导体为核心组成的微波电子线路称为微波固态电路。
在微波半导体器件发展的同时，又研制出微波混合集成电路（mic）和单片微波集成电路（mmic），同时，低噪声集成电路、大规模和超大规模微波集成电路发展迅速，中功率微波发射机实现固态化，但是大功率微波振荡和放大必须依靠微波电真空器件，比如行波管、速调管、磁控管等。
这些微波器件在雷达、通信、导航、卫星地面站等得到广泛应用。
微波电子线路课程所学习的内容具有应用广泛、技术难度高、内容更新较快的特点，这要求微波电子线路课程的教学要不断地探索和研究，以适应微波频段电子装备教学和工作的需要。
该课程的学习可以采用微波技术的分析方法，从电磁场的角度去分析，但是比较复杂；也可以等效成电路去分析，这是习惯的分析方法，在分析过程中做一些等效和近似在工程上是允许的，是不影响本质的。
学习过程中强调物理概念原理分析、重视实践能力的培养以及最新技术发展在课程中的体现。
教学方法体现启发性，重视知识能力、素质的协调发展，注重实践能力和创新能力的培养。
2 教学内容设计根据人才培养方案的要求，该课程教学时间为30大纲学时。
依据该课程的课程标准、课程设计，理论教学20学时，实践学时10学时；授课方式上采用理论和实践相结合的教学方式，理论教学上突出岗位任职所需的基础理论，借助实际微波器件的应用介绍，分析微波电子器件和微波设备的发展前景。
微波固态电路课程设计
微波固态电路课程设计一、背景介绍微波固态电路是现代通信系统、雷达系统和高速数字系统的基础。
本课程设计将通过对微波固态电路原理和设计方法的探讨，帮助学生深入了解微波固态电路的基本原理、设计方法和应用。
二、设计内容2.1 设计题目本次课程设计的题目为“基于微带线结构的微波放大器设计”。
2.2 设计目的通过本次设计，达到以下目的：1.掌握微波固态电路基本原理；2.了解基于微带线结构的微波放大器设计方法；3.能够独立设计和实现微波放大器电路。
2.3 设计流程本次设计的具体流程如下：•熟悉微波固态电路基本原理•选择合适的微波放大器类型和结构•设计微波放大器阻抗匹配电路•PCB布局设计•制作电路板•测试电路，获得性能参数2.4 设计工具本次课程设计所使用的工具如下：•ADS电路设计软件•Altium Designer PCB设计软件•信号源、频谱分析仪等实验设备三、设计步骤3.1 熟悉微波固态电路基本原理首先，需要对微波固态电路的基本原理进行深入了解，包括微波频率范围、传输线理论、阻抗匹配原理、S参数、微带线结构等。
3.2 选择合适的微波放大器类型和结构选定合适的微波放大器类型和结构对整个电路的性能具有重要的影响。
在本次设计中，我们选择的是基于微带线结构的低噪声放大器(LNA)。
选择LNA的理由是，LNA具有低噪声、高增益、稳定性好等优点，在微波高频应用中被广泛应用。
3.3 设计微波放大器阻抗匹配电路阻抗匹配电路是微波放大器设计中至关重要的一步。
通过阻抗匹配电路的设计，可以使每个组件的阻抗贴合，从而提高整个系统的性能。
在本次设计中，我们采用的是传统的谐振网络匹配法。
具体的匹配网络可以通过ADS软件中的Smith Chart工具进行设计和优化。
3.4 PCB布局设计在设计好阻抗匹配电路之后，需要进行PCB布局设计。
PCB的布局设计对电路性能具有直接的影响。
在布局设计中，应根据不同元器件的功能和系统特性合理安排其位置。
微波电路设计
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微波课程设计报告
湖南工业大学课程设计任务书2009 — 2010 学年第二学期计算机与通信学院（系、部）通信工程专业班级课程名称：微波技术与天线设计题目：微波滤波器的设计完成期限：自2011 年 6 月20 日至2011 年6 月26 日共 1 周指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日微波技术与天线课程设计说明书微波滤波器设计及其测量起止日期：2011年06月20日至2011年06月26日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)计算机与通信学院2011年06 月26 日（一） 滤波器的种类以信号被滤掉的频率范围来区分，可分为低通（Lowpass ）、高通（Highpass ）、带通（Bandpass ）及带阻（Bandstop ）四种。
若以滤波器的频率响应来分，则常见的有巴特渥兹型(Butter-worth)、切比雪夫I 型(Tchebeshev Type-I)、切比雪夫Ⅱ型(T chebeshev Type-Ⅱ)及椭圆型(Elliptic)等，若按使用元件来分，则可分为有源型及无源型两类。
其中无源型又可分为L-C 型(L-C Lumped)及传输线型(Transmission line)。
而传输线型以其结构不同又可分为平行耦合型(Parallel Coupled)、交叉指型(Interdigital)、梳型(Comb-line)及发针型(Hairpin-line)等等不同结构。
本实验以较常用的巴特渥兹型(Butter-worth)、切比雪夫I 型(Tchebeshev Type-I)为例，说明其设计方法。
首先了解Butter-worth 及Tchebeshev Type-I 低通滤波器的响应图。
(a) Butterowrth[]|),(|log 10),(,011),(2ωωωωωN B N B if N B LP NLP ⋅=≥+=(b) Tchebyshev Type []|),,(|l o g 10),,(,)(11),,(22ωωωεωN rp T N rp T T N rp T LP n LP ⋅=+=其中rp(dB)——通带纹波(passband ripple), 11010/2-=rp ε N ——元件级数数（order of element for lowpass prototype ） ω——截通比（stopband-to-passband ratio ）， ω= fc / fx (for lowpass)= B Wp / BWx (for bandpass) 其中fc ——-3 dB 截止频率（3 dB cutoff frequency ） fx ——截止频率（stopband frequency ） BWp ——通带频宽（passband bandwidth ） BWx ——截止频宽（stopband bandwidth ） T n (ω)为柴比雪夫多项式(Tchebyshey polynom als)[][]⎩⎨⎧>⋅⋅⋅≤⋅≤⋅⋅=--1)(cosh cosh 10)(cos cos )(11ωαωαωαωαωif N if N T n 其中⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=-εα1cosh 1cosh 1N，11010/2-=rp ε图4-1(a)(b)即是三级巴特渥兹型B （3，ω）与三种不同纹波和级数的切比雪夫型的截通比响应的比较图。
微波工程课程设计实验报告Smith圆图程序设计
一、摘要Smith圆图主要用语计算微波网络的阻抗、导纳及网络阻抗匹配设计，还可用于设计微波元器件。
Smith圆图软件不仅适用于微波工程设计，也可用于电磁场、微波技术及天线与电波传播等。
本软件可形象的演示圆图上的阻抗值、导纳值与反射系数。
二、设计目的微波网络的正弦稳态分析含有复数计算，运算十分繁琐和耗时。
在计算机运算速度和内存不够发达以前，图解分析法达到长足发展，其中多年来运用最广的事Smith圆图。
在计算微波传输线输入阻抗、导纳、及阻抗匹配等问题时，它不仅能避开繁琐的公式及复数运算，是工程设计总相关计算简单便捷，而且图解过程物理概念清晰，所的结果直观形象。
但随着计算机技术的飞速发展，图解法在计算精度上的固有缺陷日益显现，因为，圆图的设计精度取决于圆图中必须有足够的圆周数，而且过多的圆周会导致图线过于密集，不便将阻抗，反射系数、电压驻波系数（VSWR）及电长度等相关数据从图上直接读出。
通过对圆图构成的基本原理和应用问题的分析，利用现代计算机技术可以解决原图计算精度等问题，为此设计Simth圆图。
三、设计要求圆图软件设计要求计算结果以图形和数据并行输出，整个圆图软件分为用户图形界面模块、圆图计算模块、圆图演示模块。
圆图计算模块分为反射系数计算、单支节匹配计算、输入阻抗计算及整个Smith圆图；画图演示模块分为等归一化电阻圆、等归一化电抗圆、反射系数圆等；确定阻抗值在圆图上的位置、圆图的基本应用、求输入阻抗及其在圆图上的位置以及单支节匹配等问题。
四、程序流程图程序结构模型：功能实现图：五、演示验证过程1、打开Smith圆图软件2、点击“Smith圆图”按钮，观察到图形区内出现了已经画好的圆图，绿色是反射系数圆，紫色是阻抗圆实部，紫色是阻抗圆虚部。
3、在图形区点住鼠标左键不放，此时移动鼠标时，在图形区中自动画出鼠标所在点的Smith圆图，蓝色是反射系数圆，红色是阻抗圆。
在界面的右边可以读出此时的反射系数、阻抗值、导纳值，并且计算出该点的驻波比和行波系数，判断该点是否是波腹或者波节点。
微波课程设计
微波技术课程设计报告院系：电子信息工程学院专业班级：12级电子信息工程学生姓名：指导教师：（课程设计时间：2015年7月8日——2015年7月9日）安徽大学目录1概述 (2)1.1选题意义 (2)1.2设计目的 (2)2课程设计题目描述和要求 (2)3课程设计报告内容 (2)3.1前言 (2)3.2波导膜横向带通滤波器简介 (3)3.3模型定义 (3)3.4滤波器详细分析 (4)3.4.1膜片 (4)3.4.2带通滤波器 (6)3.4.3不连续性分析 (6)3.4.3等效电路 (7)3.4.4插入损耗 (10)4仿真设计 (11)5团队构成 (13)6体会总结 (14)6.1遇到的问题 (14)6.2团队成员感受 (14)参考文献 (15)1概述1.1选题意义微波矩形金属波导具有传输损耗小、功率容量大、工作频带窄和工作频率高的优点，是大功率微波输出窗通常采用的结构，其主要功能是将微波功率通过矩形波导等传输线传输到天线等负载。
在波导中放置横向电感膜片作为滤波电抗元件可以改善传输带宽，波导截面的改变所引起的电抗效应可以用复杂的场解法分析。
为了巩固微波课程所学知识，进一步熟悉与微波相关的仿真软件及其设计，此处课程设计我们利用COMSOL软件研究波导膜横向带通滤波器的相关特性，旨在激发设计兴趣的同时学习和总结微波设计的相关知识，提高自身能力。
1.2设计目的（1）学习使用多物理场建模与仿真软件“COMSOL”。
（2）了解微波器件的分析、仿真方法。
（3）了解波导膜横向带通滤波器的基本原理与仿真。
（4）培养书写综合实验报告的能力。
（5）锻炼团队协作能力。
2课程设计题目描述和要求课程设计题目：基于COMSOL软件波导膜横向带通滤波器要求：分析并实现波导膜横向带通滤波器的仿真3课程设计报告内容3.1前言波导滤波器因其结构简单，加工方便，损耗低，受到了广泛的应用。
波导型滤波器是一种经常使用的无源微波滤波器，特别是在大功率、高频段的天馈系统中波导型滤波器有着不可动摇的地位。
射频微波电路综合课程设计带通滤波器实验报告(模板)
射频微波电路综合课程设计带通滤波器实验报告射频微波电路综合课程设计带通滤波器实验报告篇一：射频电路课程设计摘要滤波电路的综合设计是相当复杂的，需要好多理论知识和数学知识做铺垫，我们知道用于无线的模拟电路是在吉赫兹频段，高性能计算机、工作站，当然还有作为这方面例子的个人计算机，他们所使用电路的时钟频率不断的增加。
全球定位系统载波频率在122 7.60m hz~1575.42mh z范围，而此次课程设计主要向大家介绍最大平滑巴特沃兹微波电路和等波纹契比学夫微波电路设计方法。
当微波电路工作在射频的低端频段，可以使用集总参数的元件进行设计，利用集总参数的电感和电容，按照一定的设计规则选取合适的电路和元件的参数，就可以实现归一化低通滤波电路的设计。
然后通过利用频率变换就可以低通微波电路、高通微波电路、带通微波电路和带阻微波电路的设计。
关键字：滤波电路平滑巴特沃兹微波电路等波纹契比学夫微波电路一引言通过对射频设计电路的学习，我们知道无线通信的快速发展，更紧凑的滤波器和混频器电路正在被设计和使用。
通常这些电路的工作频率高于1Ghz。
毫无疑问这种趋势将会继续下去，因此不仅要有独特性能的技术装置，而且要学会对高频电路中遇到的问题进行分析，我们知道随着频率的升高以及其相应的电磁波的波长变得可与分立电路元件的尺寸相比拟时，电阻、电容和电感这些元件的电响应就开始偏离他们的理想频率特性，下面将简单的向大家介绍一下本次滤波电路的设计方法，以及如何对其进行归一化。
微波固态电路课程设计 (2)
微波固态电路课程设计1. 课程设计介绍微波固态电路是当前电子工程领域研究的热门方向之一。
在课程设计中，我们将以微波固态电路为研究对象，重点掌握微波器件的基本工作原理和设计方法。
通过此次课程设计，学生将掌握微波固态电路的设计、仿真和测试技能，为将来从事微波电路设计与应用研究打下坚实的基础。
2. 课程设计目标本课程设计的主要目标在于让学生掌握以下技能：•了解微波固态电路的基本原理和设计方法；•熟悉ADS或者HFSS仿真软件的使用方法；•掌握微波固态电路的测试技术；•培养团队合作精神，同时提高沟通协调能力；•培养解决实际问题的能力和动手能力。
3. 课程设计内容本次课程设计的主要内容包括三个部分，分别是设计、仿真和测试：3.1. 设计首先，在团队的协作下，选择一个简单的微波固态电路进行设计。
例如，设计一个S波段的单极性放大器。
接着，依据微波固态电路的基本工作原理和设计方法，完成电路的仿真模型，通过仿真模型调整电路参数，使电路满足要求的性能指标。
最后，制作并调试电路原型。
3.2. 仿真利用ADS或者HFSS等工具进行电路仿真，验证仿真模型的正确性，同时分析电路性能指标随着不同参数的变化趋势，优化电路性能。
3.3. 测试将电路原型进行测试，并根据测试结果进行优化，使电路达到设计要求的性能指标。
4. 课程设计要求本课程设计要求团队协作完成，每个团队成员均需参与到设计、仿真和测试中，互相协作、相互学习。
在课程设计过程中，需遵守以下要求：•严格按照教师指导的流程进行，按时完成所有的任务；•使用ADS或HFSS等仿真工具，对电路性能进行仿真分析；•完成电路测试并记录测试结果；•撰写《微波固态电路课程设计报告》。
5. 课程设计评估本课程设计以课程设计报告作为评估依据，对每个学生及团队的表现进行综合评估。
评估主要考虑以下几个方面：•电路设计的合理性和创新性；•仿真模型的正确性和精度；•整个设计过程的完整性和规范性；•电路测试结果的可信度和准确性；•课程设计报告的撰写质量和清晰度。
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重庆大学本科学生课程设计指导教师评定成绩表说明：1、学院、专业、年级均填全称。
2、本表除评语、成绩和签名外均可采用计算机打印。
重庆大学本科学生课程设计任务书2、本表除签名外均可采用计算机打印。
本表不够，可另附页，但应在页脚添加页码。
摘要本次主要涉及了低通滤波器，功分器，带通滤波器和放大器，用到了AWR，MATHCAD和ADS 软件。
在低通滤波器的设计中，采用了两种方法：第一种是根据设计要求，选择了合适的低通原型，利用了RICHARDS法则用传输线替代电感和电容，然后用Kuroda规则进行微带线串并联互换，反归一化得出各段微带线的特性阻抗，组后在AWR软件中用Txline算出微带线的长宽，画出原理图并仿真，其中包括S参数仿真，Smith圆图仿真和EM板仿真。
第二种是利用低通原型，设计了高低阻抗低通滤波器，高低阻抗的长度均由公式算得出。
在功分器的设计中，首先根据要求的工作频率和功率分配比K，利用公式求得各段微带线的特性阻抗1，2，3端口所接电阻的阻抗值，再用AWR软件确定各段微带线的长度和宽度，设计出原理图，然后仿真，为了节省材料，又在原来的基础上设计了弯曲的功分器。
同时通过对老师所给论文的学习，掌握到一种大功率比的分配器的设计，其较书上的简单威尔金森功分器有着优越的性能。
对于带通滤波器，首先根据要求选定低通原型，算出耦合传输线的奇模，偶模阻抗，再选定基板，用ADS的LineCalc计算耦合微带线的长和宽，组图后画出原理图并进行仿真。
设计放大器时，一是根据要求，选择合适的管子，需在选定的频率点满足增益，噪声放大系数等要求。
二是设计匹配网络，采用了单项化射界和双边放大器设计两种方法。
具体是用ADS中的Smith圆图工具SmitChaitUtility来辅助设计，得到了微带显得电长度，再选定基板，用ADS中的LineCalc计算微带线的长和宽。
最后在ADS中画出原理图并进行仿真，主要是对S参数的仿真。
为了达到所要求的增益，采用两级放大。
其中第一级放大为低噪声放大，第二级放大为双共轭匹配放大。
由于在微波领域，很多时候要用经验值，而不是理论值，来达到所要求的元件特性，因此在算出理论值之后，常常需要进行一些调整来达到设计要求。
关键词：低通原型Kuroda规则功率分配比匹配网络微带线课程设计正文1.切比雪夫低通滤波器的设计1.1 设计要求：五阶微带低通滤波器：截止频率2.5GHZ止带频率：5GHZ通带波纹：0.5dB止带衰减大于42dB输入输出阻抗：50欧1.2 设计原理：切比雪夫低通滤波器具有陡峭的通带——阻带过渡特性，且陡峭程度与带内波纹有关。
一般来说波纹越大，通带——阻带过渡越陡峭。
在通带外，切比雪夫低通滤波器衰减特性较其他低通滤波器提高很多倍。
切比雪夫低通滤波器在过渡带比巴特沃斯滤波器的衰减快，但频率响应的幅频特性不如后者平坦。
切比雪夫滤波器和理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小，但是在通频带内存在幅度波动。
为了将低通原型的截止频率从1变换到wC ，需要乘以因子1/wC 来确定滤波器的频率，这是通过w/wC 来代替w 的。
ω =ΩC ω → Ω =Cωω对于低通原型中的串联电感j L X ，并联电容j c X 变换为低通滤波器中的感抗，容抗，可通过下面的公式来计算：1.3 设计流程图：1.4 设计步骤：步骤1：利用MA THCAD 进行参数计算：画出归一化低通原型的电路图如图一所示：图一集总参数模型图步骤2：集总元件的绘制与仿真：由于输入输出阻抗为50 Ohm，用原型值进行阻抗变换，得到各组件的真实值，用AWR软件画出相应的电路图如图二所示：图二：集总参数原理图得到相应的S参数仿真图：图三低通原型S参数仿真图Smith圆图仿真：从图中可以看到：仿真轨迹最终到达匹配点Z=1，可知输入输出带到了匹配。
步骤3：分布元件参数的计算用图二中开路，短路的并联，串联微带线替换图一中的电容和电感，只需直接运用Richards 变换即可得到微带线的特性阻抗和特性导纳为：图四用串联并联微带线代替电感器和电容器为了在信号端和负载端达到匹配并使滤波器容易实现，需要引入单元组件以便能够应用第一和第二个Kuroda规则，从而将所有串联线段变为并联线段。
由于这是一个五阶低通滤波器，我们必须配置总共4个单位组件以便将所有串联短路线变为并联开路线段。
首先，在滤波器的输入，输出端口引入两个单位元件：图五配置第一套单位元件因为单位元件与信号源及负载的阻抗都是匹配的，所以引入它们并不影响滤波器的特性。
对于第一个并联短线和最后一个并联短线应用Kuroda准则后的结果如图所示：图六将并联线变换为串联线因为这个电路有四个串联短线，所以仍然无法实现。
如果要将它们变换成并联形式，还必需再配置两个单位元件。
如图七所示：图七配置第二套单元元件因为单元元件与信号源及负载的阻抗相匹配，所以引入他们并不影响滤波器的特性。
对于图七中的电路应用Kuroda法则，则可以得到如图八所示的电路，真正能够实现的滤波器设计结果：Z1 Z2 Z3 Z4 Z5图八利用Kuroda法则将串联短路线变为并联短路线的滤波器电路对应的阻抗值为：经计算后得到的各个值为：步骤四：反归一化。
将单位元件的输入，输出阻抗变成50欧的比例变换。
得到实际阻抗的值。
反归一化后得到的值通过使用AWR软件对所设计的滤波器的微带线尺寸进行调整，最终基本达到设计的要求。
在基板H=1000，T=20um，介质常量Er=2.2的情况下，在ADS的软件中选择LineCalc选项，用LineCalc 来计算出微带线长度，频率=2.5GHZ,计算出微带线的长度与宽度。
用LineCalc计算后得到的长度,宽度值步骤四：绘制微带线原理图并仿真：1.根据Txline计算出来的各元件对应的微带线的长度和宽度，用AWR软件画出微带线原理图如下图：注意事项：需要在三端口的转接头与微带线连接时需要接一个二端口的转接头。
运用Kuroda准则是要注意（1）：用G值带入计算（2）：如果用C L值计算是需要再用c=g*z0/（2*3.14*f）l=g/z0（2*3.14*f）带入求出相关的值2.对微带线原理图进行仿真得到S参数仿真图：从s11参数仿真图可以看出，0到1.8GHZ范围内衰减为0，由于是用微带线设计的滤波器，在截止频率为2.5GHZ处，其衰减刚好为3dB.在止带频率4GHZ处，其衰减接近40dB，通带——阻带过渡陡峭，低通特性良好，满足设计要求。
3.对微带线原理图用Smith圆图进行仿真：在0——4GHZ范围内的仿真结果，从图中可以看出，当0GHZ时，从匹配点开始反射系数组建增大，当频率在0到2.5GHZ的变化过程中，仿真轨迹均在Z=1这个匹配点附近移动，移动幅度不大，因此，能量大部分可以传输出去。
但各鬼几点都表现出向外失配的趋势，当频率大于4GHZ时，我们发现轨迹点迅速失配，移向Smith圆图的最外圈，能量将不能从此滤波器传输出去，因此，该滤波器从总体上达到了设计上的要求。
步骤五：绘制EM图：用快捷键view layout，得到EM板的平面图。
在用view layout得到平面图后，通常有未连接的地方或者排列混乱，在点击edit下的select all后，再点击edit下的snap together，可以得到排列整齐并且各处连接正常的图形如下：步骤六：EM板导入导出及仿真：1）点击layout/export layout 导出project1.gds；2）点击project/Add EM structure/Import EM structure 导入project1.gds得到EM结构图如下：调节y尺寸使得元件置于中间位置，上下留出空间。
点击快捷键或选择在两个端口加上箭头，为使电磁能量能在输入输出端口流动，加上箭头后上图所示。
3）Option/project option 选择适当的仿真范围，在EM板上加端口，仿真得出EM板电磁流图如下图所示：从图中可以清楚的观察到，滤波器中的电磁能量在输入输出端口不停的流动，表现为箭头不时的向某个方向流动，由黄色部分可以看出电磁能量在整个滤波器中流通，说明了成功的设计了低通滤波器。
4）点击3D view得出EM板立体图。
可得EM板参数如下图所示：2.功分器的设计2.1设计要求工作频率：2.5GHz功率分配比：P2:P3=1:2输入输出阻抗：50 Ohm2.2 设计原理1. 在微波系统中，有时需要将传输功率分几路传送到不同的负载中去，或将几路功率合成为一路功率，以获得更大的功率。
此时便需要应用三端口功率分配/合成元件。
对这种元件的基本要求是损耗小、驻波比小、频带宽。
2. 功分器是三端口网络，信号输入端(PORT-1)的输入功率为1p，其他两个输出端(PORT-2及PORT-3)的输出功率分别为P2及P3。
由能量守恒定律知1p= P2+ P3。
功分器大致可分为等分型（P2= P3）和比例型（P2=K* P3）。
常用的功分器有：一般型分叉型环型3．威尔金森功分器是功分器的一种，可以做到完全匹配而且输出端口之间具有完全隔离的三端口网络，它可以实现任意的功分配比。
可以很方便的用微带线或带状线来做，广泛应用于阵列天线馈电网络。
2.3 设计步骤：步骤一：不等分威尔金森功分器的参数计算等功分威尔金森功率分配器的模型如下图所示：根据功率关系可求得如下设计方程：320 031KKZ Z +==51.5)1(2003202K K Z Z K Z +===103 )1(0KK Z R +==106 1R =2R =50其中，0Z =50 Ohm ；步骤二：用AWR 软件计算微带线长度和宽度，画出原理图将图中的R,02Z ,03Z 数据用WINDOWS 中的Txline 将相应的电阻值等效为微带线，其中电刻长度选取90度。
基板参数：H=1000um,T=35um ，介质常数=2.2，频率=2.5GHZ. 计算得微带线参数如下图所示：根据威尔金森功分器的结构绘制相应的原理图：步骤三：对威尔金森功分器进行仿真：1. S 参数仿真从图中可以看出：在频率为2.5GHZ 的时候，S11达到最小为39.9dB ，即在工作频率时输入端的反射系数最小，同时S21=S31=4dB 左右，可以知道，设计的功分器刚刚好达到1：2的功分比，故设计初步达到要求。
2.Smith 圆图仿真：从图中可以观察到：在频率为2.5GHz 的时候，输入输出端口刚好达到匹配。
步骤四：绘制EM 图1.用快捷键view layout ，得到EM 板的平面图。
在用view layout 得到平面图后，通常有未连接的地方或者排列混乱，在点击edit 下的select all 后，再点击edit 下的snap together ，可以得到排列整齐并且各处连接正常的图形如下：2. EM板导入导出及仿真：1）点击layout/export layout 导出project1.gds；2）点击project/Add EM structure/Import EM structure 导入project1.gds得到EM结构图如下：调节y尺寸使得元件置于中间位置，上下留出空间。