电磁场与微波技术实验报告

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电磁场与微波技术实验报告班级:学号:姓名:目录目录 (2)实验2 微带分支线匹配器 (3)一、实验目的: (3)二、实验原理 (3)三、实验内容 (3)四、实验步骤 (3)实验三四分之一波长阻抗变换器 (15)实验目的 (15)实验原理 (15)单节4λ阻抗变换器 (16)多节4λ阻抗变换器 (16)实验内容 (17)实验步骤 (18)实验4 低通滤波器 (31)实验目的 (31)实验原理 (31)低通原型滤波电路 (32)Richards变换 (32)Kuroda变换 (33)实验内容 (33)实验步骤 (33)总结 (41)完成任务 (41)问题及解决 (41)心得与体会 (41)实验2 微带分支线匹配器一、实验目的:1.熟悉支节匹配器的匹配原理2. 了解微带线的工作原理和实际应用3.掌握Smith图解法设计微带线匹配网络二、实验原理支节匹配器是在主传输线上并联适当的电纳(或者串联适当的电抗),用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波,以达到匹配的目的。

单支节匹配器,调谐时主要有两个可调参量:距离d和由并联开路或短路短截线提供的电纳。

匹配的基本思想是选择d,使其在距离负载d处向主线看去的导纳Y是Y0+jB 形式。

然后,此短截线的电纳选择为-jB,根据该电纳值确定分支短截线的长度,这样就达到匹配条件。

双支节匹配器,通过增加一支节,改进了单支节匹配器需要调节支节位置的不足,只需调节两个分支线长度,就能够达到匹配(但是双支节匹配不是对任意负载阻抗都能匹配的,即存在一个不能得到匹配的禁区)。

三、实验内容已知:输入阻抗Zin=75欧负载阻抗Zl=(64+j35)欧特性阻抗Z0=75欧介质基片εr=2.55,H=1mm假定负载在2G赫兹时实现匹配,利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络,假设双支节网络分支线与负载的距离d1=四分之一波长,两分支线之间的距离为d2=八分之一波长。

画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅度从1.8GHz至2.2GHz 的变化四、实验步骤(一):单支节匹配在史密斯圆图上找到等反射系数圆和g=1圆的交点,有两个点与其匹配。

电磁场与微波实验

电磁场与微波实验
� Microwave Office 2003完全构建在微软 Windows环境下,在执行仿真、版图设计以及 电磁分析时的速度比一些同类工具要快很多.
Page � 24
内置丰富的元件库 � MWO引入了许多微波元器件模型,包括集总元件
、分布参数元件,各种同轴、波导转接头,有源、 无源等器件模型等等。所以,该软件涵盖内容十分 广泛,几乎包括了微波设计的所有内容。MWO是 通过两个模拟器来对微波平面电路进行模拟和仿真 的。对于由集总元件构成的电路,用电路的方法来 处理较为简便。
创建一个新的电路原理图:右键单击Project View界面下的Circuit Schematics,点击New Schematics,建立一个空白的原理图;选择Elem Browser,按下图完成原理图。
左键单击Elem标签,在Nonlinear中选择 Diode,此时下方窗口将出现一些Diode元件;选 择窗口中的Sdiode元件,将其拖入原理图;重复 上面步骤,将Sources中的ACVS,Lumped Element中的RES,MeasDevice中的V_meter拖进 原理图。最后如图进行连线;在原理图的任何图 表符号上,双击左键可编辑参变量,完成原理图 中元件参数设置。
System Blocks:用于通信系统的仿真。
Page � 30
TXLine(传输线阻抗计算器)的使用
� 射频、微波电路与低频电路很重要的区别在于金属 线间耦合会对电路参数产生显著的影响,其影响主 要与金属线的线长与线宽有关 。此软件可以算出固 定基板的情况下各类微带结构的特性阻抗对应的金 属线的宽度和长度,为实际器件设计提供 等效元件 。
采用1 λ线匹配,有
4
Zin
=
Z
n

电磁场与微波实验实验

电磁场与微波实验实验

λg/mm
41.6
38.9
39.5
40
λg/mm 均值
40.0
λ0/mm
30.1
6. 用直接发测量计算电压驻波比(实际测量时,读取的是电压值)
1
2
3
4
Vmax/mV
210
208
200
200
Vmin/mV
50
48
50
40
ρ
2.09
7. 按照实验原理测量计算 lmin,并求出归一化阻抗值和实际阻抗值。
DT DA l������������������ 电长度
ρ
=
Emax ������min
=
√������������mmainx
在电压驻波系数1 < ρ < 1.5时,可以测量几个节点,取平均值。
ρ = √������m������amxi1n1++������m������maxin22++⋯⋯+������m������minanxn
当驻波系数1.5 < ρ < 5,直接读出������max和������min即可。 3. 测量阻抗
2. 预热信号源。设置信号源。载波设置:频率 10GHz,功率 15dBm;调制方式设置:AM,1KHz 方 波调制,调制深度>90%。
3. 预热选频放大器。
4. 插入驻波测量线探针,将探针移到两个波节点的中点,调节谐振回路使测量放大器指示最大。
5. 将波导测量线插入终端短路,用两点法测量导波波长
1
99.25 107.60 8.35 0.208
归一化阻抗
1.54 − 0.7i
实际阻抗
77 − 35i

电磁场与微波技术实验心得(优秀范文五篇)

电磁场与微波技术实验心得(优秀范文五篇)

电磁场与微波技术实验心得(优秀范文五篇)第一篇:电磁场与微波技术实验心得电磁场与微波技术实验报告我们班连续观摩了三个《电磁场与微波技术》课程的实验,通过观看视频,老师讲解和演示,以及自己的一些操作,使我们加深了对这三个实验的一些了解。

实验一、电磁波极化在这个实验我们主要了解电磁波极化、天线极化的概念;了解电磁波的分解与合成原理;了解圆极化波产生的基本原理。

这个实验主要用到的仪器是微波分光仪,里面包含支座、分度转台、喇叭天线、可变衰减器、晶体检波器、视频电缆及微安表、读书机构、栅网组件、三厘米信号源、分光介质板。

实验内容:首先连接好实验仪器,三厘米固态信号源工作在等幅状态,按下电压按键使三位半数字表显示电压的示数,信号源的输出端通过同轴线连接到微波分光仪,此时的电信号通过同轴转波导经过隔离器、可变衰减器到达辐射天线的辐射喇叭(Pr0),辐射喇叭辐射出的波经过栅网组件的反射和吸收到达接收喇叭(Pr3),经由晶体检波器,通过同轴线与微安表相连。

垂直栅网(Pr1)与辐射喇叭在同一条水平线上,通过长铝质支柱固定在基座上;水平栅网(Pr2)正对着辐射喇叭,并与垂直栅网成直角,通过读数机构和短铝质支柱固定在基座上。

接收喇叭与辐射喇叭成45º角。

然后开始实验,打开信号源开关,这时转动接收喇叭Pr3,当Pr3喇叭E面与垂直栅网平行时收到E⊥波,经几次调整辐射喇叭Pr0的转角使Pr3接收到的|E∥|=|E⊥|,实现圆极化的幅度相等要求。

然后接收喇叭Pr3在E∥和E⊥之间转动,将出现任意转角下的|Eα|≤|E∥|(或E⊥)。

这时改变Pr2水平栅网位置,使Pr3接收的波具有|Eα|=|E∥|=|E⊥|,从而实现了E∥和E⊥两个波的相位差为±90º,得到圆极化波。

实验心得:通过老师的细心讲解以及在老师的指导下,我们进行了一些简单的操作,熟悉了实验仪器的名称,以及一些仪器的作用以及工作原理,如三厘米信号源, 它是一种使用体效应管作振荡源的微波信号源,能输出等幅信号及方波调制信号。

电磁场与微波技术实验报告(全)

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信息与通信工程学院电磁场与微波技术实验报告班级:姓名:学号序号:日期:1实验二:分支线匹配器一、实验目的掌握支节匹配器的工作原理;掌握微带线的基本概念和元件模型;掌握微带线分支线匹配器的设计和仿真。

二、实验原理支节匹配器支节匹配器是在主传输线上并联适当的电纳(或者串联适当的电抗),用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波,以达到匹配的目的。

单支节匹配器:调谐时,主要有两个可调参量:距离d 和分支线的长度l。

匹配的基本思想是选择d,使其在距离负载d 处向主线看去的导纳Y 是Y0 + jB 形式,即Y = Y0 +jB ,其中Y0 = 1/Z0。

并联开路或短路分支线的作用是抵消Y 的电纳部分,使总电纳为Y0,实现匹配,因此,并联开路或短路分支线提供的电纳为−jB ,根据该电纳值确定并联开路或短路分支线的长度l,这样就达到匹配条件。

双支节匹配器:通过增加一支节,改进了单支节匹配器需要调节支节位置的不足,只需调节两个分支线长度,就能够达到匹配(注意双支节匹配不是对任意负载阻抗都能匹配的,即存在一个不能得到匹配的禁区)。

微带线微带线是有介质εr(εr > 1) 和空气混合填充,基片上方是空气,导体带条和接地板之间是介质εr,可以近似等效为均匀介质填充的传输线,等效介质电常数为εe ,介于1 和εr 之间,依赖于基片厚度H 和导体宽度W。

而微带线的特性阻抗与其等效介质电常数为εe 、基片厚度H 和导体宽度W 有关。

三、实验内容已知:输入阻抗Z in = 75 Ω 负载阻抗Z L = (64 + j35) Ω特性阻抗Z0 = 75 Ω介质基片εr = 2.55,H = 1mm,导体厚度T 远小于介质基片厚度H。

2假定负载在2GHz 时实现匹配,利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络,假设双支节网络分支线与负载的距离d1 = λ/4 ,两分支线之间的距离为d2 = λ/8。

画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅度从1.8GHz 至2.2GHz 的变化。

电磁场与微波技术实验

电磁场与微波技术实验

电磁场与微波技术实验 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】实验三对称天线和天线阵的方向图实验目的:1、熟悉对称天线和天线阵的概念;2、熟悉不同长度对称天线的空间辐射方向图;3、理解天线阵的概念和空间辐射特性。

实验原理:天线阵就是将若干个单元天线按一定方式排列而成的天线系统。

排列方式可以是直线阵、平面阵和立体阵。

实际的天线阵多用相似元组成。

所谓相似元,是指各阵元的类型、尺寸相同,架设方位相同。

天线阵的辐射场是各单元天线辐射场的矢量和。

只要调整好各单元天线辐射场之间的相位差,就可以得到所需要的、更强的方向性方向图乘积定理f(θ,φ)=f1(θ,φ)×fa(θ,φ) 上式表明,天线阵的方向函数可以由两项相乘而得。

第一项f1(θ,φ)称为元因子(Primary Pattern),它与单元天线的结构及架设方位有关;第二项fa(θ,φ)称为阵因子(Array Pattern),取决于天线之间的电流比以及相对位置,与单元天线无关。

方向函数(或方向图)等于单元天线的方向函数(或方向图)与阵因子(或方向图)的乘积,这就是方向图乘积定理。

已知对称振子以波腹电流归算的方向函数为实验步骤:1、对称天线的二维极坐标空间辐射方向图(1)建立对称天线二维极坐标空间辐射方向函数的数学模型(2)利用matlab软件进行仿真(3)观察并分析仿真图中不同长度对称天线的空间辐射特性E面方向函数:2、天线阵—端射阵和边射阵(1)建立端射阵和边射阵空间辐射方向函数的数学模型(2)利用matlab软件进行仿真(3)观察并分析仿真图中两种天线阵的空间辐射特性实验报告要求:(1)抓仿真程序结果图(2)理论分析与讨论1、对称天线方向图 01)clc clearlambda=1;%自由空间的波长L0=1; %改变L0值,得到不同长度对称阵子的方向图L=L0*lambda; %分别令L=λ/4,λ/2,3λ/4,λ,3λ/2,2λ k=2*pi/lambda;%自由空间的相移常数 theta0=[::360]; theta=theta0*pi/180;for i=1:length(theta0) fe(i)=abs((cos(k*L*cos(theta(i)))-cos(k*L))/sin(theta(i))); endpolar(theta,fe/max(fe)); %画归一化方向图title('L=λ时对称阵子天线的方向图')%L 的长度不同,标题不同 02)clc clearlambda=1;%自由空间的波长902700L=λ时对称阵子天线的方向图902700L=λ时对称阵子天线的方向图L0=1/4; %改变L0值,得到不同长度对称阵子的方向图 L=L0*lambda; %分别令L=λ/4,λ/2,3λ/4,λ,3λ/2,2λ k=2*pi/lambda;%自由空间的相移常数 theta0=[::360]; theta=theta0*pi/180; for i=1:length(theta0)fe(i)=abs((cos(k*L*cos(theta(i)))-cos(k*L))/sin(theta(i))); endpolar(theta,fe/max(fe)); %画归一化方向图title('L=λ时对称阵子天线的方向图')%L 的长度不同,标题不同 3)clc clearlambda=1;%自由空间的波长L0=1/2; %改变L0值,得到不同长度对称阵子的方向图 L=L0*lambda; %分别令L=λ/4,λ/2,3λ/4,λ,3λ/2,2λk=2*pi/lambda;%自由空间的相移常数 theta0=[::360]; theta=theta0*pi/180; for i=1:length(theta0)fe(i)=abs((cos(k*L*cos(theta(i)))-cos(k*L))/sin(theta(i)));902700L=λ时对称阵子天线的方向图endpolar(theta,fe/max(fe)); %画归一化方向图title('L=λ时对称阵子天线的方向图')%L 的长度不同,标题不同 4)clc clearlambda=1;%自由空间的波长 L0=3/4; %改变L0值,得到不同长度对称阵子的方向图 L=L0*lambda; %分别令L=λ/4,λ/2,3λ/4,λ,3λ/2,2λ k=2*pi/lambda;%自由空间的相移常数 theta0=[::360]; theta=theta0*pi/180; for i=1:length(theta0)fe(i)=abs((cos(k*L*cos(theta(i)))-cos(k*L))/sin(theta(i))); endpolar(theta,fe/max(fe)); %画归一化方向图title('L=λ时对称阵子天线的方向图')%L 的长度不同,标题不同 5)clc clearlambda=1;%自由空间的波长902700L=λ时对称阵子天线的方向图900L=λ时对称阵子天线的方向图L0=3/2; %改变L0值,得到不同长度对称阵子的方向图 L=L0*lambda; %分别令L=λ/4,λ/2,3λ/4,λ,3λ/2,2λ k=2*pi/lambda;%自由空间的相移常数 theta0=[::360]; theta=theta0*pi/180; for i=1:length(theta0)fe(i)=abs((cos(k*L*cos(theta(i)))-cos(k*L))/sin(theta(i))); endpolar(theta,fe/max(fe)); %画归一化方向图title('L=λ时对称阵子天线的方向图')%L 的长度不同,标题不同 6)clc clearlambda=1;%自由空间的波长L0=2; %改变L0值,得到不同长度对称阵子的方向图L=L0*lambda; %分别令L=λ/4,λ/2,3λ/4,λ,3λ/2,2λk=2*pi/lambda;%自由空间的相移常数 theta0=[::360]; theta=theta0*pi/180; for i=1:length(theta0)fe(i)=abs((cos(k*L*cos(theta(i)))-cos(k*L))/sin(theta(i)));902700L=λ时对称阵子天线的方向图endpolar(theta,fe/max(fe)); %画归一化方向图title('L=λ时对称阵子天线的方向图')%L 的长度不同,标题不同 分析对称振子天线的方向图(以上图形)可以看出:①l <λ时,随着振子长度的增加,其方向图波瓣变尖锐,其最大辐射方向在q =90o ,无副瓣;②当l >λ时,开始出现副瓣, 但最大辐射方向仍在q =90o 的方向上; ③当l >0.625l λ时,最大辐射方向将偏离q =90o 的方向;(当l >λ,出现反向电流,场为反向叠加);④当l =l λ时,天线上的反向电流与正向电流相同,故在q =90o 上场将完全抵消,其总场为零,但在q =60o 的方向上,由于场的行程差引起的相位差和电流的相位差互相抵消,从而形成场的最大值。

电磁场与微波技术znjn完整版

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电磁场与微波技术z n j n Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】——电磁场与微波技术实验报告班级:06姓名:张妮竞男学号:84序号: 31#日期:2014年5月31日邮箱实验二:分支线匹配器一、实验目的1、掌握支节匹配器的工作原理2、掌握微带线的基本概念和元件模型3、掌握微带分支线匹配器的设计与仿真二、实验原理1、支节匹配器随着工作频率的提高及相应波长的减小,分立元件的寄生参数效应就变得更加明显,当波长变得明显小于典型的电路元件长度时,分布参数元件替代分立元件而得到广泛应用。

因此,在频率高达以上时,在负载和传输线之间并联或串联分支短截线,代替分立的电抗元件,实现阻抗匹配网络。

常用的匹配电路有:支节匹配器,四分之一波长阻抗变换器,指数线匹配器等。

支节匹配器分单支节、双支节和三支节匹配。

这类匹配器是在主传输线并联适当的电纳(或串联适当的电抗),用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波,以达到匹配的目的。

此电纳或电抗元件常用一终端短路或开路段构成。

2、微带线从微波制造的观点看,这种调谐电路是方便的,因为不需要集总元件,而且并联调谐短截线特别容易制成微带线或带状线形式。

微带线由于其结构小巧,可用印刷的方法做成平面电路,易于与其它无源和有源微波器件集成等特点,被广泛应用于实际微波电路中。

W为微带线导体带条的宽度;εr为介质的相对介电常数;T为导体带条厚度;H为介质层厚度,通常H远大于T。

L为微带线的长度。

微带线的严格场解是由混合TM-TE波组成,然而,在绝大多数实际应用中,介质基片非常薄(H<<λ),其场是准TEM波,因此可以用传输线理论分析微带线。

微带线的特性阻抗与其等效介电常数εr、基片厚度H和导体宽度W有关,计算公式较为复杂,故利用txline来计算。

微带线元件模型3、元器件库里包括有:MLIN:标准微带线MLEF:终端开路微带线MLSC:终端短路微带线MSUB:微带线衬底材料MSTEP:宽度阶梯变换MTEE:T型接头MBENDA:折弯微带线的不均匀性上述模型中,终端开路微带线MLEF、宽度阶梯变换MSTEP、T型接头MTEE 和折弯MBENDA,是针对微带线的不军训性而专门引入的。

电磁场与微波实验三报告——双缝干涉实验

电磁场与微波实验三报告——双缝干涉实验

双缝干涉实验1. 实验原理如右图所示,当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时,则每一条狭缝就是次级波波源。

由同一波源到达两缝后所发出的次级波是相干波,因此在金属板后面的空间中将产生干涉现象。

当然,当光通过每条缝时也会出现前面所讨论过的衍射现象,因此这项实验是干涉和衍射两者结合的结果,为重点研究干涉的结果,可以通过控制波长和缝隙宽度来使衍射的现象减弱。

假设b 为双缝的间距,a 仍为缝宽,取a 尽量接近波长λ。

在这样的条件下当取较大的b 时,干涉强度受单缝衍射的影响较小,反之,当b 较小时,干涉强度受单缝衍射影响较大。

干涉加强的角度为半波长的偶数倍处:1sin []K a bλϕ-⨯=+ 式中K=1,2,…;干涉减弱的角度为半波长的奇数倍处:1(21)sin []2()K a b λϕ-+⨯=+式中K=1,2,…。

只要a 、b 选取合理,可以只对1级极大的干涉角和0级极小的干涉角进行讨论。

2. 实验步骤实验平台搭接如上调整双缝板的缝宽到所需大小,将狭缝板放到支座上,使板面与小圆盘上的90-90刻线一致。

固定臂的指针指在小平台的180刻度处。

调整信号电平使数据采集仪接近满刻度。

(注意:双缝板的两面材料不同)开始实验前,检查实验装置状态,注意仪器保护。

(尤其三厘米固态信号源)察看三厘米固态信号源的“等幅”和“方波”档的设置,将数据采集仪的“等幅/方波”设置按钮等同于三厘米固态信号源的设置。

由于双缝板横向尺寸有限,b 选取较大时,接收端转角过大,易使微波直接被接收端接收,使数据产生偏差。

在主菜单页面点击“双缝干涉实验”,弹出“建议提示框”,这是软件建议选择的“采集点数”和“脉冲通道”,单击“OK” 进入“输入采集参数”界面。

本实验默认选取通道1作为光栅通道插座和数据采集仪的数据接口。

采集点数可根据提示选取。

在“输入采集参数”界面点击“试采集”按钮,可预览采集过程。

试采集后,若开始“正式采集”,务必要把实验装置恢复到实验的初始状态,方可继续进行“正式采集”工作!本实验采集180个点,采集结束后,可对数据进行保存,点击“保存数据”按钮进行保存。

电磁场与微波实验七报告——微波基础计算器实验

电磁场与微波实验七报告——微波基础计算器实验

选择“自动获取数据”、“自动刷新”后,此时圆图的数据便实时地直接来自于长 线计算器的计算结果,改变长线计算器绿点的位置时,圆图会自动随着进行相应的 改变。 3. 单支节匹配 在特性阻抗输入 50,终端负责输入 ,波长输入 1,点击绘制导纳圆图。
3. 实验结果
1. 长线理论 线长 时:当前输入阻抗归一化值 , ,反射系数
单支节匹配:
单支节调配器是在距离负载 d 处串联或者并联长度为 l 的终端开路或者短路的短截线来 构成的。利用调节支节的位置 d 和长度 l 来实现匹配。 匹配对象:任意负载 Zl rl jxl 其中 rl 0 分析枝节匹配的方法均采用倒推法——由结果推向原因。
以并联支节为例:
Yin 1.0 j0
g g 1 4 4
三套参量同时在一个单位圆内表示,具体如下; 1)由横坐标表示反射系数实部,纵坐标表示反射系数虚部,构成反射系数复平面; 2)对于一个无耗均匀传输线,其反射系数的模是不变的,变化的是位相(位置)构成 反射系数同心圆(以负载为参考面向源移动时,位相角减少,顺时针转动) ; 3)驻波系数和反射系数在反射系数复平面上也是同心圆; 4)阻抗在反射系数复平面上表示时要归一化,某一点的阻抗由经过该点的等电阻圆与 等电抗弧线确定。 本实验是利用并联支节进行传输线匹配的。 终端短路传输线相当于一个纯电抗。 在主传输线上并联一个短路面位置可调的支路传输线,相当于并联一个可变电抗。 由于并联支节,进行匹配设计时用导纳方法表示更为简便。
抗调整为 0,然后将绿点拖动到归一化导纳值虚部分别为 前位置 , 。
由此可见,两种方式计算所得结果相同,直接使用单支节匹配计算器所得结果精度 更高。
4. 结果分析与讨论
如何利用微波计算器实现双支节匹配?(以串联双支节匹配为例) 1) 将负载阻抗 Z 输入为负载,然后移动绿点长度为 D1(靠近负载的第一个支节处的 长度) ,读出 ; 2) 将这个 Z1 作为新负载填到长线的负载处,这时新负载的位置就说辅助圆的位置。 这时要保持阻抗实部 r1 不变,通过并联一个支节(相当于改变 x1)使得这个点移到 辅助圆的圆周上,这时也相当于落在了标准匹配圆( )的圆周上; 3) 将绿点定位到距负载 Z1 距离为 D(双支节间距) ,这个点就是标准匹配圆的位置, 按要求它要等于 ; 4) 固定 r1,手工优化改变 x1 直到标准圆的实部等于 1,读出 (新负载端——辅助支 节处)及固定点(第一支节)的 x; 5) 两个支节的长度可通过把 x、 ( ) 分别填到负载位置, 拉动绿点发现 (极 小/极大)点得到短路/开路支节的长度; 6) 计算过程由于可能会遇到奇异点 (导致计算溢出) , 有可能会出错, 注意记录数据, 重新启动程序计算就可以了。

电磁场与微波实验报告波导波长的测量

电磁场与微波实验报告波导波长的测量

电磁场与微波实验报告波导波长的测量实验目的:测量波导中的波长和相速度。

实验原理:波导是一种可以传输电磁波的导线或管道。

在波导内传播的波称为波导波。

波导波的波长和相速度是波导性质的重要参数。

在波导中,波长λ可以通过波导尺寸和相速度v的关系来计算,即λ=v/f,其中f为使用的频率。

而相速度v又可以通过测量电磁波在波导中传播的时间和波导长度L来计算,即v=L/t。

实验装置:1.波导:长度大于等于所测频率的波长,内壁光滑且无孔。

2.微波发生器:用于产生微波信号的电源。

3.接收天线:用于接收微波信号。

4.微波功率计:用于测量微波信号的功率。

5.方位角转台:用于调整接收天线的方位角。

6.指示器:用于读取方位角转台上的表盘读数。

实验步骤:1.将微波发生器和波导连接,并调节发生器频率为所需测量频率。

2.将接收天线与微波功率计连接,并将接收天线安装在方位角转台上。

3.将微波功率计与接收天线连接,调整微波功率计的灵敏度。

4.打开微波发生器,并调整微波功率计的灵敏度,使其显示尽可能大的数值。

5.将方位角转台旋转,找到接收微波信号最大的方向。

记录下方位角转台上的表盘读数。

6.断开接收天线和波导之间的连接。

7.将方位角转台旋转90°,并移动波导,使得波导的长度等于所测波长的整数倍。

8.重新连接接收天线和波导,并重复步骤4-69.根据记录的方位角转台表盘读数计算出微波在波导中的相速度,并根据相速度和已知频率计算出波长。

实验数据分析:根据实验步骤所得的方位角转台表盘读数,可以计算出微波在波导中的传播时间Δt。

由此可以计算出相速度v=L/Δt。

同时,已知频率f,可以利用波长λ=v/f计算出波长。

实验结果与讨论:根据实验数据和计算结果,可以得到微波在波导中的波长和相速度。

这些结果可以与理论值进行比较,从而验证实验的准确性。

同时,还可以通过调节微波发生器的频率,重复上述实验步骤,得到不同频率下的波长和相速度,从而研究波导中的波长和相速度与频率之间的关系。

电磁场与微波测量实验

电磁场与微波测量实验

四、实验原理
传输线的输入阻抗 Zin 与其终端负载阻抗 ZL 的关系为: Zin=
������������ +������������������ ������������ 1+������������������������������������������
„„(1)
设传输线上第一个电压驻波最小点离终端负载的距离为 lmin,电 压驻波最小点处的输入阻抗在数值上等于 ,即:
„„(3)
所以,负载阻抗的测量实质上归结为电压驻波系数ρ及驻波相位 lmin 值的测量,当测出ρ,λ
g
及 lmin 后,就能由上式计算出负载阻抗
ZL。但是,这是一个复数运算,在工程上,通常由ρ和 lmin 从圆图上求 出阻抗或导纳来。 由于测量线结构的限制, 直接测量终端负载 ZL 端面到第一个驻波 最小点的距离 lmin 是比较困难的。 因此实际测量中常用“等效截面法”: 首先将测量线终端短路,用测量线测得某一驻波节点位置 DT,将此
1−������������������������������������������������������ ������ −������������������������������������������������
就可求出阻抗值;
7、调节可变衰减器使指针偏转接近满度,然后利用滑动单螺适配器 调配晶体检波器,使驻波比小于 1.05。 8、整理数据,计算数值。
电磁场与微波测量实验报告
实验五阻抗测量及匹配技术实验
题目:电磁场与微波测量实验 学院:电子工程学院 班级:xx 撰写人:xx 组内成员:xxxx
一、实验目的
1、掌握利用驻波测量线测量阻抗的原理和方法; 2、熟悉利用螺钉调配器匹配的方法; 3、熟悉 Smith 圆图的应用; 4、掌握用网络分析仪测量阻抗及调匹配的方法。

电磁场与微波技术实验报告

电磁场与微波技术实验报告

电磁场与微波技术实验报告实验题目:基于ADS软件的平行耦合微带线带通滤波器的设计与仿真学号:学生姓名:专业:班级:指导教师:一、实验目的1、熟悉ADS软件的基本使用方法2、了解基本传输线、微带线的特性3、利用ADS软件进行基本传输线和微带线的电路设计和仿真二、实验仪器Advanced Design System软件。

三、实验原理滤波器是用来分离不同频率信号的一种器件,在微波电路系统中,滤波器的性能对电路的性能指标有很大的影响,微带电路具有体积小,重量轻、频带宽等诸多优点,在微波电路系统应用广泛,其中用微带做滤波器是其主要应用之一。

平行耦合微带线带通滤波器在微波集成电路中是被广为应用的带通滤波器。

1、滤波器的介绍滤波波器可以分为四种:低通滤波器和高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

射频滤波器又可以分为以下波导滤波器、同轴线滤波器、带状线滤波器、微带滤波器。

滤波的性能指标:频率范围:滤波器通过或截断信号的频率界限通带衰减:滤波器残存的反射以及滤波器元件的损耗引起阻带衰减:取通带外与截止频率为一定比值的某频率的衰减值寄生通带:有分布参数的频率周期性引起,在通带外又产生新的通带2、平行耦合微带线滤波器的理论当频率达到或接近GHz时,滤波器通常由分布参数元件构成,平行耦合微带传输线由两个无屏蔽的平行微带传输线紧靠在一起构成,由于两个传输线之间电磁场的相互作用,在两个传输线之间会有功率耦合,这种传输线也因此称为耦合传输线。

平行耦合微带线可以构成带通滤波器,这种滤波器是由四分之一波长耦合线段构成,她是一种常用的分布参数带通滤波器。

当两个无屏蔽的传输线紧靠一起时,由于传输线之间电磁场的相互作用,在传输线之间会有功率耦合,这种传输线称之为耦合传输线。

根据传输线理论,每条单独的微带线都等价为小段串联电感和小段并联电容。

每条微带线的特性阻抗为Z0,相互耦合的部分长度为L,微带线的宽度为W,微带线之间的距离为S,偶模特性阻抗为Z e,奇模特性阻抗为Z0。

微波技术实验报告

微波技术实验报告

微波技术实验报告微波技术实验报告引言:微波技术是一种在现代科技中广泛应用的技术,它涉及无线通信、雷达、微波炉等众多领域。

本实验旨在探究微波技术的原理和应用,通过实际操作来加深对微波技术的理解和掌握。

一、实验目的本实验的主要目的是研究微波技术的传输特性和应用,通过实验来验证微波的反射、折射和透射现象,并观察微波在波导中的传输情况。

同时,我们还将探索微波技术在通信和雷达领域的应用。

二、实验原理微波是一种电磁波,波长介于射频波和红外线之间。

它的频率高、波长短,具有穿透力强、传输速度快等特点,因此在通信和雷达等领域得到广泛应用。

微波的传输特性与其频率、波长、传输介质等因素有关。

三、实验设备和材料本实验所需的设备和材料包括微波发生器、微波接收器、微波波导、反射板、透射板、折射板等。

四、实验步骤1. 首先,我们将微波发生器和微波接收器连接起来,形成一个微波传输系统。

2. 然后,我们将微波波导与微波传输系统连接,观察微波在波导中的传输情况。

3. 接下来,我们将反射板放置在微波传输系统的路径上,观察微波的反射现象。

4. 紧接着,我们将透射板放置在微波传输系统的路径上,观察微波的透射现象。

5. 最后,我们将折射板放置在微波传输系统的路径上,观察微波的折射现象。

五、实验结果和分析通过实验观察和数据记录,我们得出以下结论:1. 微波在波导中的传输情况较好,传输损耗较小,适用于远距离通信和雷达应用。

2. 微波在反射板上发生反射现象,反射角度等于入射角度,符合反射定律。

3. 微波在透射板上发生透射现象,透射角度与入射角度有关,符合折射定律。

4. 微波在折射板上发生折射现象,折射角度与入射角度、两种介质的折射率有关,符合折射定律。

六、实验应用微波技术在通信和雷达领域有着广泛的应用。

其中,微波通信是一种基于微波技术的无线通信方式,它具有传输速度快、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于移动通信、卫星通信等领域。

而雷达则是一种利用微波技术进行探测和测量的装置,它在军事、气象、航空等领域发挥着重要作用。

电磁场与微波实验报告波导波长的测量

电磁场与微波实验报告波导波长的测量

电磁场与微波测量实验报告学院:班级:组员:撰写人:学号:序号:实验二 波导波长的测量一、 实验内容波导波长的测量【方法一】两点法 实验原理如下图所示:按上图连接测量系统,可变电抗可以采用短路片。

当矩形波导(单模传输TE10模)终端(Z =0)短路时,将形成驻波状态。

波导内部电场强度(参见图三之坐标系)表达式为:Z aXE E E Y βπsinsin 0)(==在波导宽面中线沿轴线方向开缝的剖面上,电场强度的幅度分布如图三所示。

将探针由缝中插入波导并沿轴向移动,即可检测电场强度的幅度沿轴线方向的分布状态(如波节点和波腹点的位置等)。

两点法确定波节点位置将测量线终端短路后,波导内形成驻波状态。

调探针位置旋钮至电压波节点处,选频放大器电流表表头指示值为零,测得两个相邻的电压波节点位置(读得对应的游标卡尺上的刻度值1T 和2T ),就可求得波导波长为:T 2 min 'min g -=T λ由于在电压波节点附近,电场(及对应的晶体检波电流)非常小,导致测量线探针移动“足够长”的距离,选频放大器表头指针都在零处“不动”(实际上是眼睛未察觉出指针有微小移动或指针因惰性未移动),因而很难准确确定电压波节点位置,具体测法如下:把小探针位置调至电压波节点附近,尽量加大选频放大器的灵敏度(减小衰减量),使波节点附近电流变化对位置非常敏感(即小探针位置稍有变化,选频放大器表头指示值就有明显变化)。

记取同一电压波节点两侧电流值相同时小探针所处的两个不同位置,则其平均值即为理论节点位置:() 2121min T T T +=最后可得 T 2min 'min g -=T λ(参见图四)YZ【方法二】 间接法矩形波导中的 波,自由波长 和波导波长g λ满足公式:2 12⎪⎭⎫ ⎝⎛-a g λλλ=其中:f g /1038⨯=λ,cm a 286.2=通过实验测出波长,然后利用仪器提供的对照表确定波的频率,利用公式确定出 ,再计算出波导波长g λ。

电磁场与微波技术实验报告

电磁场与微波技术实验报告

电磁场与微波技术实验报告
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华北电力大学
实验报告
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实验名称仿真实验一:Smith圆图的仿真
课程名称电磁场与微波技术
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专业班级:学生姓名:
学号:成绩:
指导教师:实验日期:
验证性、综合性实验报告应含的主要内容:
一、实验目的及要求
二、所用仪器、设备
三、实验原理
四、实验方法与步骤
五、实验结果与数据处理
六、讨论与结论<对实验现象、实验故障及处理方法、实验中存在的问题
等进行分析和讨论,对实验的进一步想法或改进意见)b5E2RGbCAP
七、所附实验输出的结果或数据
设计性实验报告应含的主要内容:
一、设计要求
二、选择的方案
三、所用仪器、设备
四、实验方法与步骤
五、实验结果与数据处理
六、结论<依据“设计要求”)
七、所附实验输出的结果或数据
* 封面左侧印痕处装订
为半径的圆。

那么不同的反射系数出,这是一个直线方程,表明在复平面上等反射系数幅角线是由将。

我们把前面所讲的四种轨迹画在一张极坐标图上,
文件下的Sch1,在右侧空白处建立电路图,如下图所New Item>Analyses>Add linear Analysis。

申明:
所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途。

电磁场实验报告

电磁场实验报告

电磁场与微波技术实验实验报告书学院:电子信息学院专业:电子信息工程实验一:功率分接器一、实验目的:1、了解功分器的原理及基本设计方法。

2、用实验模组实际测量以了解功分器的特性。

3、学会使用MICROWAVE 软件对功分器设计及仿真,并分析结果。

二、实验仪器及器材:项次 设备名称 数量 备注1 MOTECH RF2000 测量仪 1套 亦可用网络分析仪2 功分器模组1A 、2A 2组 RF2KM4-1ARF2KM4-2A3 50Ω终端负载 1个 LOAD4 THRU 端子 1个 THRU (RF2KM )5 50Ω BNC 连接线 2条 CA-1、CA-26 1M Ω BNC 连接线 2条 CA-3、CA-4 7MICROWAVE 软件1套 微波软件三、实验原理:功率分接器是三端口网络结构(3-port network ),如图所示。

信号输入端(Port-1)的功率为P1,而其他两个输出端(Port-2及Port-3)的功率分别为P2及P3。

由能量守恒定律可知P1=P2 + P3。

若P2=P3并以毫瓦分贝(dBm )来表示三端功率间的关系,则可写成: P2(dBm) = P3(dBm) = P in (dBm) – 3dB功率衰减器方框图当然P2并不一定要等于P3,只是相等的情况在实际电路中最常用。

因此,功分器在大致上可分为等分型(P2=P3)及比例型(P2=K ·P3)两种类型。

四、实验步骤:(1) 将RF2000与PC 机通过RS232连接,接好RF2000的电源,开机。

启动SCOPE2000软件。

(2) 开始做电阻式功率分接器的S11参数测量。

将标号为“RF2KM4-1A ”的模块P1端接在RF2000的SWEEP/CW1 OUT 端子上,P2\P3接上50欧姆匹配负载。

接好模块后,过几秒钟后按“Band ”把频段打到300M-500M ,此时是电阻式功率分接器在300MHz-500MHz 时的S11的曲线图。

电磁场与微波测量实验报告 微波 实验六 用谐振腔微扰法测量介电常数

电磁场与微波测量实验报告 微波 实验六 用谐振腔微扰法测量介电常数

北京邮电大学电磁场与微波测量实验报告实验六用谐振腔微扰法测量介电常数微波技术中广泛使用各种微波材料,其中包括电介质和铁氧体材料。

微波介质材料的介电特性的测量,对于研究材料的微波特性和制作微波器件,获得材料的结构信息以促进新材料的研制,以及促进现代尖端技术(吸收材料和微波遥感)等都有重要意义。

一、 实验目的1. 了解谐振腔的基本知识。

2. 学习用谐振腔法测量介质特性的原理和方法二、 实验原理本实验是采用反射式矩形谐振腔来测量微波介质特性的。

反射式谐振腔是把一段标准矩形波导管的一端加上带有耦合孔的金属板,另一端加上封闭的金属板,构成谐振腔,具有储能、选频等特性。

谐振条件:谐振腔发生谐振时,腔长必须是半个波导波长的整数倍,此时,电磁波在腔内连续反射,产生驻波。

谐振腔的有载品质因数QL 由下式确定:210f f f Q L -=式中:f0为腔的谐振频率,f1,f2分别为半功率点频率。

谐振腔的Q 值越高,谐振曲线越窄,因此Q 值的高低除了表示谐振腔效率的高低之外,还表示频率选择性的好坏。

如果在矩形谐振腔内插入一样品棒,样品在腔中电场作用下就会极化,并在极化的过程中产生能量损失,因此,谐振腔的谐振频率和品质因数将会变化。

图1 反射式谐振腔谐振曲线 图2 微找法TE10n 模式矩形腔示意图电介质在交变电场下,其介电常数ε为复数,ε和介电损耗正切tan δ可由下列关系式表示:εεε''-'=j , εεδ'''=tan ,其中:ε,和ε,,分别表示ε的实部和虚部。

选择TE10n ,(n 为奇数)的谐振腔,将样品置于谐振腔内微波电场最强而磁场最弱处,即x =α/2,z =l /2处,且样品棒的轴向与y 轴平行,如图2所示。

假设:1.样品棒的横向尺寸d(圆形的直径或正方形的边长)与棒长九相比小得多(一般d /h<1/10),y 方向的退磁场可以忽略。

2.介质棒样品体积Vs 远小于谐振腔体积V0,则可以认为除样品所在处的电磁场发生变化外,其余部分的电磁场保持不变,因此可以把样品看成一个微扰,则样品中的电场与外电场相等。

电磁场与微波实验六报告——偏振实验

电磁场与微波实验六报告——偏振实验
偏振可以用于照相机的镜头滤光,在一些环境下去除反射光部分,从而使得图像更为清晰,此外还用于形成3D效果,制成3D眼镜,左右眼两片镜片的偏振方向相互垂直,形成立体效果。
与理论曲线进行比较分析:
理论曲线满足 关系式,其导数为 ,故随着角度从 ,微波强度应当变化的速率是先由慢变快、变慢再变快、最后又变慢的过程,实际曲线这点上还是拟合的,只是两侧接近 和 的数据有些偏小了点儿,可能是实际中因为环境因素在两偏振角度比较大时衰减地更厉害了。
在主菜单页面点击“偏振实验”,单击“OK”进入“输入采集参数”界面。
本实验默认选取通道3作为光栅通道插座和数据采集仪的数据接口。采集点数可根据提示选取。
顺时针或逆时针(但只能沿一个方向)匀速转动微波分光仪的接收喇叭,就可以得到转角与接收指示的一组数据。
终止采集过程后,按下“计算结果”按钮,系统软件将本实验根据实际采集过程处理得到的理论和实际参数。
偏振实验
1.实验原理
平面电磁波是横波,它的电场强度矢量E和波长的传播方向垂直。如果E在垂直于传播方向的平面内沿着一条固定的直线变化,这样的横电磁波称为线极化波,在光学中也称偏振波。电磁场沿某一方向的能量有 的关系,这就是光学中的马吕斯定律: ,式中 为初始偏振光的强度,I为偏振光的强度,φ是I与 之间的夹角。
2.实验步骤
系统构建图
由于喇叭天线传输的是由矩形波导发出的TE10波,电场的方向为与喇叭口天线相垂直的系列直线,中间最强。DH926B型微波分光仪的两喇叭天线口面互相平行,并与地面垂直,其轴与偏振实验线在一条直线上。由于接收喇叭口天线是和一段旋转短波导连在一起的,在旋转波导的轴承环的90度范围内,每隔5度有一刻度,所以接收喇叭天线的转角可从此处读到。
接收喇叭天线后的圆盘有缺口,实验过程中应注意别将该缺口转动经过光栅通道,否则在该处软件将读取不到数据。
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e)仿真结果图
图片13调谐前
图片14调谐后
调谐后可以看到,得到了S参数在2GHz最小的电长度。
六、相关公式
一、实验目的
1.掌握单节和多节四分之一波长阻抗器的工作原理;
2.了解单节和多节变阻器工作带宽和反射系数的关系;
3.掌握单节和多节四分之一波长变阻器的设计和仿真;
二、实验原理
1、单节四分之一波长阻抗变换器
Z04=
Z05=
两路微带线距离不宜过大,一般取2~4带条宽度,这样使跨接两微带线之间的电阻R寄生效应尽量减少。
2)双节二项式变阻器
同上根据公式可以算出
Z1=65.80
Z2=113.97
A=0.125
Wq=0.5903
3)三节二项式变阻器
根据公式计算参数
Z1=57.36
Z2=86.60
Z3=130.75
A=1/16=0.0625
Wq=0.795
4)1,2,3节二项式变阻器的电路图
2、3节切比雪夫变阻器
根据附录表6得到:因为P<1.22所以
确定Z02,Z03,R2,R3的计算式
P3= P2
/R3= /R2
得到R2=kZ0;R3=Z0/k
Z02= Z03
Z03=Z0
Z02=Z0
跨在2和3端口之间的R是为了得到2端口和3端口之间互相隔离的作用,2,3端口需要等电位,故电阻R不起作用
R=Z0(1+ )/k
为了匹配需要,在2端口Z0和R2之间加一段特性阻抗为Z04,电长度为 /4的阻抗变换段,在3端口Z0与R3之间加一段特性阻抗为Z05,电长度为 /4的阻抗变换段。
4)得到复数负载的仿真结果,调谐后使结果在3GHz处最小
一、实验目的
(1)掌握功率分配器的工作原理和分析方法
(2)掌握微带线功率分配器的设计与仿真
二、实验原理
本实验主要研究两路微带线功分器。
如图1.7.1所示,当1端口输入功率P1是,2端口和3端口的输出功率分别为P2和P3,如果功分比为 ,则P3= P2;当1端口接匹配负载时,2端口到3端口的传输系数表示功分器的隔离度,当3端口接匹配负载时,1端口到2端口的传输系数为功分器的插入损耗。
为了便于分析,如果1.7.2画出了两路微带线功分器的等效电路
功率从1端口输入,分成两路,经过一段四分之一波长的微带线传输后,到达2端口和3端口,1端口的特性阻抗为Z0,1到2端口,1到3端口的微带线的特性阻抗分别为Z02,Z03,线长为 /4.R2,R3分别为从2端口,3端口向负载看过去的阻抗。R为2端口,3端口之间的隔离电阻。
将Z的数字带入TXLine计算
得到波节波腹点的微带线参数
2)根据smith图得到负载到波节波腹的电长度
电长度分别为(180-33.64)/2=73.25
(360-33.64)/2=163.25
画图需要的公式为:
将特征阻抗和得到的电长度带入TXLine得到与负载相连的微带线参数
3)画出波节波腹的电路图
(180+113.5)/2 = 146.7500
b)双支节L2的确定
以辅助员得到的Ang-132.8为准,画出等反射系数圆(兰色),与单位电导圆(红色)交于Ang137.2此点为第一支节匹配后的导纳点,第二支节需要抵消掉此点的虚部以变为实数1.从第一张图得到此点为1-2.158*j,所以第二支节需要的是2.158*j,在图中画出得到左下角Ang130.3的点。从左边短路点到达此点的电长度为:
此匹配根据负载阻抗为纯电阻还是为复数阻抗而不同
2、多节四分之一波长阻抗变换器
单节四分之一波长变阻器是一种简单而有用的电路,其缺点是频带太窄。为了获得较宽的频带,可以采用双节或多节阻抗变换器。
设计多节四分之一波长阻抗变换器时,通常采用二项式(最平坦),响应和切比雪夫(等波纹)响应。两种设计方法都有各自优点和缺点,二项式阻抗变换器具有最平坦的带通特性,而工作带宽较切比雪夫变换器窄;与二项式阻抗变换器,切比雪夫阻抗变换器是以通带内的波纹为代价而得到最佳带宽。
三、实验内容
已知:负载阻抗为纯电阻Rl=150,中心频率为f0=3GHz,主传输线特性阻抗Z0=50,介质基片Er=4.6,厚度H=1mm,最大反射系数模Tm不超过0.1,设计1、2、3节二项式变阻器,在给定的反射系数条件下比较他们的工作带宽,要求用微带线形式实现
已知负载阻抗为复数:Zl=85-j45,中心频率f0=3GHz,主传输线特性阻抗Z0=50,在电压驻波波节或波腹处利用单节四分之一波长阻抗变换器,设计微带线变阻器。微带线介质参数同上。
93.34+104.8=198.14
198.14/2=99.07
2)确定单支节长度L
由第一张图得到负载的导纳为-0.53*j,画在smith图上,得到Ang55.84的点,由于用短路线当支节,所以从左边开路点顺时针转到此点,得到微带线参数电长度的角度
180-55.84=124.16
124.16/2=62.08
图片7双支节smith导纳形式
图片8双支节角度和模形式
a)双支节L1的确定
负载点导纳为Ang93.34的点,由于d1=λ/4,所以顺时针旋转180到达Ang-86.32,画出此点所在的等电导圆(紫色),与辅助圆(黑色)交于Ang-132.8的点和另外一点,此处取最先到达的此点。从导纳形式的smith图中独处Ang-86.32与Ang-132.8的点的导纳差,得到-1.52*j,在图中画出是做下角Ang=-113.5Deg的点,从左边短路点到达此点的电长度为
三、实验内容
已知:输入阻抗Zin=75Ω
负载阻抗Zl=(64+j35)Ω
特性阻抗Z0=75Ω
介质基片面性εr=2.55 ,H=1mm,导体厚度T远小于介质基片厚度H。
假定负载在2GHz时实现匹配,利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络,假设双支节网络分支线与负载的距离d1=λ/4,两分支线之间的距离为d2=λ/8。画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅值从1.8GHz至2.2GHz的变化。
(180+132.8)/2 =156.4000
c)将参数带入TXLine计算
图片9支节一微带线参数
图片10支节二微带线参数
图片11两支节之间的微带线参数
图片12与负载和开始的port处的微带线参数
d)相关电路图
MSUB是衬底材料,MLSC是终端短路微带线MLIN是标准微带线,MTEE是标准T型接头SRL表示负载。TL6 TL5分别为两条支节。
3.微带线元件模型
元器件库里包括有:
MLIN:标准微带线
MLEF:终端开路微带线
MLSC:终端短路微带线
MSUB:微带线衬底材料
MSTEP:宽度阶梯变换
MTEE:T型接头
MBENDA:折弯
4.微带线的不均匀性
上述模型中,终端开路微带线MLEF、宽度阶梯变换MSTEP、T型接头MTEE和折弯MBENDA,是针对微带线的不军训性而专门引入的。一般的微带电路元件都包含着一些不均匀性,例如微带滤波器中的终端开路线;微带变阻器的不同特性阻抗微带段的连接处,即微带线宽度的尺寸跳变;微带分支线电桥、功分器等则包含一些分支T型接头;在一块微带电路板上,为使结构紧凑及适应走线方向的要求,时常必须使微带弯折。由此可见,不均匀性在微带电路中是必不可少的。由于微带电路是分布参数电路,其尺寸已可与工作波长相比拟,因此其不均匀性必然对电路产生影响。从等效电路来看,它相当于并联或串联一些电抗元件,或是使参考面发生一些变化。在设计微带电路时,必须考虑到不均匀性所引起的影响,将其等效参量计入电路参量,否则将引起大的误差。
W为微带线导体带条的宽度;εr为介质的相对介电常数;T为导体带条厚度;H为介质层厚度,通常H远大于T。L为微带线的长度。微带线的严格场解是由混合TM-TE波组成,然而,在绝大多数实际应用中,介质基片非常薄(H<<λ),其场是准TEM波,因此可以用传输线理论分析微带线。
微带线的特性阻抗与其等效介电常数εr、基片厚度H和导体宽度W有关,计算公式较为复杂,故利用txline来计算。
四、实验步骤
1.对于纯电阻负载,利用教材中公式确定单节和多节传输线的特性阻抗和相对带宽
2.对于各节传输线,利用TXLINE计算相应微带线的长度和宽度
3.对于复数负载,利用Smith圆图求解相关参数
4.根据传输线的特性阻抗,计算对应电长度为Lm和Ln的微带线的长度
5.选择适当模型,完成原理图
6.添加测量图,项目频率1—5GHz,测量S参数并分析
支节匹配器分单支节、双支节和三支节匹配。这类匹配器是在主传输线并联适当的电纳(或串联适当的电抗),用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波,以达到匹配的目的。此电纳或电抗元件常用一终端短路或开路段构成。
2.微带线
从微波制造的观点看,这种调谐电路是方便的,因为不需要集总元件,而且并联调谐短截线特别容易制成微带线或带状线形式。微带线由于其结构小巧,可用印刷的方法做成平面电路,易于与其它无源和有源微波器件集成等特点,被广泛应用于实际微波电路中。
电磁场与微波技术实验报告
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日期:2013年6月
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实验二:分支线匹配器
一、实验目的
1.掌握支节匹配器的工作原理
2.掌握微带线的基本概念和元件模型
3.掌握微带分支线匹配器的设计与仿真
二、实验原理
1.支节匹配器
随着工作频率的提高及相应波长的减小,分立元件的寄生参数效应就变得更加明显,当波长变得明显小于典型的电路元件长度时,分布参数元件替代分立元件而得到广泛应用。因此,在频率高达以上时,在负载和传输线之间并联或串联分支短截线,代替分立的电抗元件,实现阻抗匹配网络。常用的匹配电路有:支节匹配器,四分之一波长阻抗变换器,指数线匹配器等。
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