微波仿真实验报告

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微波成像技术仿真实验

微波成像技术实验报告实验题目：简单点目标SAR成像仿真实验院系：电子与信息工程学院姓名：陈峥学号：10S005026实验目的：SAR 点目标仿真实验实验内容：对单个，多个点目标进行SAR RD 成像实验步骤：1.回波数据仿真2.距离向压缩3.方位向压缩4.成像实验参数：v=200; %雷达方位向速度 R0=5000;theta=30*pi/180;%入射角 D=2;%雷达尺寸lamda=0.03;%波长 Dr=1;%距离向分辨率 Tr=2.5e-6;%脉冲宽度实验结果： 1.单个点目标5010015020025030035040020406080100120140距离向压缩后时域51015202530354020406080100120140图1 单目标回波图2 单目标距离压缩成像4985499049955000500550105015-60-40-20204060图3 单目标成像2.多个点目标5010015020025030035040020406080100120140距离向方位向距离向压缩后时域51015202530354020406080100120140图4 三目标回波数据图5 四目标距离压缩距离向方位向静目标成像4985499049955000500550105015-60-40-200204060图6 成像程序：clear;clc;close all ;%%正侧视一个静止点目标 c=3.0e8;%%雷达参数v=200; %雷达方位向速度 R0=5000;theta=30*pi/180;%入射角 D=2;%雷达尺寸lamda=0.03;%波长 f0=c/lamda;%频率beta=0.886*lamda/D;%波束宽度 H=R0*cos(theta);Lsar=beta*R0;%合成孔径长度 %雷达高度%%距离向Dr=1;%距离向分辨率Tr=2.5e-6;%脉冲宽度B=0.886*c/2/Dr;%频谱宽度Kr=B/Tr;%调频率Fr=1.2*B;%距离向采样频率Ymin=H*tan(theta-beta/2);Ymax=H*tan(theta+beta/2);gate=c/Fr/2;Rmin=sqrt(Ymin^2+H^2);Rmin=floor(Rmin/gate)*gate;%最短距离Rmax=sqrt(Ymax^2+H^2);Nwg=floor((Rmax-Rmin)/gate);%Nwg=2^nextpow2(Nwg);Rmax=Rmin+Nwg*gate;R0=Rmin+Nwg*gate/2;Y0=R0/2;%Nfast=ceil((2*Rmax/c-2*Rmin/c+Tr)*Fr);%距离向采样点数Np=floor(Tr*Fr);Nfast=Np+Nwg;Nfft=2^nextpow2(Nfast);tr=(-Np/2+1:Np/2+Nwg)/Fr;%距离向时间域%tr1=(1:Nfast)/Fr;%%方位向fr=-2*v^2/lamda/R0;%多普勒频率X=Lsar;%方位向观测宽度Da=D/2;%方位向分辨率Ka=2*v^2*f0/c/R0;%多普勒调频率S=Lsar/v;%有效观测标称时间Bd=abs(fr)*S;%多普勒频宽PRF=1.2*Bd;%方位向采样频率Tp=1/PRF;%脉冲重复间隔Nslow=ceil((2*X)/Tp/v);%方位向采样点数%Nslow=2^nextpow2(Nslow);ta=(-Nslow/2:Nslow/2-1)*(1/PRF);%方位向时间域%% 发射脉冲%%=============================================================== ==========%%回波仿真sr1=zeros(Nslow,Nfast);sr=zeros(Nslow,Nfast);P=[10/PRF*v,(30)*gate;0,(30)*gate;0,(10)*gate;0,(10)*gate]; [Ntarget,Mt]=size(P);R=zeros(1,Nslow);for n=1:3for k=1:NslowR(1,k)=sqrt((Rmin+P(n,2))^2+(ta(1,k)*v-P(n,1))^2);sr(k,:)=sr(k,:)+exp(-j*4*pi*R(1,k)/lamda+j*pi*Kr*(tr-2*(R(1,k)-Rm in)/c).^2).*(abs(tr-2*(R(1,k)-Rmin)/c)<Tr/2).*(abs(ta(1,k)*v-P(n, 1))<(Lsar/2));endendimagesc(real(sr));colormap(gray);t=(-Np/2:Np/2-1)*(1/Fr);Wr=(0.45+0.55*cos(2*pi*t/(Np*Fr)));h=Wr.*exp(j*pi*Kr*t.^2).*(abs(t)<Tr/2);%距离向参考函数hf=fft(h,Nfft);srf=zeros(Nslow,Nfft);so=zeros(Nslow,Nfft);sof=zeros(Nslow,Nfft);for k=1:Nslowsrf(k,:)=fft(sr(k,:),Nfft);sof(k,:)=srf(k,:).*conj(hf);so(k,:)=ifft(sof(k,:));%距离向压缩后输出endfigure;imagesc(abs(so(:,1:Nwg)));colormap(gray);xlabel('距离向');ylabel('方位向');title('距离向压缩后时域');Nwa=floor(S*PRF);t=(-Nwa/2:Nwa/2-1)/PRF;Wa=(0.45+0.55*cos(2*pi*t/(Lsar/v)));%方位向窗函数% Wa = hamming(length(t))';Wa=[zeros(1,round((Nslow-Nwa)/2)),Wa,zeros(1,Nslow-round((Nslow-N wa)/2)-Nwa)];saf=zeros(Nslow,Nfft);for i=1:Nfastsaf(:,i)=fftshift(fft(so(:,i).*Wa'));%加窗变换到多普勒距离域end%%=============================================================== ==========%% 距离徙动校正一fa=(-Nslow/2:Nslow/2-1)*PRF/Nslow;Rf=(Rmin+P(1,2))./sqrt(1-(lamda.*fa/(2*v)).^2);deteR=Rf-(Rmin+P(1,2));deteN=2*deteR/c*Fr;N_interp=6;N_ex=2000;for k=1:Nslownewp=round(((1:Nfft)+deteN(k)-1)*N_interp+1);saf_interp=zeros(1,Nfft*N_interp+N_ex);saf_interp(1:Nfft*N_interp)=interp(saf(k,:),N_interp);saf(k,:)=saf_interp(newp);endfor i=1:Nfftso(:,i)=ifft(saf(:,i));end%% 方位压缩% sofa=zeros(Nslow,Nfft);fa=(-Nslow/2:Nslow/2-1)*PRF/Nslow;for i=1:NfftKa=-2*v^2/lamda/(Rmin+(i-1)*gate);haf=exp(-j*pi*fa.^2/Ka);saf(:,i)=saf(:,i).*(haf');saf(:,i)=ifft(saf(:,i));endfigure; Gr=abs(saf);colormap(gray);imagesc([Rmin,Rmax],[-X,X],-Gr(:,1:Nwg));axis([Rmin,Rmax,-X,X]); xlabel('距离向');ylabel('方位向');title('静目标成像');。

微波仿真实验报告

目录实验2 微带分支线匹配器 (3)✧实验目的 (3)✧实验原理 (3)✧实验内容 (3)✧实验步骤 (3)实验3 微带多节阻抗变换器 (9)✧实验目的 (9)✧实验原理 (9)✧实验步骤 (10)✧实验内容 (10)✧实验设计及结果 (10)实验4 微带功分器 (11)✧实验目的 (11)✧实验原理 (11)✧实验内容 (13)✧实验步骤 (13)实验心得与总结 (16)实验2 微带分支线匹配器✧ 实验目的1) 熟悉枝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✧ 实验原理随着工作频率的提高及响应波长的减小，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，在频率高达一定数值以上时，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，实现族抗匹配网络。

常用的匹配电路有：枝节匹配器，四分之一波长阻抗变换器，指数线匹配器等。

枝节匹配器分单枝节、双枝节和三支节匹配。

这类匹配器是在主传输线上并联适当的电纳（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。

单枝节匹配的基本思想是选择枝节到阻抗的距离d ，使其在距负载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。

双枝节匹配器，通过增加一枝节，改进了单枝节匹配器需要调节枝节位置的不足，只需调节两个分支线的长度就能达到匹配。

✧ 实验内容已知：输入阻抗 Zin=75Ohm负载阻抗 Zl=（64+j35）Ohm特性阻抗 Z0=75 Ohm介质基片r ε=2.55，H=1mm假定负载在2GHz 时实现匹配，利用图解法设计微带线单枝节和双枝节匹配网络，假设双枝节网络分支线与负载的距离d1= 4/λ，两分支线之间的距离为d2= 8/λ。

微波实验实验报告

微波实验实验报告姓名：杜文涛班级：05116班学号：050489班内序号：08指导老师：徐林娟实验四微带功分器一、实验目的：1）掌握微波网络的S参数；2）熟悉微带功分器的工作原理及其特点；3）掌握微带功分器的设计与仿真。

二、实验原理：功分器是一种功率分配元件，它是将输入功率分成相等或不相等的几路功率，当然也可以将几路功率合成，而成为功率合成元件。

在电路中常用到微带功分器。

下图是二路功分器的原理图。

图中输入线的阻抗为Z0，两路分支线的特性阻抗分别为Z02 和Z03，线长为λg/4，λg/4 为中心频率时的带内波长。

图中R2 和R3 为负载阻抗，R为隔离电阻。

对功分器的要求是：两输入口2 和3 的功率按一定比例分配，并且两口之间互相隔离，当2，3 口接匹配负载时，1 口无反射。

下面根据上述要求，确定Z02, Z03,R2,R3 及R 的计算式。

设2 口，3 口的输出功率分别为P2，P3，对应的电压为V2，V3。

根据对功分器的要求,则有P3=k2P2|V3|2/R3=k2|V2|2/R2式中k 为比例系数。

为了使在正常工作时，隔离电阻R 上不流过电流，则应V3=V2于是得R2=k2R3若取R2=kZ0则R3=Z0/k因为分支线为λg/4，故在1 入口处的输入阻抗为：Z in2=Z022/R2Z in3=Z032/R3为使1 口无反射,则两分支线在1 处的总输入阻抗应等于引出线的Z0,即Y0=1/Z0= R2 /Z022 +R3 /Z032若电路无损耗,则|V1|2/ Z in3 =k2|V1|2 /Z in2式中V1 为1 口处的电压所以Z02 = k2 Z03Z03 =Z0[(1+ k2)/k3]0.5Z02=Z0[(1+ k2)k]0.5下面确定隔离电阻R 的计算式。

跨接在端口2，3 间的电阻R，是为了得到2，3 口之间互相隔离的作用。

当信号1 口输入，2,3 口接负载电阻R2 ,R3 时，2,3 两口等电位，故电阻R 没有电流流过，相当于R 不起作用；而当2 口或3口的外接负载不等于R2 或R3 时，负载有反射，这时为使2,3 端口彼此隔离，R 必有确定的值，经计算R= Z0(1+ k2)/k 图中两路带线之间的距离不宜过大,一般取2~3 带条宽度,这样可使跨接在两带线之间电阻的寄生效应尽量小.为了匹配需要在引出线Z0与2，3端口之间各加一段λg/4阻抗变换段。

北邮微波仿真实验报告

微波仿真实验实验报告题目：微波仿真实验学院：电子工程学院班级：姓名：学号：2013xxxxxx微波仿真课（1）一、实验要求：1.了解ADS Schematic的使用和设置。

打开ADS软件（2009版本），选择“以管理员身份运行”，新建工程并命名，新建Schematic窗口。

截图如下：2.在Schematic里，分别仿真理想电容20pF和理想电感5nH，仿真频率为（1Hz-100GHz），观察仿真结果，并分析原因。

①理想电容20pF，仿真频率为（1Hz-100GHz）：电路图：对数曲线：分析：由计算可知：S 11=Z/Z+2 S 12=2/Z+2,该网络互易对称可知S 21=S 12, S 22=S 11, Z=1/j ωC, 随着频率的增加，S 11=Z/Z+2将会减小，最终趋向于0，即-70db, S 12=2/Z+2，f=1HZ 时，Z 趋近于无穷，S 12趋近于0，即1db, f逐渐增大到100GHZ 时，Z=1, S 12=1/3，仍然接近于0，即1db 。

② 理想电感5nH ，仿真频率为（1Hz-100GHz ）：电路图：史密斯圆图：对数曲线：分析：由计算可知：S 11=Z/Z+2 S 12=2/Z+2。

由该网络互易对称可知S 21=S 12, S 22=S 11, Z=j ωL, 随着频率的增加，S 11=Z/Z+2将会增大，最终趋向于1，即0db, S 12=2/Z+2将会随着频率的减小而减小，最终趋向于0，在图中即为-30db 。

3.Linecalc 的使用：a) 计算中心频率1GHz 时，FR4基片的50Ω微带线的宽度；将FR4基片的参数输入到Linecalc 中，计算得到中心频率1GHz 时，FR4基片的50Ω微带线的宽度为1.543670mm ，截图如下：b)计算中心频率1GHz时，FR4基片的50Ω共面波导（CPW）的横截面尺寸（中心信号线宽度及接地板之间的距离）。

将FR4基片的参数输入到Linecalc中，计算得到中心频率1GHz时，FR4基片的50Ω共面波导（CPW）的中心信号线宽度为87.8355mm,及接地板之间的距离为5mm，截图如下：4.基于FR4基板，仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长开路CPW线的性能参数，中心工作频率为1GHz。

微波技术实验报告

微波技术虚拟实验报告一、实验名称微波低通滤波器二、设计要求设计一个切比雪夫式微波低通滤波器，技术指标为：截止频率f c=2.2GHz，在通带内最大波纹L Ar=0.2dB，S11小于-16dB；在阻带频率f s=4GHz处，阻带衰减L As是不小于30 dB。

输入，输出端特性阻抗Z0=50Ω。

方法一：用微带线实现，基片厚度H=800um，T=10um，相对介电常数εr=9.0；高阻抗线特性阻抗Zoh =106Ω，低阻抗线Z01=10Ω。

方法二：用同轴线实现，其外导体直径为D0=16mm；高阻抗线特性阻抗Zoh=138Ω；低阻抗线内，外导体间相对介电常数εr =2.54，低阻抗线特性阻抗Z01=1。

确定滤波器的结构尺寸，测量滤波器的参数S11，S21，进行适当调节，使之达到最佳。

记录滤波器的最终结构尺寸，总结设计，调节经验。

三、实验仪器硬件：PC机软件：Microwave Office软件四、设计步骤1.确定原型滤波器生成原形滤波器时，在参数定义页设置N:5 元件数目为5；FC:2.2 截止频率为2.2GHz；PP:Ripple(dB) 带内参数为波纹衰减PV:0.2 波纹衰减值为0.2dBRS:50 输入端特性阻抗为50ΩRL:50 输出端特性阻抗为50Ω生成名为Fliter的原形滤波器的原理图，以及相关的测量图，优化项。

最终得到电路图，如下所示：设置工作频率，分析后得到滤波器相应结果，包括S11，S21参数。

设置优化目标，即f <2.2GHz时，S11<-16dB，S21 >-0.2dB; f >4GHz, S21<-30Db;目标设定完成后进行优化。

优化结束后，得到滤波器相应结果，包括S11，S21参数，如下图所示：五、实验数据记录1.根据优化结果，将原型滤波器的各个已优化的参数值填入表1，如下所示：2.计算滤波器的实际尺寸(1)微带线结构○1高阻抗线先计算高抗阻线的宽度。

微波与射频电路仿真报告

微波射频仿真实验报告一、实验室名称：微波、毫米波实验室二、实验项目名称：微波与射频电路仿真与设计实验三、实验学时：32学时四、实验原理：应用微波电路仿真软件ADS(Advanced Design System)，完成给定的微波电路设计任务。

五、实验目的：掌握微波电路CAD的基本概念；了解现代微波电路CAD的基本组成；掌握ADS软件并进行微波电路的建模，仿真，优化和调试等任务。

六、实验内容：微波电路的基本概念；微波网络基本理论；ADS软件的使用方法。

上机操作：1．完成给定的微波器件设计；2．完成实验报告。

七、实验器材（设备、元器件）：台式计算机70台；ADS 2009仿真软件；U盘（学生自备）。

八、实验步骤：Wilkinson功分器的设计本实验是利用εr=4.3，厚度h=0.8mm的介质基板，设计公分比是1:1的Wilkinson功分器，在中心频率处实现功率分配功能。

电路模型和参数均参考冯新宇编写的《ADS2009射频电路与仿真》。

之后进对电路行了优化仿真，并生成版图。

虽然带宽不作要求，但是通过不断优化后设计出来的功分器，其分配损耗、隔离度和输入输出端驻波比在较宽的频带内均有较好的特性。

a.设计指标设计一功分器，在f0=3GHz处实现最佳工作，带宽不作要求，并作出版图仿真。

注：本实验设计的是Wilkinson功分器，指标若用设计出来后的指标既是：通带2.9～3.1 GHz,公分比1:1，带内各端口反射系数S11、S22、S33小于-20dB,两端口隔离度S23小于-25dB,传输损耗S21小于3.1dB。

b.功分器简介在射频/微波电路中，为了将功率按一定比例分成两路或多路，需要使用功率分配器（简称功分器），在近代射频/微波大功率固态发射源的功率放大器中广泛的使用功分器，而且通常功分器是成对使用的，现将功率分成若干份，然后在分别放大，再合成输出。

Wilkinson功分器的结构如图1所示，对于功率平分的情况，输入和输出口间的分支线特性阻抗=Z0，线长为四分之一线上波长，在分支线末端跨接一个电阻R，其值为2。

微波实验报告(20201003123833)

实验题目:电磁场与微波实验仿真部分级： _______ 名： _______ 号： _______ 期：_班姓学日目录实验一微带分支线匹配器.................................................... 1.一、实验目的 (1)二、实验原理 (1)1•支节匹配器 (1)2. ............................................................................................................................................... 微带线.. (1)三、实验内容 (2)四、实验步骤 (2)五、仿真过程 (2)1、单支节匹配22、双支节匹配53 •思考题 (9)五、结论与思考 (10)实验二微带多节阻抗变换器................................................. 1.2一、实验目的 (12)二、实验原理 (12)三、实验内容 (13)四、实验步骤 (13)五、实验过程 (14)1、纯电阻负载 (14)五、结论与思考 (24)实验三微带功分器 (26)一、实验目的 (26)二、实验原理 (26)1、散射矩阵262、功分器 (27)三、实验内容 (28)四、实验步骤 (28)五、实验过程 (28)1、计算功分器参数282、确定微带线尺寸 (29)3、绘制原理图 (29)4、仿真输出 (30)五、结论与思考 (34)附录：心得体会 (35)■5址宦写盘氏曹微波仿真实验•报告Di" NHD WTt ■!}**■」*实验一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. 了解微带线的基本概念和元件模型；3. 掌握Smith图解法设计微带线匹配网络。

二、实验原理1•支节匹配器随着工作频率的提高及响应波长的减小，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。

HFSS微波仿真实验,实验报告六合一

HFSS微波仿真实验,实验报告六合⼀肇庆学院 12通信2班杨桐烁 4202 实验⼀ T形波导的内场分析和优化设计实验⽬的1、熟悉并掌握HFSS的⼯作界⾯、操作步骤及⼯作流程。

2、掌握T型波导功分器的设计⽅法、优化设计⽅法和⼯作原理。

实验仪器1、装有windows 系统的PC ⼀台2、或更⾼版本软件3、截图软件T形波导的内场分析实验原理本实验所要分析的器件是下图所⽰的⼀个带有隔⽚的T形波导。

其中，波导的端⼝1是信号输⼊端⼝，端⼝2和端⼝3是信号输出端⼝。

正对着端⼝1⼀侧的波导壁凹进去⼀块，相当于在此处放置⼀个⾦属隔⽚。

通过调节隔⽚的位置可以调节在端⼝1传输到端⼝2，从端⼝1传输到端⼝3的信号能量⼤⼩，以及反射回端⼝1的信号能量⼤⼩。

实验步骤1、新建⼯程设置：运⾏HFSS并新建⼯程、选择求解类型、设置长度单位2、创建T形波导模型：创建长⽅形模型、设置波端⼝源励、复制长⽅体、合并长⽅体、创建隔⽚3、分析求解设置：添加求解设置、添加扫频设置、设计检查4、运⾏仿真分析5、查看仿真分析计算结果内场分析结果1、图形化显⽰S参数计算结果8.008.258.508.759.009.259.509.7510.00 Freq [GHz]0.130.250.380.500.630.75Y1TeeModalXY Plot 1ANSOFTCurve Infomag(S(P ort1,P ort1))Setup1 : Sw eep1mag(S(P ort1,P ort2))Setup1 : Sw eep1mag(S(P ort1,P ort3))Setup1 : Sw eep1图形化显⽰S参数幅度随频率变化的曲线2、查看表⾯电场分布表⾯场分布图3、动态演⽰场分布图T 形波导的优化设计实验原理利⽤参数扫描分析功能。

分析在⼯作频率为10GHz 时，T 形波导3个端⼝的信号能量⼤⼩随着隔⽚位置变量Offset 的变化关系。

利⽤HFSS 的优化设计功能，找出隔⽚的准确位置，使得在10GHz ⼯作频点，T 形波导商品3的输出功率是端⼝2输出功率的两倍。

微波技术与天线仿真实验报告

微波技术与天线仿真实验报告《微波技术与天线》HFSS仿真实验报告实验⼆H⾯T型波导分⽀器设计⼀．仿真实验内容和⽬的使⽤HFSS设计⼀个带有隔⽚的H⾯T型波导分⽀器，⾸先分析隔⽚位于T型波导正中央，在8~10GHz的⼯作频段内，波导输⼊输出端⼝的S参数随频率变化的关系曲线以及10GHz 时波导表⾯的电场分布；然后通过参数扫描分析以及优化设计功能分析在10GHz处输⼊输出端⼝的S参数随着隔⽚位置变化⽽变化的关系曲线；最后利⽤HFSS优化设计功能找出端⼝三输出功率是端⼝⼆输出功率两倍时隔⽚所在位置。

⼆．设计模型简介整个H⾯T型波导分为两个部分：T型波导模型，隔⽚。

见图1。

图1三．建模和仿真步骤1.运⾏HFSS并新建⼯程，把⼯程另存为Tee.hfss。

2.选择求解类型：主菜单HFSS→solution type→driven modal，设置求解类型为模式驱动。

3.设置长度单位：主菜单modeler→units→in，设置默认长度单位为英⼨。

4.创建长⽅体模型1）从主菜单选择draw→box，进⼊创建长⽅体模型的⼯作状态，移动⿏标到HFSS⼯作界⾯的右下⾓状态栏，在状态栏输⼊长⽅体的起始点坐标为（0，-0.45,0），按下回车键确认之后在状态栏输⼊长⽅体的长宽⾼分别为2,0.9，0.4。

2）再次按下回车键之后，在新建长⽅体的属性对话框修改物体的位置，尺⼨，名称，材料和透明度等属性。

在attribute选项卡中将长⽅体名称项（name）修改为Tee，材料属性（material）保持为真空（vacuum）不变，透明度（transparent）设置为0.4。

3）设置端⼝激励4）复制长⽅体第⼆个和第三个臂5）合并长⽅体5.创建隔⽚1）创建⼀个长⽅体并设置位置和尺⼨2）执⾏相减操作上诉步骤完成后即可得到H⾯T型波导的三维仿真模型图如图2所⽰图26.分析求解设置1）添加求解设置：在⼯程管理窗⼝中展开⼯程并选中analyse节点，单击右键，在弹出的快捷菜单中选择add solution type并设置相关参数，完成后⼯程管理窗⼝的analyse节点下会添加⼀个名称为setup1的求解设置项2）添加扫频设置：在⼯程管理窗⼝中展开analysis节点，右键单击前⾯添加的setup1求解设置项，在弹出菜单中单击add frequency sweep，并设置sweep name，sweep type，等表13）设计检查7.运⾏仿真分析：HFSS→analyze all四．仿真结果分析1.图形化显⽰S参数计算结果图3为S11，S12，S13幅度随着频率变化的曲线。

微波仿真实验报告北邮分析

微波仿真实验实验报告学院：班级：学号：姓名：班内序号：指导老师：FR4基片：介电常数为4.4,厚度为1.6mm，损耗角正切为0.02 第一次课作业1．了解ADS Schematic的使用和设置2．在Schematic里，分别仿真理想电容20pF和理想电感5nH，仿真频率为（1Hz-100GHz），观察仿真结果，并分析原因。

3．Linecalc的使用a)计算中心频率1GHz时，FR4基片的50Ω微带线的宽度b)计算中心频率1GHz时，FR4基片的50Ω共面波导（CPW）的横截面尺寸（中心信号线宽度与接地板之间的距离）4．基于FR4基板，仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长开路CPW线的性能参数，中心工作频率为1GHz。

仿真频段（500MHz-3GHz）,观察Smith圆图变化，分析原因。

5．基于FR4基板，仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长开路CPW线的性能参数，中心工作频率为1GHz。

仿真频段（500MHz-3GHz）,观察Smith圆图变化，分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗，分析变化原因。

分析：有仿真结果可以看出，四分之一波长开路线具有“开路变短路”的作用。

6．分别用理想传输线和在FR4基片上的微带传输线，仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长开路线的性能参数，工作频率为1GHz。

仿真频段（500MHz-3GHz）,观察Smith圆图变化，分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗，分析变化原因。

扩展仿真频率（500MHz-50GHz），分析曲线。

●理想传输线●微带线7．分别用理想传输线和在FR4基片上的微带传输线，仿真一段特性阻抗为50Ω四分之一波长短路线的性能参数，工作频率为1GHz。

仿真频段（500MHz-3GHz）,观察Smith圆图变化，分别求出500MHz和2GHz的输入阻抗，分析变化原因。

扩展仿真频率（500MHz-50GHz），分析曲线变化原因。

●理想传输线●微带线分析：四分之一波长短路线具有“短路变开路”的作用。

微波炉仿真实验报告

微波炉设计分析一、背景微波炉已有50多年的发展历史。

时至今日，微波炉已实现了高度工业化规模生产。

主要生产为日本、韩国及欧洲的一些发达国家。

我过自80年代开始小规模生产微波炉，发展至今，已具有相当的生产能力，成为该行业不可小视的生力军。

微波炉在世界上发达国家的家庭普及率很高。

美国是微波炉最大的消费市场。

中国老百姓也已经开始认识和接受微波炉，可以预见，中国也将成为一个巨大的微波炉市场。

随着科技的发展，生活水平的提高，人们对微波炉的要求也越来越高。

未来的发展趋势将一智能、信息为主流，使微波炉的发展更人性化。

因此可编程微波炉控制器系统的开发有利于推动微波炉市场的发展，是老百姓能用上更优秀的微波炉。

二、本设计任务和主要内容设计制作一个微波炉控制器电路，具有三档微波加热功能，分别表示微波加热为烹调、烘烤、解冻，试验中用LED模拟。

示意图如下：功能设置部分定时部分数据装入部分显示部分音响控制部分主要任务：（1）制定一个在不同功能时火力的控制时序表。

具有三档微波加热功能,分别表示微波炉工作状态为烹调、烘烤、解冻，试验使用LED模拟。

（2）实现工作步骤：复位待机——〉检测显示电路——〉设置输出功能和定时器初值——〉启动定时和工作开始——〉结束烹调、音响提示。

（3）在上电或手动按复位键时，控制器输出的微波功率控制信号为0，微波加热处于待机状态，时间显示电路显示为00.00。

（4）具有4位时间预置电路，按键启动时间设置，最大预设数为99分99秒。

（5）设定初值后，按开启键，一方面按选择的挡位启动相应的微波加热；另一方面使计时电路以秒为单位作倒计时。

当计时到时间为0则断开微波加热器，并给出声音提示，即扬声器输出2~3s的双音频提示音。

（6）若在待机状态时按测试键，则4位数码管交替显示全亮和全灭两种状态，以检测数码管各发光段的好坏。

（7）微波炉火力档位的增加。

（8）输出显示方面的扩展。

（9）实现智能控制、信息控制。

三、功能模块1.主控制器方案1：采用数字逻辑芯片本系统有功能设置、数据装入、定时、显示、音响控制多个功能模块。

微波技术虚拟实验报告

一、设计要求设计一个切比雪夫式微波低通滤波器，技术指标为：截止频率c f =2.2GHz ，在通带内最大波纹Ar L =0.2dB ，11S 小于-16dB ；在阻带频率s f =4GHz 处，阻带衰减As L 不小于30dB 。

输入、输出端特性阻抗Ω=50Z o 。

用同轴线实现，其外导体直径为mm 16D 0=；高阻抗特性阻抗Ω=138Z oh ；低阻抗线内、外导体间相对介电常数54.2r =ε，低阻抗线特性阻抗Ω=10Z ol 。

确定滤波器的结构尺寸，测量滤波器的参数11S 、12S ，进行适当调整，使之达到最佳。

记录滤波器的最终结构尺寸，总结设计、调节经验。

二、实验仪器硬件：PC 机软件：Microwave Office 软件三、设计步骤 1.确定原型滤波器启动软件中Wizard 模块的AWR Filter Synthesis Wizard （AMR 滤波器综合向导）功能，输入各项技术指标，即自动生成原型滤波器的原理图。

具体电路如下所示：图1——原型滤波器电路图由于默认的优化目标与实验要求指标不同，必须自行重新设置，即f<2.2GHz 时，11S <-16dB,21S >-0.2dB ；f>4GHz 时，21S <-30dB ；目标设定完成后再进行优化。

优化结束后，即得到原型滤波器的各个已优化的参数值。

2.计算滤波器的实际尺寸（1）微带线结构 ①高阻抗线先计算高阻抗线的宽度。

已知条件：0.9r =ε，GHz 1.1f o =，H=800um ，T=10um ，阻抗Ω=106Z oh ，计算得W,re ε；再计算高阻抗线的长度： um L v Z L l l reph oh L L ε1492110*3*10610*00-=== ②低阻抗线先计算低阻抗线的宽度。

已知条件：0.9r =ε，GHz 1.1f o =，H=800um ，T=10um ，阻抗Ω=10Z oh ，计算得W,re ε；再计算低阻抗线的长度： um C C v Z l l a rea pl ol C C 12143110**10*3*10-===εum C C v Z l b reb pl ol C 1214210**10*3*10-==ε注意：计算公式中的L0、Ca 、Cb 即为原型滤波器的优化参数，仅为数值，不带单位！计算结果的单位为微米。

微波技术虚拟实验报告_

微波技术虚拟实验报告班级：1302014学号：一、设计要求设计一个切比雪夫式微波低通滤波器，技术指标为：截止频率c f =2.2GHz ，在通带最大波纹Ar L =0.2dB ，11S 小于-16dB ；在阻带频率s f =4GHz 处，阻带衰减As L 不小于30dB 。

输入、输出端特性阻抗0Z =50Ω。

用微带线实现，基片厚度H=800um ，T=10um ，相对介电常数r ε=9.0；高阻抗线特性阻抗h Z 0=106Ω，低阻抗线l Z 0=10Ω。

计算滤波器的结构尺寸，测量滤波器性能，进行适当调节、优化，使之达到设计指标要求。

记录滤波器的最终优化结果，总结设计、调节经验。

二、实验仪器硬件：PC 机软件：Microwave Office 软件三、设计步骤1.原型滤波器设计（1）利用工程自动生成名为iFilter 的原理图，以及测量图、默认优化目标。

（2）分析，得原型滤波器的仿真结果。

（3）优化：设置优化目标，设置优化参数，执行优化。

（4）优化完成后，将已优化的参数值填入表1。

图1 原型滤波器电路图iFilter （已优化）2.微带线结构滤波器物理尺寸计算（1）高阻抗线先计算高阻抗线的宽度。

已知条件：r ε=9.0，0f =1.1GHz ，H=800um ，T=10um ，阻抗h Z 0=106Ω，计算得W 、re ε；再计算高阻抗线的长度（手算）：reph oh L L v Z L l l ε14-92110310610L00⨯⨯⨯===um （2）低阻抗线先计算低阻抗线的宽度。

已知条件：r ε=9.0，0f =1.1GHz ，H=800um ，T=10um ，阻抗h Z 0=10Ω，计算得W 、re ε；再计算低阻抗线的长度（手算）：12140311010310-⨯⨯⨯⨯===Ca Ca v Z l l re pl l C C εum1214021010310-⨯⨯⨯⨯==Cb Cb v Z l repl l C εum将所有计算结果填入表2。

北邮微波仿真实验报告

北邮微波仿真实验报告一、实验介绍本实验是北邮无线通信专业课程中的微波仿真实验，通过使用射线追踪软件CST Studio Suite对微波器件进行仿真，从而掌握基本的微波设计流程和仿真分析技术。

实验内容包括但不限于：•单模矩形波导五分之一波长变压器•微带线谐振器•微带线带阻滤波器二、实验步骤1. 单模矩形波导五分之一波长变压器仿真流程1.画出五分之一波长变压器的示意图，并确定所需参数。

2.使用CST Studio Suite建立仿真模型，设置仿真参数和求解器。

3.将波导的端口设置为微波源，并设置合适的激励条件。

4.运行仿真模拟，查看仿真结果并分析。

结果分析根据仿真结果，得出五分之一波长变压器的传输系数和反射系数，并将其绘制出来。

可以看出，在设计频率附近，反射系数小于-30dB，传输系数接近1，达到了较好的设计效果。

2. 微带线谐振器仿真流程1.画出微带线谐振器的示意图，并确定所需参数。

2.使用CST Studio Suite建立仿真模型，设置仿真参数和求解器。

3.将该谐振器的端口设置为微波源，并设置合适的激励条件。

4.运行仿真模拟，查看仿真结果并分析。

结果分析根据仿真结果，可得到该微带线谐振器的中心频率、带宽和功率传输系数。

在设计频率附近，此谐振器的功率传输系数接近1，带宽较窄，能够实现较好的谐振效果。

3. 微带线带阻滤波器仿真流程1.画出微带线带阻滤波器的示意图，并确定所需参数。

2.使用CST Studio Suite建立仿真模型，设置仿真参数和求解器。

3.将该带阻滤波器的端口设置为微波源，并设置合适的激励条件。

4.运行仿真模拟，查看仿真结果并分析。

结果分析根据仿真结果，得到该微带线带阻滤波器的中心频率、带宽和传输系数，并将其绘制出来。

可以看出，在设计频率处，该滤波器的传输系数小于-30dB，能够很好地实现带阻效果。

三、总结通过本次实验，我深入了解了微波电路设计的基本流程和仿真分析技术，在实践中提升了自己的设计能力和仿真模拟技能，对微波电路设计领域有了更深入的认识。

北邮微波仿真实验报告

微波仿真课（3）FR4基片：介电常数为4.4,厚度为1.6mm，损耗角正切为0.02第三次课作业Momentum1．在FR4基板上分别仿真四分之一波长开路线，四分之一波长短路线，二分之一波长开路线和二分之一波长短路线，中心工作频率为1GHz，并与Schematic仿真结果比较。

仿真的频率: 0-3GHz.1）λ/4微带传输线短路仿真1.1）通过linecalc计算出λ/4电长度，特征阻抗50欧微带线参数1.2）将微带线置于原理图中1.3）将微带线置于版图中，通过打孔以实现接地，实现短路1.4）λ/4短路仿真结果分析1.5）原理图仿真结果1.6）仿真结果分析对于1Ghz中心工作频率的λ/4微带线，2Ghz对应λ/2电长度，相当于阻抗还原，即为短路点，而3Ghz相当于阻抗倒置，相当于由短路点倒置为开路点。

2Ghz为一个周期，所以仿真频率为0到3Ghz，在频谱特性图中将能看到一个半周期循环，而由于微带线存在损耗，所以在史密斯原图中观察反射系数，将能看到约一个半周期的螺旋线，频率越大，损耗越大，反射系数模值越小。

将schematic中仿真所得结果与Momentum中仿真所得结果进行比较，发现蓝线与红线几乎是重合的,仅存在很小的误差，是因为用Momentum仿真在绘制FR4基板时会偶尔有小的误差出现。

2）λ/4微带传输线开路仿真2.1）通过linecalc计算出λ/4电长度，特征阻抗50欧微带线参数2.2）将微带线置于原理图中2.3）将微带线置于版图中，实现开路2.4）λ/4开路仿真结果分析2.5）原理图仿真结果2.6）仿真结果分析对于1Ghz中心工作频率的λ/4微带线，2Ghz对应λ/2电长度，相当于阻抗还原，即为开路点，而3Ghz相当于阻抗倒置，相当于由开路点倒置为短路点。

微波仿真实验

实验四 S 参数测量仿真实验一、实验目的：结合微波实验课，掌握用三点法测量二端口网络参量的方法。

二、实验内容：波导测量线与可调短路器的型号为BJ100，输入单频正弦波信号，测得波导波长为41g mm λ=。

测量线与可调短路器中间接滑动单螺钉与可变衰减器作为不均匀区域。

滑动单螺钉的穿深度为6mm ，可变衰减器的穿深度为5mm ，该区域可等效为一微波二端口网络。

输入端口参考面T d 选为测量线上坐标为102.9mm 的面，输出端口的参考面T l 选为可调短路器上坐标为10.19mm 的面。

以下为测试结果：1. 短路片位于T l 位置，移动测量线上的探针，测得选频放大器最大度数为278,最小度数为35，参考面左边第一个波节的坐标为117.7mm 。

2. 短路片位于可调短路器上坐标为20.44mm 位置，移动测量线上的探针，测得选频放大器最大度数为265,最小度数为64，参考面左边第一个波节的坐标为115.4mm 。

3. 取下可调短路器，终端接匹配负载，，移动测量线上的探针，测得选频放大器最大度数为283，最小度数为36，参考面左边第一个波节的坐标为116.9mm 。

编程计算1M Γ，1S Γ，1O Γ以及11S ，22S ，12S 的值。

要求：程序语言不限，可选用C 、Matlab 或其他语言。

12L三点法测量[]S 参量附： S 参数测量实验的一些说明我们知道，微波传输线终端接负载时，改变负载的位置，则只改变反射系数的相位，其模值不变，也就是驻波比不变。

那么在本次实验中，不均匀区域后面短路与开路两种情况，在传输线上测量得到的驻波比(或者说1端口的反射系数的模值)是否会变化呢？下面就这一问题做一说明。

如图所示，中间为波导不连续性区域，终端为负载。

以短路片位置为参考面，则21Γ=-。

向右移动短路片距离为d 时，参考面不变，则22j d e β-Γ=。

不连续区域的S 参数如下：1112212211111S S S S S ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦终端短路或开路的微波二端口网络入射波i E 经过不均匀区域后，存在反射波111i S E ，以及透射波211i S E 。

微波仿真实验报告

微波工程基础实验报告一、《微波仿真》课程实验报告一、实验目的1、了解ADS微波仿真软件的使用2、用ADS软件，观察不同的传输线及微波器件的Smith圆图和S参数。

二、实验任务及结果1．Line Calc的使用a)计算FR4基片的50欧姆微带线的宽度b)计算FR4基片的50欧姆共面波导（CPW）的横截面尺寸（中心信号线宽度与接地板之间的距离）2．了解ADS Schematic的使用和设置3.分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆四分之波长开路线的性能参数，工作频率为1GHz。

观察Smith圆图变化。

（1）理想传输线：（2）微带线：4.分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆四分之波长短路线的性能参数，工作频率为1GHz。

观察Smith圆图变化。

（1）理想传输线（2）微带线5.分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆二分之波长开路线的性能参数，工作频率为1GHz。

观察Smith圆图变化。

（1）理想传输线（2）微带线6.分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆二分之波长短路线的性能参数，工作频率为1GHz。

观察Smith圆图变化。

（1）理想传输线（2）微带线7.用一段理想四分之一波长阻抗变换器匹配10欧姆到50欧姆，仿真S参数，给出-20dB带宽特性，工作频率为1GHz。

8.用一段FR4基片上四分之一波长阻抗变换器匹配10欧姆到50欧姆，仿真S 参数，给出-20dB带宽特性，工作频率为1GHz，分析7 和8结果。

理想传输线的效果较好，频谱图也对称，实际的微带线总会有误差存在，效果也会差一些。

9.设计一个3节二项式匹配变换器，用于匹配10欧姆到50欧姆的传输线，中心频率是1GHz，该电路在FR4基片上用微带线实现，设计这个匹配变换器并计算的带宽，给出回波损耗和插入损耗与频率的关系曲线。