浙江大学 电磁场与电磁波实验(第一次)

本科实验报告

课程名称：电磁场与微波实验

姓名：wzh

学院：信电学院

专业：信息工程

学号：xxxxxxx

指导教师：王子立

选课时间：周二下9,10节

2017年6月2日

Copyright

As one member of Information Science and Electronic Engineering Institute of Zhejiang University, I sincerely hope this will enable you to acquire more time to do whatever you like instead of struggling on useless homework. All the content you can use as you like. I wish you will have a meaningful journey on your college life.

——W z h

实验报告

课程名称：_________电磁场与微波实验____指导老师：___王子立____成绩：__________________

实验名称：_____微波传输线ADS仿真与负载特性测量______实验类型：__电子电路_同组学生姓名：__ __

一、实验目的和要求

实验一微波传输线ADS仿真与负载特性测量

1.了解基本传输线、微带线的特性。

2．熟悉ADS软件的基本使用方法。

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。

4．掌握矢量网络分析仪测量的方法。

实验二微波传输线负载特性矢量网络分析仪测量

1.了解基本传输线、微带线的特性。

2．熟悉网络参量测量，掌握矢量网络分析仪的基本使用方法。

实验三匹配电路设计

掌握匹配电路设计的基本原则，学会用ADS进行电路匹配设计。

二、实验内容和原理

实验一微波传输线ADS仿真与负载特性测量

实验二微波传输线负载特性矢量网络分析仪测量

实验三匹配电路设计3.1基本阻抗匹配理论

3.2 广义阻抗匹配

阻抗匹配概念可以推广到交流电路。,当负载阻抗ZL与信号源阻抗Zs共轭时,即ZL=Z*s 时,能够实现功率的最大传输,称作共轭匹配或广义阻抗匹配。如果负载阻抗不满足共轭匹配条件,就要在负载和信号源之间加一个阻抗变换网络N,将负载阻抗变换为信号源阻抗的共轭,实现阻抗匹配。

三、主要仪器设备

1、装有ADS 软件的电脑一台

2、矢量网络分析仪一台

3、微带电路一套

四、操作方法和实验步骤

实验一微波传输线ADS仿真与负载特性测量

实验内容1

用ADS软件计算微带电路尺寸，并分别仿真微带传输线负载为短路、开路、匹配、纯电抗和复阻抗情况下的特性。

计算及仿真条件如下：

（1）工作频率2.5GHz；

（2）特性阻抗50欧姆；

（3）微波介质基板特性：相对介电常数 4.6，介质层厚度0.765mm，铜箔厚度0.035mm(1OZ)，损耗正切0.015；

实验内容2

用矢量网络分析仪分别测量微带传输线电路负载为短路、开路、匹配、纯电抗和复阻抗情况下的特性。

实验二微波传输线负载特性矢量网络分析仪测量

实验内容1

查阅“2附录.矢量网络分析仪操作说明.pdf”，了解矢量网络分析仪的原理和使用方法。

实验内容2

用矢量网络分析仪分别测量如图微带开路传输线模块的反射特性，并引入电阻负、电容和电感负载测量并分析在不同负载情况下的反射特性。

实验三匹配电路设计

实验内容1

设计L型阻抗匹配网络，使Zs=（46-j*124）Ohm信号源与ZL=20+j*100Ohm的负载匹配，频率为2400MHz.

实验内容2

设计微带单枝短截线线匹配电路，使MAX2660的输出阻抗Zs=（126-j*459）Ohm 与ZL=50Ohm的负载匹配，频率为900MHz.

五、实验数据记录和处理

实验一微波传输线ADS仿真与负载特性测量

1、负载端短路（SC）

（1）ADS中的原理图和仿真结果

（2）微带线的设计图和仿真结果

（3）分析

从原理图的结果我们看到，根据 00

L L

L Z Z Z Z -Γ=+ 公式可知当L Z 等于零时，

1L Γ= 故史密斯圆图中位于最外圈，2.5GHz 处在圆图的短路点。在2.5GHz 的地

方由0tan in Z jZ L β= 知0in Z = ，此时可以看到()in

dB Z →-∞ 符合预期。

从微带线仿真结果来看，由于微带线选用MLSC ，本身存在一定的阻抗，故

()0in dB Z →，且反射系数园接近于最外圆。

2、负载端开路（OC ）

（1）ADS 中的原理图和仿真结果

（2）微带线的设计图和仿真结果

（3）分析

从原理图的结果我们看到，根据 00

L L

L Z Z Z Z -Γ=+ 公式可知当L Z =∞ 时，

1L Γ= 故史密斯圆图中位于最外圈，2.5GHz 处在圆图的断路点。在2.5GHz 的地

方由0

tan in

Z Z j L

β=

知in

Z =∞ ，此时可以看到()in dB Z →+∞ 符合预期。

从微带线仿真结果来看，由于微带线选用MLOC ，本身存在一定的阻抗，故

()in dB Z →∞，且反射系数园接近于最外圆。

3、负载端匹配

（1）ADS 中的原理图和仿真结果