西电微波技术虚拟实验

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1、课程设计报告设计题目：微波技术虚拟实验学院：电子工程学院专业：电子信息工程班级：021191学号：姓名：电子邮件：日期：2013年12月成绩：指导教师：8一、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=2.2GHz，在通带内最大波纹=0.2dB，小于-16dB；在阻带频率=4GHz处，阻带衰减不小于30dB。输入、输出端特性阻抗。用同轴线实现，其外导体直径为；高阻抗特性阻抗；低阻抗线内、外导体间相对介电常数，低阻抗线特性阻抗。确定滤波器的结构尺寸，测量滤波器的参数、，进行适当调整，使之达到最佳。记录滤波器

2、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：MicrowaveOffice软件三、设计步骤1.确定原型滤波器启动软件中Wizard模块的AWRFilterSynthesisWizard（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：8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，<-16dB,>-0.2dB；f>4GHz时，<-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

3、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：，，H=800um，T=10um，阻抗，计算得W,；再计算高阻抗线的长度：8②低阻抗线先计算低阻抗线的宽度。已知条件：，，H=800um，T=10um，阻抗，计算得W,；再计算低阻抗线的长度：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。（2）完成电路，测量各特性指标在已有的工程中创建一个新原理图，用于绘制实际结构的微波低通滤波器。微带线结构所需元件：MLIN,PORT,MSU

4、B（参数为=9.0，h=800um,T=10um)。同轴线结构所需元件：COAXP2,PORT。　　工作频率（1~5GHZ，阶长0.01）保持不变，依次画电路图，添加图标，添加测量项，（单位dB)。全部完成后分析电路，观察所得曲线。若性能不符合指标要求，还需要对实际结构的滤波器进行优化。将各高低阻抗线的长度设为可优化参数，再重新添加优化目标。优化目标，优化方法与原型滤波器的完全相同。优化电路，直到各项参数符合指标要求。激活实际结构滤波器原理图，从主菜单选SchematicViewLayout,观察滤波器的二维布线图；再从工

5、具栏选View3DLayout,观察三维布线图。8记录实际结构滤波器的优化结果。微带线结构滤波器原理图：图2——微带线结构滤波器原理图电路中的参数均可由上公式算出。三、实验数据记录表1——原型滤波器参数元件IDC1（pF）C2（pF）C3（pF）L1（nH）L2（nH）元件变量CaCbCaL0L0优化值1.813.0851.814.7494.749表2——微带线结构参数W（um）高阻抗线92.93955.391245789低阻抗线8432.537.83519103933058原型滤波器仿真结果：图3——原型滤波器仿真结果（优

6、化后）微带线结构滤波器仿真结果：图4——微带线结构滤波器仿真结果（优化后）8滤波器的二维布线图：图5——滤波器的二维布线图表3——微带线结构优化后数据元件TL1TL2TL3TL4TL5L(mm)19775659325856591977W(um)8433938433938433五、结果分析首先对原型滤波器进行仿真结果分析，图3中，当f<2.2GHz时，<-16dB,=-0.11dB>-0.2dB；f>4GHz时，=-31.19dB<-30dB，其仿真结果完全符合预期要求。而在自行绘制的原理图时，当采用计算所得结果的时候，所得的

7、波形与语气还是有很大差距的。即使经过优化，如图4，我们还是可以看到，其实际指标与所要求的指标均有不少差距，当f<2.2GHz时，>-16dB,8=-0.5188dB<-0.2dB；当f>4GHz时，=-28.48dB>-30dB。所以说，在自行绘制的实验原理图中，仿真优化的结果并不太理想，但是已经能够满足实验的要求。如果要进一步改进，可能需要作出优化方法上的改变。六、实验总结通过这一个多月的微波技术虚拟实验，我对MicrowaveOffice软件有了较为深入的了解，MicrowaveOffice软件为本行业普遍使用的主流专业

8、设计软件。可以对各种微波电路进行设计、分析。，内容涵盖了IC、电路模块以及端对端系统，具有很强的工程实用性。目前已在通信、电子、航天等领域的各大研究所、公司广泛使用。实验中我们还用到了用“传输线理论CAI软件”。这个软件很好的满足了我们在学习过程中的需求，图解和说明清晰透彻，大大方便了我们