北邮微波期中作业_单双支节匹配

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1、信息与通信工程学院微波期中作业实验报告班级：2012211116姓名：黄常凯学号：2012210456序号：05日期：15.06.1032目录一、实验目的：二、实验要求三、实验原理1、圆图绘制：2、单支节并联匹配原理：3、双支节并联匹配原理：四、软件流程图五、使用说明六、演示流程截图七、心得体会八、参考文献九、代码32摘要本实验通过MATLAB软件绘制Smith圆图，并进行单、双支节匹配演示。关键词：MATLABSmith圆图单支节匹配双支节匹配一、实验目的：1、了解史密斯圆图的原理和作用；2、学会使用史密斯圆图分析问题；3、软件编程

2、实现Smith圆图可视化解决传输线问题。二、实验要求1、通过软件编程实时显示史密斯圆图以及归一化阻抗值；2、实时显示导纳圆图和归一化阻抗值；3、实现驻波系数，反射系数模和幅角的可视化计算；4、实现传输线输入阻抗的可视化计算；5、实现并联单支节匹配长度和支节位置的计算；6、实现并联双支节匹配长度的计算。三、实验原理a:求反射系数的公式。在ConvertZ2AbsL等函数中用到b：求反射系数的模，在[AbsL，Ph]函数中用到。32反射系数与驻波比的关系。c：求输入阻抗，在双支节匹配中，由y1旋转到y1‘用到，用于求第一个直接匹配后的导纳

3、。d：用于计算按钮中，求驻波比和K。e：单支节匹配中用于解析法求distance和length的函数中用到。输入阻抗虚部不为0时用到。32f：主要用于绘制圆的函数，非常重要。1、圆图绘制：给定输入阻抗值和传输线的特性阻抗，即可求得归一化阻抗。则可以分别绘出等R圆，等X圆及根据算出来的绘出等反射圆。等R圆与等X圆的方程如下：2、单支节并联匹配原理：当负载阻抗表示为时，则距负载距离为d处的传输线输入阻为，其中，该点的导纳为32，。为获得匹配负载，选择d使,则m的二次方程，对m求解给出因此，m的两个解为：为求出匹配支节的长度，先要得到的m代

4、入中求出B，然后令支节输入端的电纳等于-B。支节为开路线时的长度为支节为短路线时的长度为如果上面两式求出的长度是负值，只需加上即可。单支节匹配能使任意负载与传输线特性阻抗相匹配。但它的缺点是：支节与主传输线相连接的位置会随负载的位置而发生改变，这对同轴线、带线等传输形式就不方便了。解决这个问题的办法是采用双支节调配器。至于选用开路支节匹配还是短路支节匹配，视传输线的形式而定。对微带线或带状线，制作开路线较为容易，因为不需要在基片上打孔；对同轴线和波导，采用段路线更为合适，因为开路线很容易产生辐射，使得开路支节不再是纯电抗。323、双支

5、节并联匹配原理：（在程序中我们固定第一调配支节在负载处，即令为0，同时选取两支节之间的距离为）在第一支节左边，输入导纳可表示为：，式中，是负载导纳，是第一支节的输入电纳，向电源方向走过到第二支节的右边时，输入导纳可表示为，式中，，。要匹配成功，则在该点的的实部必须等于，由此导出方程：。再由已知的和上式一起确定第一支节的输入电纳：，然后，令的虚部等于第二支节的电纳负值，便可求出第二支节的电纳值为。在求出的和中，正负号分别对应同一组解。利用或可以分别求出两个匹配支节的长度和：支节为开路线时的长度为支节为短路线时的长度为如果上面两式求出的长

6、度是负值，只需加上即可。并联双支节调配器第一个直接到负载的距离一般选小于的任意值，两支节之间的距离<<，但接近0或时，会使匹配网络对频率敏感，通常取为、或32。决定辅助圆位置的两支节之间距离原则上可以任意选择，但只有当辅助圆与中的等圆有交点时，才能实现阻抗匹配。事实上，当和第一支节到负载的距离确定后，不是对任意负载都能使对应的等圆与辅助圆相交的，这就是双支节匹配的“盲区”。解决“盲区”的有效方法是采用三支节匹配器一、软件流程图绘制圆图按动按钮初始化，生成基本框架主函数开始plot_double_fun始化plot_single_fun

7、plot__circleMain函数双支节匹配单支节匹配32circle子函数获得Zo,ZLNY提示出错信息值符合circlefun子函数计算ρ,R,Xsingle_match函数计算匹配点的位置获得Zo,ZLZ0,Zl返回在圆图上画出匹配点用子函数画圆图返回，并输出计算结果double_match在圆图上画出匹配点计算匹配点的位置传入Zo,ZL函数返回传入已求Z0,R,X返回各位置值。singlefun函数doublefun函数传入已求Z0,R,X返回各位置值。将上值带入求单支节匹配位置公式将上值带入求双支节匹配位置公式32一、使用

8、说明在传输线的计算结果中，Inf表示无穷，NaN表示不存在这个数。点击main.exe，则出现以下界面：自己填入负载的电阻R和电抗X，以及传输线的特性阻抗Zo：该程序可以实现以下的计算及输出：（1）绘制圆图：根据输入的负