实验四阻抗匹配技术软件仿真.doc

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1、实验四阻抗匹配技术软件仿真一，实验目的1、了解阻抗调配原理及调配方法2、熟悉单枝节匹配器的匹配原理3、了解微带线的工作原理和实际应用4、掌握Smith图解法设计微带线匹配网络5、通过枝节匹配的软件仿真理解螺钉调配器工作原理二、实验原理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，再频率提高时，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。枝节匹配器分单枝节、双枝节和三枝节匹配。这类匹配器时

2、再主传输线上并联适当的电纳，用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波，已到达匹配的目的。此电纳元件常用一终端短路或开路段构成。下图为单枝节匹配器，其ZL为任意负载，假定主传输线和分支线的特性阻抗都是Z0，d为从负载到分支线所在位置的距离，Y和Z分别为在枝节处像负载方向看入的主线导纳和阻抗。单枝节调谐时，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。匹配的基本思想时选择d，使其在距离负载d处向主线看去的导纳时Y+jB形式。然后，此短截线的电纳选择为—jB，根据该电纳值确认分支短截线的长度，这样就达到匹配条件。Z0dZLZi

3、n单螺调配器即在波导宽屏伸入一个金属螺钉，螺钉的作用是引入一个并联在传输线上的适当大小的电纳，当螺钉伸入的较少时，相当于在波导传输线上并联一个正的容性电纳，他的大小随着深度的增加而增加，当深度达到谐振时，电纳将增加到无穷大，继续增加深度，电纳值由正变负，呈感性。借助于导纳圆图很方便的求出螺钉的纵向位置l和电纳jb值，由此可以看出，通过枝节匹配器的软件仿真有助于深入理解螺钉调配器的工作原理。二、实验内容三、用软件仿真单枝节匹配过程。假设：输入阻抗Zin=75欧姆负载阻抗Zl=（64+j35）欧姆特性阻抗Z0=75欧姆介质基片Er=2.

4、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匹配网络。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1）建立新项目，确定项目频率2）将归一化输入阻抗和负载阻抗所在位置分别标在Y-Smith导纳圆图上归一化负载阻抗归一化输入阻抗设计并联短路单枝节：1,利用SmithChartUtility分析2,选择Tools下的SmithChart即可打开SmithChartUtility：a.分别输入输入阻抗和负载阻抗的值，再进行并联短路单枝节匹配：电长度电长度2、得到电

5、长度后，计算微带线尺寸：把从b中得到的微带线尺寸即value中的数据输入E_Eff再设置输入阻抗Zin=75欧姆负载阻抗Zl=（64+j35）欧姆特性阻抗Z0=75欧姆介质基片Er=2.55，H=1mm设置完了点击向上的箭头即可得到下面的数据。微带线尺寸微带线尺寸2、Schematic中仿真,仿真电路如下.从下图右上角选择要用的仪器2、在频率范围为0-2GHZ仿真，得到S[1，1]-f图.画好3图中的图后，再点击得到再点击上图中的图标再选择s（1,1）和频率f即可，最后选择ok5、观察到输入端反射系数幅度从1.8GHz-2.2GHz

6、的变化.由反射系数幅度图看出，反射系数在2.02GHz附近为0，实现匹配，由于仿真使用的是微带线，所以存在一定误差，在允许范围内。设计并联开路单枝节：1、利用SmithChartUtility分析电长度电长度1、得到电长度后，计算微带线尺寸：把从b中得到的微带线尺寸即value中的数据输入E_Eff再设置输入阻抗Zin=75欧姆负载阻抗Zl=（64+j35）欧姆特性阻抗Z0=75欧姆介质基片Er=2.55，H=1mm设置完了点击向上的箭头即可得到下面的数据微带线尺寸微带线尺寸1、在Schematic中仿真，仿真电路如下：1、在频率范

7、围为0-2GHZ仿真，得到S[1,1]-f图.画好3图中的图后，再点击得到再点击上图中的图标再选择s（1,1）和频率f即可，最后选择ok1、观察输入端反射系数幅度从1.8GHz-2.2GHz的变化：重复4中的步骤即可得到下图。由反射系数幅度图看出，反射系数在2.02GHz附近为0，实现匹配，由于仿真使用的是微带线，所以存在一定误差，在允许范围内。五，实验总结此次实验由于上个学期没有做过微波实验，ADS软件也没有安装，ADS软件也不会是使用，一切从零开始，所以在做本次实验时遇到极大的困难，首先软件的破解十分的坑爹，首先安装了2011-

8、01根据网上给的破解方法破解，结果破解失败，软件无法使用，由于配置的问题，浪费了很多时间，后来安装了2009版本的才能成功运行。安装软件之后，由于遇到新软件所以不会使用，故而老是百度ads教程，才学会了如何使用，如何设计单支节匹配网络