4.1微帶分支線匹配器仿真實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解微帶分支線匹配器的匹配原理和分析方法。(2)掌握ADS軟件的Smith

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Utility

Tool工具和Line

Calc工具的使用。(3)通過ADS優(yōu)化仿真分析能夠理解電路的匹配原理及求解過程。(4)能夠設(shè)計(jì)出滿足指標(biāo)要求的微帶分支線匹配器。二、預(yù)習(xí)要求(1)了解微帶分支線匹配器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。(2)熟悉ADS軟件仿真和設(shè)計(jì)電路的基本方法及具體操作。三、實(shí)驗(yàn)原理1.支節(jié)匹配器由于微波電路工作頻率在GHz范圍，且相應(yīng)波長較小，因此微波信號通過傳輸線時(shí)將產(chǎn)生分布參數(shù)效應(yīng)，此時(shí)傳輸線上的電流或者電壓將沿線以波動的形式變化，一般情況下由入射波和反射波疊加而成。在微波射頻電路中，當(dāng)負(fù)載與傳輸線不匹配時(shí)，就會有反射波，導(dǎo)致功率傳輸?shù)男史浅５汀．?dāng)發(fā)生全反射時(shí)，信號就不能進(jìn)入下一級元器件，微波電路也就無法正常工作。因此，為了使微波電路或系統(tǒng)無反射，即使傳輸線工作在行波或者盡量接近行波的狀態(tài)下，通常在負(fù)載和傳輸線之間引入阻抗匹配技術(shù)，其實(shí)質(zhì)是利用“補(bǔ)償原理”，即由可調(diào)的匹配器產(chǎn)生一個(gè)合適的附加反射波，它與負(fù)載阻抗所產(chǎn)生的反射波在指定的參考面上等幅而反相，從而相互抵消，相當(dāng)于傳輸線在此參考面上與一個(gè)等效匹配負(fù)載相連。常用的阻抗匹配器有支節(jié)匹配器、四分之一波長阻抗變換器、指數(shù)線匹配器等。支節(jié)匹配器是在主傳輸線上串并聯(lián)適當(dāng)?shù)亩探鼐€，利用附加反射波來抵消主傳輸線上原有反射波，以達(dá)到阻抗匹配的目的。支節(jié)匹配器分為單支節(jié)、雙支節(jié)和三支節(jié)匹配，圖4.1-1給出了常用的單支節(jié)、雙支節(jié)匹配方式。圖4.1-1支節(jié)匹配器原理

圖4.1-2雙支節(jié)匹配器的Y-Smith圓圖

圖4.1-3微帶傳輸線四、實(shí)驗(yàn)儀器計(jì)算機(jī)： 1臺ADS軟件： 1套五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)已知：輸入阻抗Zin=75Ω，負(fù)載阻抗ZL=(50+j50)Ω，特性阻抗Z0=50Ω，介質(zhì)基片特性εr=9.6，厚度H=0.25mm。假定負(fù)載在1GHz時(shí)實(shí)現(xiàn)匹配，利用Smith圓圖設(shè)計(jì)微帶線單支節(jié)匹配器。(2)已知：特性阻抗Z0=75Ω傳輸線端接終端負(fù)載后，傳輸線上電壓駐波比VSWR=3，負(fù)載距離最近的電壓最小值點(diǎn)為λ/8，介質(zhì)的相對介電常數(shù)εr=9.6，厚度H=1mm。使用Smith圓圖設(shè)計(jì)微帶雙支節(jié)匹配器(并聯(lián)短路支節(jié)線)，要求支節(jié)間距為3λ/8，并聯(lián)支節(jié)取盡可能小的值。六、注意事項(xiàng)(1)合理選擇阻抗圓圖和導(dǎo)納圓圖。(2)采用TXLINE軟件計(jì)算相應(yīng)微帶線的寬度。七、報(bào)告要求(1)按照標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式和內(nèi)容完成實(shí)驗(yàn)