微波實(shí)驗(yàn)報(bào)告信息與通信工程學(xué)院

實(shí)驗(yàn)二分支線匹配 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分 實(shí)驗(yàn)三四分之一波長阻抗變換 實(shí)驗(yàn)六功率分配 dddYB形式。然后，此短截線的電納選擇為jB，根據(jù)該電納值確定分支短截線的長度，這樣就達(dá)到匹配條件。

ZinZL

Z0rd14d28。畫出幾種可能1.8GHz2.2GHz的變化。OUTPUTEQUATION（如圖）Rp：1+jx

Y-SmithT1dl所對d和l的電長度、介質(zhì)基片的r、HTXLINE計(jì)算微線物理長度和寬度。此處應(yīng)該注意電長度和實(shí)際長度的聯(lián)系（360對應(yīng)二分之一波長如圖，先從負(fù)載阻抗處沿等反射系數(shù)圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至1+jx圓上。 1+jx（360- 根據(jù)轉(zhuǎn)過的角度和介質(zhì)基片的r、HTXLINE計(jì)算微帶線物理長度1.8—2.2GHz。其中，MLSC代表單短截線，MLINID=TL2ld。只調(diào)節(jié)長度，范圍為10，調(diào)諧后使輸入端口的反射系數(shù)幅值在中心頻率2GHz處最低。調(diào)諧之后的原理圖和測量結(jié)果如下圖OUTPUTEQUATION。如下圖所示。其中參數(shù)說明如下：

Tld114Rp：1+jx圓Rf：旋轉(zhuǎn)/8后的輔助圓Y-SmithT1d114電長Tl0，位于圓圖中心匹配點(diǎn)。d114電長度后得到的阻抗）沿等電導(dǎo)圓旋轉(zhuǎn)至由1+jx/8電導(dǎo)的變化值：Y2=0-(-1.9913)=Y1Y2對應(yīng)的電導(dǎo)圓與大圓的交點(diǎn)在圓圖上標(biāo)出。從開路點(diǎn)沿等反射系數(shù)圓順時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)過的角度和介質(zhì)基片的r、HTXLINE計(jì)算微帶線物理長度1.8—2.2GHz。其中，MLEF代表開路線，MLINID=TL2者代表單短截線距負(fù)載的距離。雙支節(jié)網(wǎng)d14d28。調(diào)諧分支線的長度l1、l2。只調(diào)節(jié)長度，范圍為10，調(diào)諧后使輸入端口的反射2GHz處最低。調(diào)諧之后的原理圖和測量結(jié)果如下圖所示：在這次試驗(yàn)中，我選用的都是開路線，于是在讀Smith圓圖的時(shí)候，沒有，得到的TXLine計(jì)算微帶線的位置以及長度的過程中，發(fā)現(xiàn)理論值有的時(shí)候不2、在老師的指導(dǎo)下明白了，圓圖上的坐標(biāo)是反射系數(shù)，要標(biāo)阻抗點(diǎn)需要將其先RL假設(shè)主傳輸線特性阻抗為Z0但是RLZ0,則可以在RL與主傳輸線之間接入一段特性阻抗相等。這樣就實(shí)現(xiàn)了匹配。根據(jù)傳輸線理論得：Z1RL4f0ff0|

Z11Z11

||

1|

(RL(RL1)24(RL)tan2(f 定義下列為變阻器的中心頻率和相對帶寬f0(f1f2)/

Wq(f2f1)/f0f2f1分別為頻帶的上下邊界，f0為中心頻率，Wq為相對帶寬。假設(shè)m

f1

fm||m，代入式*Z0 Z0

11m

|RLZ0W2(f0fm 0Z0 Z01mqW2 1mq

|

另外對應(yīng)于頻率f（對應(yīng)）的相位為 (fm)，因此W也可表示為

0 0W=2 RmaxZ0RminZ0

Z1

Z0Z0Z0Z0/1/Z04變換器接在電壓波節(jié)位置（LMZ0Z1

4變換器接在電壓波腹處（LN處NZ0Z1Z2，ZnZn1Zn1ZnZn1Z2Z1Z0，每節(jié)點(diǎn)長度均為l，l為在中心頻率（（二項(xiàng)式多節(jié)阻抗變換器的近似設(shè)計(jì)

lnZn

2NCNlnnZn

C C (N

1

1/Nm arccosm m 1

1/NW2

arccosm 切多節(jié)阻抗變換

切阻抗變換器的設(shè)計(jì)方法是：使它的反射系數(shù)的模隨按切多項(xiàng)式變化附錄6中給出了 阻抗變換器的設(shè)計(jì)表格，其中R為阻抗比，RRL，n為節(jié)數(shù)m1注意表中給出的是駐波比，帶內(nèi)最大駐波比與反射系數(shù)的模的關(guān)系為：m1m1

RL=150f0=3GHzZ0=50，介質(zhì)基片r=4.6H=1mm0.11、2、節(jié)二項(xiàng)式變阻器以及3節(jié)切阻抗變換器在給定的反射系數(shù)條件下比較它們的工作帶ZL=（85-j45）f0=3GHzZ0=50，在電壓駐波波腹或波節(jié)處利用單節(jié)四分之一波長阻抗變換器，設(shè)計(jì)微帶線變RLRLZ1

lnZ1

22C2ln00

ln

22C2ln11解得：Z1 Z2

23C3ln00

ln

23C3ln11

lnZ2

23C3ln22Z1

Z2

Z3A

L4

21150501501Wq2arccosA

4

2215050150 W2 A2N

2315050RL 150 W2 TXLINE計(jì)算相應(yīng)微帶線的長度及寬度。每段變阻器的長度為四分之一波長（在中心頻率，即lg04g0f0處微帶線LM，計(jì)算變換器的特性阻抗；SmithLN在OUTPUTEQUATION中輸入以下TL為負(fù)載反射系數(shù)，T為過此點(diǎn)的等反射系數(shù)圓。標(biāo)在圓圖上如下圖所示。分別LMLN對應(yīng)的角度分別為：180-33.6=146.4、360-33.6=326.4然后可以從下圖中讀出二者的歸一化阻抗值（即實(shí)軸上兩點(diǎn)的歸一化阻抗反歸一化得：RM=0.428*50=21.4單節(jié)四分之一波長變換器的中，可得Z1m

RNZ1n RNTXLINE計(jì)算相應(yīng)微帶線的長度及寬度，以及對應(yīng)LMLN的微帶線長度。Zlm、Zln90度的電長度TXLINELM、LNLM、LN50TXLINE中進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如下：ZWLZWL(Z0其電長度為90度，特性阻抗是根據(jù)計(jì)算所得；第三行為第三節(jié)微帶線，目的是將復(fù)數(shù)MicrowaveOffice下完成單節(jié)變阻器、二項(xiàng)式多節(jié)變阻器原理圖，要考慮微帶Proj下添加圖，測量反射系數(shù)。：調(diào)諧各微帶線的長度。只調(diào)節(jié)長度，范圍為10，調(diào)諧后使輸入端口的反射系對于純電阻負(fù)載，上述指標(biāo)不變，采用3節(jié)切阻抗變換器重新設(shè)計(jì)上述1mm16mm計(jì)算得阻抗比RRL=3， 1m=1.1=1.22。查帶內(nèi)駐波比和R與W的關(guān)mZ 1Z

表，得相對帶寬為1。又根據(jù)Wq與R查各節(jié)歸一化特性阻抗表，得z11.24988Rz2 1.732z3Rz1=2.400。反歸一化得：Z162.494Z286.6RZ3120TXLINEZWL 間三段分別為Z1、Z2、Z33GHz處最低。調(diào)諧之后測量結(jié)果如下圖所示：測量結(jié)果（幅度圖由圖中可見，隨著變阻器節(jié)數(shù)的增加，m0.1dB2、我分別建了多個(gè)原理圖，用來實(shí)現(xiàn)單節(jié)、二、三節(jié)二項(xiàng)式、三節(jié)切變阻器，k2Pk2P（Pk2P1端口接匹配負(fù)載時(shí)，23端口（ 3端口到2端口）的傳輸系數(shù)表示功分器的度；當(dāng)3端口（或2端口）接匹配負(fù)載時(shí)12端口（3端口）23端口。1Z0，12端口、13Z02、Z03，線長為g4。R2、R32端口、3端口向負(fù)載看過去的阻抗。R2端口、3端口之間的電阻Z02Z03R2R3電壓為V和VPk2P |V|2/Rk2|V 為了使在正常工作時(shí)，電阻R上不流過電流，則VV，于是得Rk2R。若R2kZ0R3Z 2因 微帶線長為g/4，故在1端口處的輸入阻抗2

//

03/22為使1端口無反射，微帶線在1端口處的總輸入阻抗應(yīng)等于1端口的特性阻抗Z022即

Y01/

02 ////

|2/

k2|

|2/

11 k 下面確定電阻R的計(jì)算式跨接在2端口和3端口之間的電阻R是為了得到2端口與3端口之間互相的作用。1端口輸入，2端口、3R2R3時(shí)，2、3兩端口等電位，故電阻RR23R2R3時(shí)負(fù)載有反射，這是為使2、3兩端口彼此，R必須有確定的值，經(jīng)計(jì)算：RZ0(1k2)/2端口、3端口的特性Z02Z0R2Z04g43Z0R3Z05，電長度為g4Z04Z05

2 (RZ 2

3 (RZ 3R的寄生效應(yīng)盡量減小。0 微帶線功分器。已知：端口特性阻抗Z50，功分比k21.5，介質(zhì)基片為：r=4.6，H=1mm。指標(biāo)如下：0 度（20lg|S32|）不小于25dB 計(jì)算R2、R3、Z02、Z03、R、Z04、Z05的值。將輸入到OUTPUTEQUATION中進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如下圖所示：TXLINE計(jì)算相應(yīng)微帶線的長度及寬度。建立一個(gè)新項(xiàng)目，選擇單位和項(xiàng)目1.8~2.2GHz。TXLINE90度，中心2GHz。ZLWR設(shè)是和Z03x1、分別為Z02、Z03連接線的長度，則有x1+x=20.83,x2+x=20.21。又設(shè)p和q是連接電阻的微帶線長度。假設(shè)電阻長為3mm，p取(x1+x2-3)/2p+q+3=x1+x2（RZ02Z03微帶線之間的垂直距離相同GLOBALDEFINATION中。如下RR一致R確定，長度可以調(diào)整。上述約束關(guān)系也需寫到原理圖中，便于調(diào)諧時(shí)使用添加測量，測量輸入端口到兩個(gè)輸出端口的傳輸系數(shù)（|S31|，|S21|）以 |S32|S實(shí)驗(yàn)要求中心頻率在2GHz，在1.8~2.2GHz時(shí)滿足度不小于25dB，功分比為1.746~1.7752GHz，且1.8GHz時(shí)明顯小于25dB20lg|S31|-20lg|S21|=[-2.288-(-4.078)]=1.79>1.775調(diào)諧電路元件參數(shù)，選擇調(diào)諧變量，調(diào)整變量的數(shù)值，在圖上觀察功分比和RZ02

p+q+3=x1+x2x、pZ04Z05的值。圖中dB圖如下：可見此時(shí)中心頻率在2GHz，在1.8~2.2GHz頻率范圍內(nèi)度大25dB以上。上面20lg|S31|-20lg|S21|=[-2.339-(-4.111)]=1.772，因此功分比也滿足當(dāng)功分比k2=1時(shí)，上述功分器變?yōu)榈确止Ψ制?，它將輸入功率分為相?OUTPUTEQUATIONk1由計(jì)算結(jié)果可見，Z04Z0550，與端口的阻抗值相同，這時(shí)不再需要TXLINEZLWR添加測量，測量輸入端口到兩個(gè)輸出端口的傳輸系數(shù)（|S31|，|S21|）以 度|S32|1.8GHz25dB，經(jīng)過調(diào)諧后得：RZ02

p+q+3=x1+x2。調(diào)節(jié)x、p、Z04、Z05的值。圖中所示為調(diào)諧之后的結(jié)果。這dB圖