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文档简介
作业二十 矩量法计算带状线的电容、电感及特征阻抗一、 已知：带状线宽度为W，上下接地板之间的距离为b待求：带状线的电容、电感及特征阻抗图1二、计算结果1、上下接地板间的距离取b=0.5m时，带状线电容随其宽度W变化曲线2.9744e-0112.9139e-011图22、上下接地板间的距离取b=0.5m时，带状线电感随其宽度W变化曲线3.7355e-0073.8132e-007图33、上下接地板间的距离取b=0.5m时，带状线特征阻抗随其宽度W变化曲线112.0663114.3962图44、带状线宽度W=0.1m时，带状线电容随上下接地板间的距离b的变化曲线2.9744e-0112.9376e-011图55、带状线宽度W=0.1m时，带状线电感随上下接地板间的距离b的变化曲线3.7355e-0073.7823e-007图66、带状线宽度W=0.1m时，带状线特征阻抗随上下接地板间的距离b的变化曲线112.0663113.4700图7三、讨论1、矩量法求得的电容、电感、特征阻抗与解析公式求得的结果是相同的。2、当带状线的宽度越小、上下接地板间距离越小、上接地板宽度取值越大时求得的结果误差越小。四、程序1、随W变化clear;clc;ep=1e-9/(36*pi);mu=4*pi*1e-7;W1=0.05:0.05:0.5;W2=1;b=0.5;N1=50;N2=150;dl1=W1/N1;dl2=W2/N2;N=N1+N2;for i=1:length(W1) for m=1:N if m=0)&(daerta2=0) s1(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b1/(2*c1)*log(a1+1/2*b1+1/4*c1)-1+sqrt(daerta1)/c1*atanh(b1+c1)/sqrt(daerta1+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b1/(2*c1)*log(a1-1/2*b1+1/4*c1)+1+sqrt(daerta1)/c1*atanh(b1-c1)/sqrt(daerta1+eps); s2(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b2/(2*c2)*log(a2+1/2*b2+1/4*c2)-1+sqrt(daerta2)/c2*atanh(b2+c2)/sqrt(daerta2+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b2/(2*c2)*log(a2-1/2*b2+1/4*c2)+1+sqrt(daerta2)/c2*atanh(b2-c2)/sqrt(daerta2+eps); elseif (daerta1=0)&(daerta2=0) s1(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b1/(2*c1)*log(a1+1/2*b1+1/4*c1)-1+sqrt(daerta1)/c1*atanh(b1+c1)/sqrt(daerta1+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b1/(2*c1)*log(a1-1/2*b1+1/4*c1)+1+sqrt(daerta1)/c1*atanh(b1-c1)/sqrt(daerta1+eps); s2(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b2/(2*c2)*log(a2+1/2*b2+1/4*c2)-1+sqrt(-daerta2)/c2*atan(b2+c2)/sqrt(-daerta2+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b2/(2*c2)*log(a2-1/2*b2+1/4*c2)+1+sqrt(-daerta2)/c2*atan(b2-c2)/sqrt(-daerta2+eps); elseif (daerta1=0) s1(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b1/(2*c1)*log(a1+1/2*b1+1/4*c1)-1+sqrt(-daerta1)/c1*atan(b1+c1)/sqrt(-daerta1+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b1/(2*c1)*log(a1-1/2*b1+1/4*c1)+1+sqrt(-daerta1)/c1*atan(b1-c1)/sqrt(-daerta1+eps); s2(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b2/(2*c2)*log(a2+1/2*b2+1/4*c2)-1+sqrt(daerta2)/c2*atanh(b2+c2)/sqrt(daerta2+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b2/(2*c2)*log(a2-1/2*b2+1/4*c2)+1+sqrt(daerta2)/c2*atanh(b2-c2)/sqrt(daerta2+eps); else s1(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b1/(2*c1)*log(a1+1/2*b1+1/4*c1)-1+sqrt(-daerta1)/c1*atan(b1+c1)/sqrt(-daerta1+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b1/(2*c1)*log(a1-1/2*b1+1/4*c1)+1+sqrt(-daerta1)/c1*atan(b1-c1)/sqrt(-daerta1+eps); s2(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b2/(2*c2)*log(a2+1/2*b2+1/4*c2)-1+sqrt(-daerta2)/c2*atan(b2+c2)/sqrt(-daerta2+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b2/(2*c2)*log(a2-1/2*b2+1/4*c2)+1+sqrt(-daerta2)/c2*atan(b2-c2)/sqrt(-daerta2+eps); end S(m,n,i)=s1(i,m,n)-s2(i,m,n); end endA1(:,i)=S(:,:,i)B1;A2(:,i)=S(:,:,i)B2;%C11(i)=sum(A1(1:N1),i)*dl1(i);C21(i)=sum(A1(N1+1):(N1+N2),i)*dl2;C12(i)=sum(A2(1:N1),i)*dl1(i);C22(i)=sum(A2(N1+1):(N1+N2),i)*dl2;L(i)=mu*ep/C11(i);Zc(i)=sqrt(L(i)/C11(i);endfigure(1)plot(W1,C11,*-r);title(带状线电容随其宽度W的变化);xlabel(带状线的宽度W);ylabel(电容（F/m）);grid onhold onfigure(2)plot(W1,L,*-r);title(带状线电感随其宽度W的变化);xlabel(带状线的宽度W);ylabel(电容（H/m）);grid onhold onfigure(3)plot(W1,Zc,*-r);title(带状线特征阻抗随其宽度W的变化);xlabel(带状线的宽度W);ylabel(特征阻抗（）);grid onhold on%for m=1:length(W1) if W1(m)/b=0.35 We(m)=W1(m); C0(m)=4*ep*(We(m)+0.441*b)/b; L0(m)=mu*b/(4*(We(m)+0.441*b); Zc0(m)=sqrt(mu/ep)*b/(4*(We(m)+0.441*b); else We(m)=b*(W1(m)/b-(0.35-W1(m)/b)2); C0(m)=4*ep*(We(m)+0.441*b)/b; L0(m)=mu*b/(4*(We(m)+0.441*b); Zc0(m)=sqrt(mu/ep)*b/(4*(We(m)+0.441*b); endendfigure(1)plot(W1,C0,-b);grid onhold onfigure(2)plot(W1,L0,-b);grid onhold onfigure(3)plot(W1,Zc0,-b);grid onhold on2、随b变化clear;clc;ep=1e-9/(36*pi);mu=4*pi*1e-7;W1=0.1;W2=1;b=0.05:0.05:0.5;N1=50;N2=150;dl1=W1/N1;dl2=W2/N2;N=N1+N2;for i=1:length(b) for m=1:N if m=0)&(daerta2=0) s1(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b1/(2*c1)*log(a1+1/2*b1+1/4*c1)-1+sqrt(daerta1)/c1*atanh(b1+c1)/sqrt(daerta1+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b1/(2*c1)*log(a1-1/2*b1+1/4*c1)+1+sqrt(daerta1)/c1*atanh(b1-c1)/sqrt(daerta1+eps); s2(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b2/(2*c2)*log(a2+1/2*b2+1/4*c2)-1+sqrt(daerta2)/c2*atanh(b2+c2)/sqrt(daerta2+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b2/(2*c2)*log(a2-1/2*b2+1/4*c2)+1+sqrt(daerta2)/c2*atanh(b2-c2)/sqrt(daerta2+eps); elseif (daerta1=0)&(daerta2=0) s1(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b1/(2*c1)*log(a1+1/2*b1+1/4*c1)-1+sqrt(daerta1)/c1*atanh(b1+c1)/sqrt(daerta1+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b1/(2*c1)*log(a1-1/2*b1+1/4*c1)+1+sqrt(daerta1)/c1*atanh(b1-c1)/sqrt(daerta1+eps); s2(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b2/(2*c2)*log(a2+1/2*b2+1/4*c2)-1+sqrt(-daerta2)/c2*atan(b2+c2)/sqrt(-daerta2+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b2/(2*c2)*log(a2-1/2*b2+1/4*c2)+1+sqrt(-daerta2)/c2*atan(b2-c2)/sqrt(-daerta2+eps); elseif (daerta1=0) s1(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b1/(2*c1)*log(a1+1/2*b1+1/4*c1)-1+sqrt(-daerta1)/c1*atan(b1+c1)/sqrt(-daerta1+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b1/(2*c1)*log(a1-1/2*b1+1/4*c1)+1+sqrt(-daerta1)/c1*atan(b1-c1)/sqrt(-daerta1+eps); s2(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b2/(2*c2)*log(a2+1/2*b2+1/4*c2)-1+sqrt(daerta2)/c2*atanh(b2+c2)/sqrt(daerta2+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b2/(2*c2)*log(a2-1/2*b2+1/4*c2)+1+sqrt(daerta2)/c2*atanh(b2-c2)/sqrt(daerta2+eps); else s1(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b1/(2*c1)*log(a1+1/2*b1+1/4*c1)-1+sqrt(-daerta1)/c1*atan(b1+c1)/sqrt(-daerta1+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b1/(2*c1)*log(a1-1/2*b1+1/4*c1)+1+sqrt(-daerta1)/c1*atan(b1-c1)/sqrt(-daerta1+eps); s2(i,m,n)=dl(i,n)*(1/2+b2/(2*c2)*log(a2+1/2*b2+1/4*c2)-1+sqrt(-daerta2)/c2*atan(b2+c2)/sqrt(-daerta2+eps)-. dl(i,n)*(-1/2+b2/(2*c2)*log(a2-1/2*b2+1/4*c2)+1+sqrt(-daerta2)/c2*atan(b2-c2)/sqrt(-daerta2+eps); end S(m,n,i)=s1(i,m,n)-s2(i,m,n); end endA1(:,i)=S(:,:,i)B1;A2(:,i)=S(:,:,i)B2;%C11(i)=sum(A1(1:N1),i)*dl1;C21(i)=sum(A1(N1+1):(N1+N2),i)*dl2;C12(i)=sum(A2(1:N1),i)*dl1;C22(i)=sum(A2(N1+1):(N1+N2),i)*dl2;L(i)=mu*ep/C11(i);Zc(i)=sqrt(L(i)/C11(i);endfigure(1)plot(b,C11,*-r);title(带状线电容随b的变化);xlabel(上下接地板间的距离b);ylabel(电容（F/m）);grid onhold onf
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