微波技术虚拟实验报告-

..微波技术虚拟实验报告班级：1302014学号：一、设计要求设计一个切比雪夫式微波低通滤波器，技术指标为：截止频率=2.2GHz，在通带最大波纹=0.2dB，小于-16dB；在阻带频率=4GHz处，阻带衰减不小于30dB。输入、输出端特性阻抗=50。用微带线实现，基片厚度H=800um，T=10um，相对介电常数=9.0；高阻抗线特性阻抗=106，低阻抗线=10。计算滤波器的构造尺寸，测量滤波器性能，进展适当调节、优化，使之到达设计指标要求。记录滤波器的最终优化结果，总结设计、调节经历。二、实验仪器硬件：PC机软件：MicrowaveOffice软件三、设计步骤原型滤波器设计〔1〕利用工程自动生成名为iFilter的原理图，以及测量图、默认优化目标。〔2〕分析，得原型滤波器的仿真结果。〔3〕优化：设置优化目标，设置优化参数，执行优化。〔4〕优化完成后，将已优化的参数值填入表1。图1原型滤波器电路图iFilter〔已优化〕2.微带线构造滤波器物理尺寸计算〔1〕高阻抗线先计算高阻抗线的宽度。条件：=9.0，=1.1GHz，H=800um，T=10um，阻抗=106，计算得W、；再计算高阻抗线的长度〔手算〕：um低阻抗线先计算低阻抗线的宽度。条件：=9.0，=1.1GHz，H=800um，T=10um，阻抗=10，计算得W、；再计算低阻抗线的长度〔手算〕：umum将所有计算结果填入表2。3.完成电路，测量各特性指标在已有的工程中创立一个新原理图，用于绘制实际物理构造的微波低通滤波器。绘制原理图；创立测量图，添加测量项、〔单位dB〕；全部完成后分析电路，观察所得曲线。优化：选取优化参数，设置优化目标，执行优化，直到电路性能符合指标要求。布线图：观察滤波器的二维布线图和三维布线图。记录优化结果：微带原件的优化数值〔长度〕，微带电路原理图，测量图，布线图。图2微带构造滤波器原理图〔已优化〕实验数据记录表1原型滤波器参数元件IDC1〔pF〕C2〔pF〕C3〔pF〕L1〔nH〕L2〔nH〕元件变量CaCbCaL0L0优化值1.8413.1371.8414.7394.739表2微带线构造参数W〔um〕、〔um〕、〔um〕〔um〕高阻抗线92.47275.377625783.7171低阻抗线8430.137.831161973.61303362.9679表3微带元件优化数值〔长度〕元件IDC1〔pF〕C2(pF)C3(pF)L1(nH)L2(nH)优化长度L〔um〕19643252198656375694图3优化后的原型滤波器的仿真结果图4优化后的微带构造滤波器的仿真结果图5微带构造滤波器布线图〔二维〕图6微带构造滤波器布线图〔三维〕五、结果分析原型滤波器仿真结果根本符合要求。从图3，原型滤波器仿真结果图可以看出，当时，，；当时，，因而阻带衰减符合标准，通带最大波纹略大于理想值。微带线构造滤波器的仿真结果不是很理想，优化结果在4GHz处为-28.45dB略大于-30dB。应该多执行几次优化，直到结果符合优化目标。六、实验总结两个软件的主要功能，对软件使用的掌握情况。本课程实验中我们主要使用了传输线理论CAI软件和射频、微波专业软件AWR软件的MicrowaveOffice套件。CAI软件为我校实验室师生自主研发、设计的计算机辅助教学软件，分为传输线波形演示和圆图应用两大局部，形象化的波形演示帮助我们加深对微波传输线的理解，圆图的典型应用和单双枝节匹配克制了复数运算的复杂性，是一款实用性强的创新创造。AWR软件系统由美国NI公司下属的AWR子公司开发，是进展射频、微波电路设计的专业软件，也是本行业在全球围最主流、先进的工程设计软件。主要用来设计微波电路，软件界面直观，无缝连接了电路仿真器，电磁仿真器，原理图与幅员，统计设计功能和设计规那么检验工具等。通过按照实验说明结合对这两个软件的使用进展实验，我掌握了运用CAI软件进展简单的圆图应用，在实验中也运用这个软件对笔算的检验，形象化的波形演示使我可以清楚的看到波的传输波形，加深了对微波传输线的理解。实验中主要应用了AWR软件，我对这个软件从一无所知到可以进展简单的电路设计和分析，掌握了创立新的原理图，绘制电路图，添加图表及测量项，分析电路，绘制三维视图，优化电路和元器件的封装等应用，可以较为熟练操作。做了哪些实验容，对相关理论知识的掌握。本课程中我们做了8个实验，依次为传输线波形演示及圆图应用、AWR软件系统介绍、整流器非线性分析、放大器非线性分析、螺旋电感的电磁分析、集总元件滤波器、功率分配器、阻抗变换器、阻抗调配器、微波低通滤波器。按照实验说明结合软件使用，学习了如何创立新的原理图，如何绘制电路图，如何添加图表及测量项，分析电路；还学会了绘制三维视图，优化电路和元器件的封装等。对AWR软件的根本应用有了一定的认识。通过这些实验，帮助我复习了课堂上学习的理论知识，如史密斯圆图的应用、放大器设计、阻抗变换、调配器等，通过自己动手加深了认识，将抽象的一些知识形象化。同时学到了课堂上没有讲过的知识，比方整流器、螺旋电感、微波低通滤波器等，学习了阻抗变换器最平坦通带特性变换、等波纹特性变换器中关于工作频带理论计算、分数带宽计算；滤波器元件真实值、实际尺寸计算等。通过这些实验，加深了我对已学微波技术理论知识的理解，拓展了理论知识。有哪些提高、缺乏提高：我认为在这次实验课中，我最大的收获是不仅学会了完成实验，还能够发现问题，分析问题，解决问题。通过对照实验说明进展软件操作，增强了我的学习能力，解决问题的能力。让我深刻认识到学以致用的重要性。加深了我对理论课程的认识，如微波传输线、史密斯圆图应用、微波匹配的概念等，扩展了知识的深度和广度。缺乏：细心程度不够，实验5的结果出现了问题，在实验过程中不小心改变了元件的长度导致发生了频偏，实验8的过程中因没有看到仅对长度进展优化而对宽度也进展了优化，未能符合要求，但是及时发现了问题，并认真改正。对本课程的建议、意见 通过本实验课程的学习，我在学习态度和能力上都有了一定的提高，面对问题时得到