射频实验报告.doc

文档介绍：西安交通大学
射频专题实验报告

姓名:尧文斌

学号:2010052074
班级:信息03
(一)匹配网络的设计与仿真
实验目的
、共轭匹配的原理

(串)联单支节调配器、λ/4阻抗变换器匹配机理



基本阻抗匹配理论
信号源的输出功率取决于Us、Rs和RL。在信号源给定的情况下,输出功率取决于负载电阻与信号源内阻之比k。当RL=Rs时可获得最大输出功率,此时为阻抗匹配状态。无论负载电阻大于还是小于信号源内阻,都不可能使负载获得最大功率,且两个电阻值偏差越大,输出功率越小。
匹配包括:共轭匹配,阻抗匹配,并(串)联单支节调配器。
练习
,使Zs=(46-j×124) Ohm信号源与ZL=(20+j×100) Ohm的负载匹配,频率为2400MHz.
仿真电路图
2. 设计微带单枝短截线线匹配电路,使MAX2660的输出阻抗ZS=(126-j*459)Ohm与ZL=50Ohm的负载匹配,频率为900MHz.
微带线板材参数:
相对介电常数:
相对磁导率:
导电率:
损耗角正切:1e-4
基板厚度:
导带金属厚度:
仿真电路图
仿真结果
思考题
常用的微波/射频EDA仿真软件有哪些?
ADS, Ansoft Designer,Ansoft HFSS,Microwave Office, CST MICROWAVE STUDIO
?
放置元件,连接电路图,参数设定,计算仿真。
给出两种典型微波匹配网络,并简述其工作原理。

L型阻抗匹配网络,π型阻抗匹配网络在RF理论中,微波电路和系统的设计(包括天线,雷达等),不管是无源电路还是有源电路,都必须考虑他们的阻抗匹配(impedance matching)问题。阻抗匹配网络是设计微波电路和系统时采用最多的电路元件。其根本原因是微波电路传输的是电磁波,不匹配会引起严重的反射,致使严重损耗。所以在设计时,设计一个好的阻抗匹配网络是非常重要的。阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配,得到最大功率输出的一种工作状态。对于不同特性的电路,匹配条件是不一样的。在纯电阻电路中,当负载电阻等于激励源内阻时,则输出功率为最大,这种工作状态称为匹配,否则称为失配。根据最大功率传输定理,要获得信号源端到负载端的最大传输功率,需要满足信号源阻抗与负载阻抗互为共轭的条件。
此定理表现在高频电路上,则是表示无反射波,,要得到最佳效率的能量传输并不需要负载匹配,此条件只是避免能量从负载端到信号源端形成反射的必要条件。当RL=Rs 时可获得最大输出功率,此时为阻抗匹配状态。无论负载电阻大于还是小于信号源内阻,都不可能使负载获得最大功率,且两个电阻值偏差越大,输出功率越小. 阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态,它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。当电路实现阻抗匹配时,将获得最大的功率传输。反之,当电路阻抗失配时,不但得不到最大的功率传输,还可能对电路产生损害。阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间,等等。为了使信号和能量有效地传输,必须使电路工作在阻抗匹配状态,即信号源或功率源的内阻等于电路的输人阻抗,电路的输出阻抗等于负载的阻抗。在一般的输人、输出电路中常含有电阻、电容和电感元件,由它们所组成的电路称为电抗电路,其中只含有电阻的电路称为纯电阻电路。 L型匹配网络通常不用于高频电路中,以及如果在窄带射频中选用了L型匹配网络,也应该注意他的匹配禁区,在这个禁区中,无法在任意负载阻抗中和源阻抗之间实现预期的匹配,即应选择恰当的L型匹配网络以避开其匹配禁区。
,若导带宽度w、εr增大,其特征阻抗Z0如何变化?
减小
实验体会和建议
通过本次实验,我初步掌握了ads软件,了解了大概的功能,也知道了如何利用smith圆图和单支短截线设计匹配网络
实验二衰减器的仿真设计
练习:设计10dB П型同阻式(Z1=Z2=50Ω)固定衰减器。