微带功分器的仿真和优化.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————微带功分器的仿真和优化班级: B1103491 学号: 1110349019 姓名:胡亮日期: 2011-11-16 前言:本文主要是基于微带结构的功分器用 ADS 仿真并用 AD S 软件进行优化与 matlab 优化进行了比较: 第一章传输线理论 1. 求解下图匹配路径的匹配电路参数。若将并容串线方案在介电常数为 介质材料厚度为 ,导体带厚度为 微带基板上实现,求各段微带线的宽度及长度值。解:用传输线实现 ZL至A 的移动,应该并联终端开路传输线, 并联短路的也可以,但其电长度会大于 。用( 如图 1) 所示电子 SMITH 圆图, 可知并联( 终端开路) 传输线长度为 ?g( 这里的λ g 不是仅指在波导中的波长, 是指在所有传输线中传输的波长), 串联传输线的长度为 ?g 。图( 1) 上面得到的是传输线的电尺寸,包括特性阻抗( 50 欧)及电长度。还需要得到物理尺寸, 包括宽度长度( 注意不同传输线的物理尺寸不同) 。在 TXLINE 软件中选择微带传输线,把板材参数设置好。接下来由电参数特性阻抗及电长度求物理参数宽度及长度。------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————同样可得串联微带线的宽度为 ,长度为 ,如图( 3 )所示。图( 3) 注意: 软件 TXLINE 2001 — Microstrip 中的 Electrical Length 代表的就是?l ,即电长度乘以 360? ,而不是乘以 720? 。 2. 用特性阻抗 50? 的传输线给天线馈电,其驻波比及驻波相位分别是 及 10cm ,求此天线的输入阻抗。设计匹配电路使天线与传输线达到匹配,并估计其带宽。设工作频率为 886MHz 。 3?108 ??cm ,解: 工作频率为 886MHz , 则波长为: ?? 则驻波相位 10 cm6886?10 对应的电长度为 。如图(4) 所示,点1 为波节点, 沿驻波比为 3 的圆逆时针走 个点长度到点 2,点2 即为负载( 为天线) 阻抗点,即天线的输入阻抗: Z2?(?)?? 。图( 4) 为实现天线与传输线的匹配, 可采取并容串感的方案( 路线为 2 —3—4) ,如图(5) 所示。图( 5) 在电子圆图中设定好频率及系统特性阻抗后,可得到电容为 ,电感为 。在圆图中的匹配路径上,点3 的结点品质因子最大,为 Q3? , ------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————所以有载品质因子 QL?Q3/2? , 则可估计带宽为: B?f0/QL?1352MHz 。第二章网络理论 matla b 编程对上面第二题中的匹配电路实现 ABC D 参数矩阵连乘, 求匹配电路的带宽, 并与由节点品质因子得到的结果进行比较。下面提供 3 种解法, 分别是由功率,S 参量及 A 参量的频率响应特性求解。?1jwL? 解1: 串联电感的转移参量为: A1??? , 并联电容的转移参量为: ?01? 0??1 ?w2LCjwL??1A2??? 。? ,则匹配网络的转移参量矩阵为: A?A1A2??1??jwC1??jwC ?V1?aV2?bI2 根据转移参量的定义,?, 此时天线输入阻抗即为网络的负载, I?cV?dI?122 前面求出为 Z2?(96.?2j6?6. , 0) 可求得匹配网络的输入阻抗为: V1aV2?bI2aZ2?b(1?w2LC)Z2?jwL 。其中,电容 C为 ,电感 Z1????I1cV2?dI2cZ2?djwCZ2?1 L为 。 Z?ZC 匹配网络的输入阻抗与输入端的反射系数为??1 ,用 Matlab 绘得?Z1?ZC 模值随频率变化的情况如图 7 所示。由