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ADS软件进行优化与matlab优化进行了比较:
第一章传输线理论
。,,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,。用(如图1)所示电子SMITH圆图,可知并联(终端开路)?g(这里的λg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),?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。
,,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?。
?的传输线给天线馈电,,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
。如图(4)所示,点1为波节点,,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,,。
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
,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,,电感Z1????I1cV2?dI2cZ2?djwCZ2?1
。 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。由图易得,若以反射半功率点为带宽的定义(此时对应的反射系数Γ=),得到带宽为1375MHz,这与用节点品质因子得到的结果1352MHz一致。
反射系数0246810
频率(Hz)121416x 108
图(7)
程序如下所示:
%----------------------------------------------------
%绘制反射系数和驻波比
%---------------------------------------------------- Z=+i*;
L=-8;
C=-12;
w=logspace(8,10,10000);
Z1=((1-w.^2*L*C)*Z+i*w*L)./(i*w*C*Z+1);
r=(Z1-50)./(Z1+50);
figure(1);
plot(w/(2*pi),abs(r));grid on;
xlabel('频率(Hz)');
ylabel('反射系数');