微波控制電路的設(shè)計(jì)及測(cè)試

1、電子科技大學(xué)標(biāo) 準(zhǔn) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告（實(shí)驗(yàn)）課程名稱 微波通信專業(yè)學(xué)位綜合實(shí)驗(yàn)1 實(shí)驗(yàn)名稱：微波控制電路的設(shè)計(jì)及測(cè)試姓 名： 田瑞學(xué) 號(hào)： 201422030143組 別： 2同組成員：田瑞 201422030143 程慧 201422030503 侯志華 201422030528 梁圖祿 201422040614 虞勇波 201422090606 楊順剛 201422040419 普璇 201322090506指導(dǎo)教師：李桂萍實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2015年4月實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：科研樓707一、實(shí)驗(yàn)室名稱：物電樓707二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：微波控制電路的設(shè)計(jì)及測(cè)試三、實(shí)驗(yàn)原理：由二極管實(shí)現(xiàn)SPST分為串聯(lián)型和并聯(lián)型。

2、在串聯(lián)電路中，器件呈低阻抗時(shí)，對(duì)應(yīng)開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)，信號(hào)沿傳輸線傳輸。當(dāng)器件呈阻抗時(shí)，對(duì)應(yīng)開關(guān)斷開。在并聯(lián)型電路中，情況正好相反，當(dāng)器件呈高阻時(shí)，信號(hào)可傳送至負(fù)載。器件呈低阻時(shí)，電路近似短路，信號(hào)幾乎全部反射。單刀雙擲開關(guān)常用于實(shí)現(xiàn)共用天線收發(fā)信機(jī)中接收支路和發(fā)射支路間的相互轉(zhuǎn)換。四、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解微波控制電路的分類，工作原理及電性能指標(biāo)定義；2.在掌握微波單刀單擲開關(guān)和微波單刀雙擲的設(shè)計(jì)方法及仿真軟件的基礎(chǔ)上，實(shí)際分別設(shè)計(jì)一個(gè)SPST和SPDT;3.掌握微波開關(guān)路主要技術(shù)指標(biāo)如插入損耗，隔離度的測(cè)試方法。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是利用ADS軟件，采用串聯(lián)電路方式設(shè)計(jì)中心頻率分為4GHZ

3、A,帶寬為500MHZ的SPST，要求插入損耗小于1dB，隔離度大于15dB；六、實(shí)驗(yàn)器材網(wǎng)絡(luò)分析儀（E5071C）適量網(wǎng)絡(luò)分析儀，測(cè)試待測(cè)件S參數(shù)（包括幅度及相位）；矢量信號(hào)源（N5182A）提供微波信號(hào)；射頻信號(hào)分析儀（N9010A）測(cè)試微波信號(hào)的頻譜及功率大??；功率計(jì)（N1913A）測(cè)試被測(cè)微波信號(hào)的功率。七、實(shí)驗(yàn)步驟：1.根據(jù)指標(biāo)要求，選用管子，傳輸線類型及基片；本實(shí)驗(yàn)開關(guān)二極管采用smp1322_011二極管。2.在ADS中建立文件名；3.從元器件面板中調(diào)出MSUB并設(shè)置其參數(shù)；從TLines-Microstrip中調(diào)出MSUB，設(shè)置參數(shù)，參數(shù)設(shè)置界面如下：4.計(jì)算50歐姆傳輸線參數(shù)

4、；ToolsLineCalc中選擇start LineCalc，彈出如下界面在Electrical中輸入50，在Physical中就會(huì)計(jì)算出傳輸線的參數(shù)。5.添加PIN開關(guān)模型；下載開關(guān)元件庫(kù)，添加進(jìn)實(shí)驗(yàn)。6.設(shè)置開關(guān)電路原理圖，并給出各電路的初始值；根據(jù)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)設(shè)置電路原理圖，串聯(lián)SPST開關(guān)的電路原理圖如下：左邊的端口1為天線，右邊端口2為信號(hào)發(fā)射端口，信號(hào)從端口2輸入，經(jīng)過開關(guān)由端口1發(fā)射。7.在原理圖設(shè)計(jì)窗口中選擇“Simulation-S_Param”列表，設(shè)置開關(guān)端口，選擇S參數(shù)掃描控件并設(shè)置掃描頻率和步長(zhǎng)；在SimulationS_param中選擇SP，添加進(jìn)電路。S參數(shù)掃描控件

5、起始頻率設(shè)置為3.75GHZ，終止頻率設(shè)置為4.25GHZ，步長(zhǎng)為10MHZ。8.進(jìn)行初始仿真；選擇進(jìn)行仿真。9.在數(shù)據(jù)窗口中查看S參數(shù)；分別將電路直流電壓設(shè)置為0V和5V，通過S參數(shù)觀察電路隔離度和插入損耗。插入損耗 隔離度 實(shí)驗(yàn)指標(biāo)是中心頻率為4GHZ，隔離度大于15dB，插入損耗小于1dB，通過觀察S參數(shù)，很明顯都沒有達(dá)到要求。為了達(dá)到指標(biāo)要求，需要對(duì)電路進(jìn)行優(yōu)化。10.設(shè)置優(yōu)化變量及優(yōu)化目標(biāo)。添加VAR控件，設(shè)置優(yōu)化變量，界面如下：添加GOAL控件設(shè)置優(yōu)化目標(biāo)，將S(2,1)設(shè)置為優(yōu)化目標(biāo)。八、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析：優(yōu)化后S參數(shù)如下：隔離度 插入損耗微波鐵氧體器件測(cè)試結(jié)果頻率GHz接收到的頻率電壓二次諧波頻率GHz電壓損耗dBm損耗（2.4GHz）電壓損耗dBm損耗（5GHz）電壓此實(shí)驗(yàn)電路中心頻率2.4GHZ，隔離度大于5dbm。九、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過觀察S參數(shù)，此實(shí)驗(yàn)電路隔離度滿足要求，插入損耗偏大。在開關(guān)打開時(shí)，天線發(fā)射功率較高，損耗較小；開關(guān)閉合時(shí)，隔離性能較好。十、總結(jié)及心得體會(huì)：通過對(duì)串