微波技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)報(bào)告賈文凱02113003

微波技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)題目微波低通濾波器學(xué)院電子工程學(xué)院專業(yè)信息對抗技術(shù)學(xué)生姓名賈文凱02113003導(dǎo)師姓名張老師試驗(yàn)8微波低通濾波器設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)切比雪夫微波低通濾波器，技術(shù)指標(biāo)為：截止頻率，在通帶內(nèi)最大波紋，小于；在阻帶頻率處，阻帶衰減不小于。輸入、輸出特性阻抗。方法1（必做）：用微帶線實(shí)現(xiàn)，基片厚度，，相對介電常數(shù)；高阻抗線特性阻抗，低阻抗線。方法2（選做）：用同軸線實(shí)現(xiàn)，其外導(dǎo)體直徑為；高阻抗線特性阻抗；低阻抗線內(nèi)、外導(dǎo)體間相對介電常數(shù)，低阻抗線。確定濾波器的結(jié)構(gòu)尺寸，測量濾波器的參數(shù)、。進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，使之達(dá)到最佳。記錄濾波器的最終結(jié)構(gòu)尺寸，總結(jié)設(shè)計(jì)、調(diào)節(jié)經(jīng)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)儀器硬件：PC機(jī)軟件：MicrowaveOffice軟件設(shè)計(jì)步驟確定原型濾波器畫出原型濾波器，將電路圖上方的變量名C0改為Ca，變量名C1改為Cb，相應(yīng)地，將電路圖中位于兩側(cè)的電容的數(shù)值改為“C=CapF”，居中電容的數(shù)值改為“C=CbpF”。設(shè)置工程的工作頻率。分析得濾波器響應(yīng)圖。優(yōu)化。重新設(shè)置優(yōu)化目標(biāo)：即時(shí)，，；時(shí)，。優(yōu)化后的參數(shù)值填入表1各電路圖如下：圖1原型濾波器電路圖圖2優(yōu)化結(jié)束后的原型濾波器電路圖圖3測量結(jié)果各個(gè)已優(yōu)化的參數(shù)為：表1原型濾波器參數(shù)表元件IDC1(pF)C2(pF)C3(pF)L1(nH)L2(nH)元件變量CaCbCaL0L0優(yōu)化值1.8293.1371.8294.7014.701實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄計(jì)算濾波器的實(shí)際尺寸微帶線結(jié)構(gòu)①高阻抗線已知條件：，，，，阻抗，計(jì)算得、計(jì)算高阻抗線的長度（手算）；②低阻抗線已知條件：，，，，阻抗，計(jì)算得、計(jì)算低阻抗線的長度（手算）；式中，、、即為原型濾波器中的優(yōu)化變量，僅為數(shù)值，不帶單位。計(jì)算結(jié)果的單位是微米。計(jì)算結(jié)果如下表所示：表2微帶線結(jié)構(gòu)參數(shù)W(um)、(um)、(um)(um)高阻抗線92.41995.376065738.16\\低阻抗線8429.867.83071\1842.883229.056完成電路，測量個(gè)特性指標(biāo)微帶線結(jié)構(gòu)所需元件：MLIN，PORT，MSUB（參數(shù)為，，）同軸線結(jié)構(gòu)所需元件：COAXP2，PORT。工作頻率（，階長0.01）保持不變，依次畫電路圖、添加圖表、添加測量項(xiàng)（單位dB）。全部完成后分析電路，觀察所得曲線。若性能不符合指標(biāo)要求，還需要對實(shí)際結(jié)構(gòu)的濾波器進(jìn)行優(yōu)化。將各高、低阻抗線的長度設(shè)為可優(yōu)化參數(shù)，再重新添加優(yōu)化項(xiàng)目。優(yōu)化目標(biāo)、優(yōu)化方法與原型濾波器的完全相同。優(yōu)化電路，直到各項(xiàng)參數(shù)符合指標(biāo)要求。微帶線結(jié)構(gòu)濾波器原理圖：圖3微帶線結(jié)構(gòu)濾波器原理圖微帶線結(jié)構(gòu)濾波器測量圖：濾波器的2維布線圖：結(jié)果分析在本次試驗(yàn)中，我們通過先用MicrowaveOffice軟件來確定原型濾波器，在軟件中按照要求來一步步完成單枝節(jié)匹配圖和雙枝節(jié)匹配圖，從而得到其仿真結(jié)果，再在仿真結(jié)果中設(shè)置優(yōu)化目標(biāo)和優(yōu)化參數(shù)，選取所有變量，執(zhí)行優(yōu)化。優(yōu)化完成后，得到其參數(shù)。本次實(shí)驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果所需要的要求條件基本達(dá)到，在誤差允許范圍內(nèi)符合設(shè)計(jì)要求。其不足之處在于部分未能優(yōu)化到最優(yōu)，這也正是造成誤差的地方之一。實(shí)驗(yàn)總結(jié)軟件的主要功能本次試驗(yàn)所用的軟件主要為實(shí)驗(yàn)室自行開發(fā)傳輸理論CAI軟件和美國AWR公司開發(fā)的MicrowaveOffice軟件。這兩中軟件各有優(yōu)缺點(diǎn)二者結(jié)合使用來更好地完成我們這次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)要求。兩種軟件的的功能如下：傳輸線理論CAI軟件：該軟件為實(shí)驗(yàn)室自行開發(fā)、設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件，分為傳輸線波形演示和圓圖應(yīng)用兩大部分。傳輸線波形演示部分用于演示各種傳輸線的波形變化情況：圓圖應(yīng)用部分主要用于演示和計(jì)算一些經(jīng)典例題，這種軟件讓我們更好的對微波技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)有了更好的認(rèn)識，為我們以后的學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。MicrowaveOffice是有美國AWR公司開發(fā)的，進(jìn)行射頻、微波電路設(shè)計(jì)及仿真的專業(yè)軟件。它可以進(jìn)行微波電路的線性、非線性仿真及電磁仿真，對電路進(jìn)行分析、優(yōu)化，還可以將原理圖轉(zhuǎn)換為布線圖，最后生成印制線路板圖。這種軟件通過我們的實(shí)體操作和對實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化調(diào)節(jié)來滿足實(shí)驗(yàn)結(jié)果的各項(xiàng)要求，是一項(xiàng)比較全能的軟件，且操作過程簡單易懂，對于我們的學(xué)習(xí)來說比較使用。我們的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在規(guī)定教學(xué)課時(shí)內(nèi)完成了實(shí)驗(yàn)1到實(shí)驗(yàn)8的所有實(shí)驗(yàn)，其中重點(diǎn)完成實(shí)驗(yàn)8。通過對實(shí)驗(yàn)1到8的完成，對虛擬技術(shù)微博實(shí)驗(yàn)有了進(jìn)一步的了解。通過傳輸線理論CAI軟件和美國AWR公司開發(fā)的MicrowaveOffice軟件這兩種軟件的學(xué)習(xí)，對微波技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)要了一定的了解，對相關(guān)知識有了進(jìn)一步的了解，同時(shí)自己的實(shí)踐能力有了很大提高。提高和不足之處通過8個(gè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。我發(fā)現(xiàn)自己對微波技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)有了進(jìn)一步的了解，同時(shí)學(xué)會了對兩款軟件的應(yīng)用。不足之處是我對理論知識的理解還有一定欠缺，同時(shí)自己的動