1、實驗四 阻抗匹配技術軟件仿真 一，實驗目的1、 了解阻抗調配原理及調配方法2、 熟悉單枝節匹配器的匹配原理3、 了解微帶線的工作原理和實際應用4、 掌握Smith圖解法設計微帶線匹配網絡5、 通過枝節匹配的軟件仿真理解螺釘調配器工作原理2、 實驗原理 隨著工作頻率的提高及相應波長的減小，分立元件的寄生參數效應就變得更加明顯，當波長變得明顯小于典型的電路元件長度時，分布參數元件替代分立元件而得到廣泛應用，因此，再頻率提高時，在負載和傳輸線之間并聯或串聯分支短截線，代替分立的電抗元件，實現阻抗匹配網絡。 枝節匹配器分單枝節、雙枝節和三枝節匹配。這類匹配器時再主傳輸線上并聯適當的電納，用附加的反射來

2、抵消主傳輸線上原來的反射波，已到達匹配的目的。此電納元件常用一終端短路或開路段構成。 下圖為單枝節匹配器，其ZL為任意負載，假定主傳輸線和分支線的特性阻抗都是Z0，d為從負載到分支線所在位置的距離，Y和Z分別為在枝節處像負載方向看入的主線導納和阻抗。單枝節調諧時，有兩個可調參量：距離d和由并聯開路或短路短截線提供的電納。匹配的基本思想時選擇d，使其在距離負載d處向主線看去的導納時Y+jB形式。然后，此短截線的電納選擇為jB，根據該電納值確認分支短截線的長度，這樣就達到匹配條件。 Z0 d ZL Zin 單螺調配器即在波導寬屏伸入一個金屬螺釘，螺釘的作用是引入一個并聯在傳輸線上的適當大小的電納，

3、當螺釘伸入的較少時，相當于在波導傳輸線上并聯一個正的容性電納，他的大小隨著深度的增加而增加，當深度達到諧振時，電納將增加到無窮大，繼續增加深度，電納值由正變負，呈感性。借助于導納圓圖很方便的求出螺釘的縱向位置l和電納jb值，由此可以看出，通過枝節匹配器的軟件仿真有助于深入理解螺釘調配器的工作原理。3、 實驗內容4、用軟件仿真單枝節匹配過程。假設：輸入阻抗 Zin=75歐姆 負載阻抗 Zl=（64+j35）歐姆 特性阻抗 Z0=75歐姆 介質基片 Er=2.55，H=1mm假定負載在2GHz時實現匹配，利用圖解法設計微帶線單枝節匹配網絡。畫出幾種可能的電路圖并且比較輸入端反射系數幅度從1.8GH

4、z至2.2GHz的變化。5、 實驗步驟1）建立新項目，確定項目頻率2）將歸一化輸入阻抗和負載阻抗所在位置分別標在Y-Smith導納圓圖上歸一化負載阻抗歸一化輸入阻抗設計并聯短路單枝節：1,利用Smith Chart Utility分析2, 選擇Tools下的Smith Chart即可打開Smith Chart Utility： a. 分別輸入輸入阻抗和負載阻抗的值，再進行并聯短路單枝節匹配：電長度電長度2、 得到電長度后，計算微帶線尺寸： 把從b中得到的微帶線尺寸即value中的數據輸入E_Eff再設置 輸入阻抗 Zin=75歐姆 負載阻抗 Zl=（64+j35）歐姆 特性阻抗 Z0=75歐姆

5、 介質基片 Er=2.55，H=1mm設置完了點擊向上的箭頭即可得到下面的數據。微帶線尺寸微帶線尺寸3、 Schematic中仿真,仿真電路如下.從下圖右上角選擇要用的儀器4、 在頻率范圍為0-2GHZ仿真，得到S1，1-f 圖.畫好3圖中的圖后，再點擊得到再點擊上圖中的圖標再選擇s（1,1）和頻率f即可，最后選擇ok5、觀察到輸入端反射系數幅度從1.8GHz-2.2GHz的變化.由反射系數幅度圖看出，反射系數在2.02GHz附近為0，實現匹配，由于仿真使用的是微帶線，所以存在一定誤差，在允許范圍內。設計并聯開路單枝節：1、 利用Smith Chart Utility分析電長度電長度2、 得到

6、電長度后，計算微帶線尺寸：把從b中得到的微帶線尺寸即value中的數據輸入E_Eff再設置 輸入阻抗 Zin=75歐姆 負載阻抗 Zl=（64+j35）歐姆 特性阻抗 Z0=75歐姆 介質基片 Er=2.55，H=1mm設置完了點擊向上的箭頭即可得到下面的數據微帶線尺寸微帶線尺寸3、 在Schematic 中仿真，仿真電路如下：4、 在頻率范圍為0-2GHZ仿真，得到S1,1-f 圖.畫好3圖中的圖后，再點擊得到再點擊上圖中的圖標再選擇s（1,1）和頻率f即可，最后選擇ok5、 觀察輸入端反射系數幅度從1.8GHz-2.2GHz的變化：重復4中的步驟即可得到下圖。由反射系數幅度圖看出，反射系數在2.02GHz附近為0，實現匹配，由于仿真使用的是微帶線，所以存在一定誤差，在允許范圍內。五，實驗總結此次實驗由于上個學期沒有做過微波實驗，ADS軟件也沒有安裝，ADS軟件也不會是使用，一切從零開始，所以在做本次實驗時遇到極大的困難，首先軟件的破解十分的坑爹，首先安裝了2011-01根據網上給的破解方法破解，結果破解失敗，軟件無法使用，由于配置的問題，浪費了很多時間，后來安裝了2009版本的