微波工程CAD(2)
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一、简答题:1、如何判断长线和短线?长线是传输线几何长度L与工作波长λ可以相比拟的传输线,(必须考虑波在传输中的相位变化效应),短线是几何长度L与工作波长λ相比可以忽略不计的传输线2、均匀长线有几种工作状态?条件是什么?均匀无耗长线有三种工作状态,分别是驻波、行波与行驻波。
(1.5分)驻波:传输线终端开路、短路或接纯电抗;(0.5分)行波:半无限长传输线或终端接负载等于长线特性阻抗;(0.5分)行驻波:传输线终端接除上述负载外的任意负载阻抗3、什么是波导中的模式简并?矩形波导和园波导中的简并有什么不同?不同模式具有相同的特性(传输)参量叫做模式简并。
矩形波导中,TEmn与TMmn(m、n均不为零)互为模式简并。
圆波导的简并有两种,一种是极化简并。
其二是模式简并4、说明二端口网络S参量的物理意义?S11,1端口接源,2端口接匹配负载,1端口的电压反射系数;S22:2端口接源,1端口接匹配负载,2端口的电压反射系数;S12:2端口接源,1端口接匹配负载,2端口到1端口的电压传输系数;S21:1端口接源,2端口接匹配负载,1端口到2端口的电压传输系数;5、什么是传输线的特性阻抗?什么是传输线的输入阻抗?特征阻抗:表示特定的传输线的这种特征或者是特性,称之为该传输线的特征阻抗。
特征阻抗是指信号沿传输线传播时,信号看到的瞬间阻抗的值。
输入阻抗:四端网络、传输线、电子电路等的输入端口所呈现的阻抗。
实质上是个等效阻抗。
只有确定了输入阻抗,才能进行阻抗匹配,从信号源、传感器等获取输入信号。
6、什么是半波振子天线?单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源,也可采用多个半波对称振子组成天线阵。
两个或多个半波振子可组成双极化和多极化天线,单极化天线只能表示当个方向,垂直极化是最常用的,用垂直极化和水平极化就可以组成全向天线。
二、填空题:1、从传输线方程看,传输线上任一点处的电压和电位都等于该处相应的入射波与反射波的叠加。
微波电路的计算机辅助设计技术及常用的CAD软件自20世纪70年代以来,微波电路CAD技术已经取得了很大的进步。
一方面是各CAD软件厂商推出了很多通用和专用的微波电路CAD软件产品,包括电原理图输入和微波电路的图形输入、电路的仿真和优化、容差分析、版图生成及输出、与测试仪器接口等功能,并有许许多多的电路模型库、元件库、半导体器件的线性模型库和非线性模型库等可供选择,应该可以说是功能强大、使用方便、应有尽有。
而另一方面,微波电路CAD软件也已被广泛应用于各种微波电路的设计,并成为微波工程师必须掌握的设计工具。
6.1 常用的微波电路CAD软件微波电路的CAD软件大致可以分成下面几类:① 线性/非线性微波电路仿真软件;② 2.5D平面电路电磁场仿真软件;③ 3D电磁场仿真软件;④ 系统仿真软件;⑤ 专用电路的设计软件。
⑥ 排版软件表2 主要的微波电路CAD软件简介6.2 微波电路计算计辅助设计-简介微波电路计算计辅助设计(CAD)技术是电子设计自动化(EDA)技术的一个分支,用于射频及微波电路的计算机仿真和优化设计。
6.2.1 微波电路CAD的特点及主要内容与其它电子EDA技术相比,微波电路CAD软件具有以下几个特点:①必须有精确的传输线模型和各种器件模型;②有时必须采用电磁场仿真等数值仿真工具;③一般都具有S参数分析的功能。
在微波电路CAD技术中,各种传输线及其不均匀区模型、元件之间的寄生耦合模型以及微波有源器件的非线性模型等,在技术上的难度都非常大。
微波电路CAD包括线性微波电路的S参数计算、直流分析、线性/非线性噪声分析、非线性电路的瞬态分析、非线性电路的谐波分析(功率压缩、交调和谐波特性等)、优化设计、容差分析、2.5D及3D电磁场仿真、布线和版图设计等,甚至还可以包括微波器件的建模和参数提取以及计算机辅助测试。
6.2.2 常用的分析方法线性电路:采用等效电路模型和S参数矩阵级联计算。
非线性电路:Spice、谐波平衡法、包络仿真法等。