北京邮电大学信息与通信工程学院
微波实验报告
班级：20112111xx
姓名：xxx
学号：20112103xx
指导老师：徐林娟
2014年6月
目录
实验二分支线匹配器 (1)
实验目的 (1)
实验原理 (1)
实验内容 (1)
实验步骤 (1)
单支节 (2)
双支节 (7)
实验三四分之一波长阻抗变换器 (12)
实验目的 (12)
实验原理 (12)
实验内容 (13)
实验步骤 (13)
纯电阻负载 (14)
复数负载 (19)
实验四功分器 (23)
实验目的 (23)
实验原理 (23)
实验内容 (24)
实验步骤 (24)
公分比为1.5 (25)
公分比为1（等功分器） (29)
心得体会 (32)
201121111x 班-xx 号-xx ——电磁场与微波技术实验报告
实验二 分支线匹配器
实验目的
1．熟悉支节匹配器的匹配原理
2．了解微带线的工作原理和实际应用 3．掌握Smith 图解法设计微带线匹配网络
实验原理
支节匹配器是在主传输线上并联适当的电纳（或者串联适当的电抗），用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波，以达到匹配的目的。
单支节匹配器，调谐时主要有两个可调参量：距离d 和由并联开路或短路短截线提供的电纳。匹配的基本思想是选择d ，使其在距离负载d 处向主线看去的导纳Y 是Y0+jB 形式。然后，此短截线的电纳选择为-jB ，根据该电纳值确定分支短截线的长度，这样就达到匹配条件。
双支节匹配器，通过增加一个支节，改进了单支节匹配器需要调节支节位置的不足，只需调节两个分支线长度，就能够达到匹配（但是双支节匹配不是对任意负载阻抗都能匹配的，即存在一个不能得到匹配的禁区）。
微带线是有介质εr (εr >1)和空气混合填充，基片上方是空气，导体带条和接地板之间是介质εr ，可以近似等效为均匀介质填充的传输线，等效介质电常数为 εe ，介于1和εr 之间，依赖于基片厚度H 和导体宽度W 。而微带线的特性阻抗与其等效介质电常数为εe 、基片厚度H 和导体宽度W 有关。
实验内容
已知：输入阻抗Z 75in =Ω，负载阻抗Z (6435)l j =+Ω，特性阻抗0Z 75=Ω，介质基片 2.55r ε=，1H mm =。 假定负载在2GHz 时实现匹配，利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络，假设双支节网络分支线与负载的距离114d λ=
，两分支线之间的距离为21
8
d λ=。画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅度从1.8GHz 至2.2GHz 的变化。
实验步骤
1．根据已知计算出各参量，确定项目频率。
2．将归一化阻抗和负载阻抗所在位置分别标在Smith 圆上。
3．设计单枝节匹配网络，在图上确定分支线与负载的距离以及分支线的长度，根据给定的介质基片、特性阻抗和频率用TXLINE 计算微带线物理长度和宽度。此处应该注意电长度和实际长度的联系。
4．画出原理图，在用微带线画出基本的原理图时，注意还要把衬底添加到图中，将各部分的参数填入。注意微带
分支线处的不均匀性所引起的影响，选择适当的模型。
5．负载阻抗选择电阻和电感串联的形式，连接各端口，完成原理图，并且将项目的频率改为1.8—2.2GHz 。 6．添加矩形图，添加测量，点击分析，测量输入端的反射系数幅值。 7．同理设计双枝节匹配网络，重复上面的步骤。
2011211xx班-1x号-xx——电磁场与微波技术实验报告单支节
工程文件截图：
图 1 单支节匹配工程
1．写入Output Equations。
图 2 Output Equations
2
图3归一化负载导纳和输入导纳图4实部和虚部显示方式
绘制步骤：
● 将归一化输入导纳和负载导纳所在位置标在导纳圆图上
●
从负载阻抗处沿等反射系数圆向源旋转，交匹配圆1g =一点，由此确定单支节传输线阻抗为j0.5308-，取此经历的电长度为分支线与负载的距离d ，经历的角度为93.3105.4198.7+=，TXLINE 采用角度99.35。
● 在导纳圆图上标出该点位置，从开路点出发向源方向旋转到标识位置，此经历的电长度为分支线的长度l ，经历角度36055.98304.02+=
3． 设计单枝节匹配网络，在图上确定分支线与负载的距离以及分支线的长度，根据给定的介质基片、特性阻抗和
频率用TXLINE 计算微带线物理长度和宽度。
图 5负载到单支节
图 6单支节长度
4．画出原理图。注意微带分支线处的不均匀性所引起的影响，选择适当的模型。
调谐后的电路图为：
图7单支节匹配器原始电路图
调谐后的电路图为：
图8单支节匹配器调谐后电路图
说明：
输入端口处也需要接一个微带线，其宽度W要和输出端口的阻抗75Ω匹配，长度L不作要求。 负载到支节的微带线TL2：L=28.877mm, W=1.4373mm
单支节的微带线MLEF(TL3): L=44.183mm, W=1.4373mm
输入端口处的微带线TL1：L=26.159mm, W=1.4373mm
5．添加矩形图，添加测量，测量输入端的反射系数幅值。
图9 反射系数仿真图
说明：
✧调谐前，最低点略偏离2GHz，可能是由于圆图读数误差；
✧调谐后可以明显发现，反射系数幅值在2GHz最低，且更加接近0，仅0.007388，调谐前是0.02241.
●微带电路是分布参数电路，其尺寸和工作波长可比拟，因此要考虑其不均匀性，否则引起较大误差，因此需要
调谐，并加入T型接头MTEE等。如下是去掉T型MTEE接头后的电路效果对比结果：
图10 去掉T型接头MTEE后的电路
