微带功分器的仿真和优化.doc

最优化大作业——微带功分器的仿真和优化班级:B1103491学号:1110349019姓名:胡亮日期:2011-11-16前言:本文主要是基于微带结构的功分器用ADS仿真并用ADS软件进行优化与matlab优化进行了比较:。,,求各段微带线的宽度及长度值。解:用传输线实现ZL至A的移动,应该并联终端开路传输线,并联短路的也可以,。用(如图1)所示电子SMITH圆图,可知并联(终端开路)传输线长度为(这里的λg不是仅指在波导中的波长,是指在所有传输线中传输的波长),。图(1)上面得到的是传输线的电尺寸,包括特性阻抗(50欧)及电长度。还需要得到物理尺寸,包括宽度长度(注意不同传输线的物理尺寸不同)。在TXLINE软件中选择微带传输线,把板材参数设置好。接下来由电参数特性阻抗及电长度求物理参数宽度及长度。先求并联微带线参数,把特性阻抗填入为50欧,频率为5GHz。,=,将其填入。,。,,如图(3)所示。图(3)注意:软件TXLINE2001—Microstrip中的ElectricalLength代表的就是,即电长度乘以,而不是乘以。,,求此天线的输入阻抗。设计匹配电路使天线与传输线达到匹配,并估计其带宽。设工作频率为886MHz。解:工作频率为886MHz,则波长为:,。如图(4)所示,点1为波节点,,点2即为负载(为天线)阻抗点,即天线的输入阻抗:。图(4)为实现天线与传输线的匹配,可采取并容串感的方案(路线为2—3—4),如图(5)所示。图(5)在电子圆图中设定好频率及系统特性阻抗后,,。在圆图中的匹配路径上,点3的结点品质因子最大,为,所以有载品质因子,则可估计带宽为:。,求匹配电路的带宽,并与由节点品质因子得到的结果进行比较。下面提供3种解法,分别是由功率,S参量及A参量的频率响应特性求解。解1:串联电感的转移参量为:,并联电容的转移参量为:,则匹配网络的转移参量矩阵为:。根据转移参量的定义,,此时天线输入阻抗即为网络的负载,前面求出为,可求得匹配网络的输入阻抗为:。其中,,。匹配网络的输入阻抗与输入端的反射系数为,用Matlab绘得模值随频率变化的情况如图7所示。由图易得,若以反射半功率点为带宽的定义(此时对应的反射系数Γ=),得到带宽为1375MHz,这与用节点品质因子得到的结果1352MHz一致。图(7)程序如下所示:%----------------------------------------------------%绘制反射系数和驻波比%----------------------------------------------------Z=+i*;L=-8;C=-12;w=logspace(8,10,10000);Z1=((1-w.^2*L*C)*Z+i*w*L)./(i*w*C*Z+1);r=(Z1-50)./(Z1+50);figure(1);plot(w/(2*pi),abs(r));gridon;xlabel('频率(Hz)');ylabel('反射系数');figure(2);VSWR=(1+abs(r))./(1-abs(r));plot(w/(2*pi),VSWR);gridon;xlabel('频率(Hz)');ylabel('驻波比');%-----------------------------------------------------,(如图8)。图(8)解2:原匹配电路为串感并容型,得到A参量为,再有A矩阵转化为S参量,最后由S21画出频率响应如下图:,。其中计算过程的matlab代码如下:%画S21频率响应图%基本参量:f频率,L串联电感,C并联电容;f=10: