1、微 波 基 礎 計 算 器 與M M WOWO軟 件 熟 悉一、 實驗目的掌握傳輸線（長線）基本理論；熟練掌握Smith圓圖的工作原理； 熟練使用微波技術基礎計算器計算單枝節線匹配。 熟悉MW軟件界面和基本操作。二、 實驗原理微波技術基礎計算器是以微波計算為基礎的進行專業計算的工具。實現了微波技術 基礎理論中長線（傳輸線）理論、Smith圓圖、網絡理論等部分的計算。此計數器共包括： 長線上任意點輸入阻抗、反射系數、行波系數、駐波比的計算；smith圓圖的繪制；任意 長線和負載的單枝節匹配；雙口網絡S Z、Y、A參數的相互轉換。1、長線理論 基礎知識回顧：-微波傳輸線（長線）理論（Q1:傳輸線理

2、論中基本物理量是什么？）電壓波與電流波（入射與反射）關系： 理想（無耗）均勻傳輸線的傳輸特性歸結為兩個實數：傳播常數 線理論三套參量：輸入阻抗in，反射系數 ，駐波參量（駐波系數三套參量間的換算關系：三套參量同時一個單位圓內表示1） 由橫坐標表示反射系數實部，縱坐標表示反射系數虛部， 復平面；2） 對于一個無耗均勻傳輸線， 其反射系數的模是不變的， 置）構成反射系數同心圓；以負載為參考面向源移動時，位相角減少，順時 針轉動3） 駐波系數在反射系數復平面上也是同心圓，4）阻抗在反射系數復平上表示時要歸一化；某一點的阻抗由經過該點的等 電阻圓與等電抗弧線確定。實驗1.2.3和特性阻抗。傳輸0和最小

3、距離lmin）構成反射系數變化的是位相 （位2、并聯單枝節傳輸線匹配終端短路傳輸線相當于一個純電抗在主傳輸線上并聯一個短路面位置可調的支路傳輸線，相當并聯一個可變電抗。 由于并聯枝節，進行匹配設計時用導納方法表示更為方便。微波基礎計算器的使用有了這些基本概念之后，我們就可以學習微波計算器的使用方法。這個計算器實際上就是利用以上的公式，編成、作圖完成的，國內外也還有很多類似的軟件。微波計算器的主界面如圖1所示。圖1微波計算器主界面選擇圖1中所示的“長線”工具。出現如圖2所示的窗口。000319000319*j*j 0.0153500.0153501)2)3)pTflsa-當前泣去I I D D

4、544544&端孫入陰抗lOO.fWDOXlOO.fWDOX 1-j1-j liQlCl OJJQOO期請輸入阻攜ISIS化宜oomoooomoo 021021巧Z.CtHJDDZ.CtHJDD & & 5050 7474 oini2oini2開路純電iSfeiiSfei 1 1I I色直打札*蛙理ifeifei-e*Dfli-e*Dfl-侍so為（甌工100100 HlnoHlno圖2長線理論窗口需要輸入的參數有特性阻抗、負載阻抗、工作波長、線長。其中線長為圖中整個線的長度。圖中當前點的線長為0.544。且線長與波長的單位保持一致。計算器根據你輸入的參數，再根據傳輸線

5、公式Zinin(d) Z0ZLjZ0tan( d)，可以計Zo ojZL Ltan( d)算出圖中當前綠色標記處的輸入阻抗和導納。并且計算出當前點的反射系數等 參數。1、阻抗圓圖選擇圖圖3阻抗圓圖以阻抗圓圖為例，窗口中需要輸入的參數有三個：反射系數、歸一化電阻、歸一化電抗，相應在左邊的畫出等反射系數圓、等電阻圓、等電抗圓。等電 阻圓和等電抗圓的交點便是阻抗為2+1j的點(對應圖中輸入的參數)。另外 通過下方的“自動獲取數據”選項可以自動長線計算的窗口中獲取計算數據， 并自動繪制當前點的圓圖。如果選中“自動刷新”，可以使兩個窗口中的數 據自動保持同步。這時拖動長線窗口中的綠色標記，可以看到圓圖隨

6、距離的 變化。2、單枝節匹配選擇圖1中所示的“匹配”工具，會相應出現圖5所示的窗口。中所示的“阻抗”或“導納”工具，會相應出現圖3的阻抗圓圖窗口。口區I I扁航0 0-GftlOClGftlOCl 5050巧E0E0工傳:任鼻I I運詮轄匱I ID D0C10C1欝7T7T：Br.oLlBr.oLl 0.25000000.2500000 A A拄節41刃鬲嗣工P 甜畫晶示時祁*阻準E E團與訥E1E1匡1 1圖5單枝節匹配同樣，在此窗口中，輸入相應的參數，軟件會自動算出單枝節匹配的匹配 點和相應的長度。四、實驗內容:1、長線計算設置特性阻抗為50歐姆，負載阻抗我們選擇100-j 50,波長輸入

7、1,線長輸入5, 此處波長與線長都為相對值，計算線長Z為2.2、3、4.6三處的輸入阻抗和反射系數， 并且通過電磁場與電磁波教材上相應的傳輸線公式和反射系數公式驗證。2、阻抗圓圖使用在反射系數中輸入0.441+j 0.073，歸一化電阻輸入“2”，歸一化電抗輸入“一1”，最后選擇“開始繪制”按鈕，左邊便相應的出現反射系數圓圖、值為2的等電阻 圓，值為一1的等電抗圓。等電阻圓與等電抗圓的點便是歸一化阻抗為2j的點。接下來我們選擇“自動獲取數據”、“窗體半透明”和“自動刷新”三個選項。此時圓圖的數據便實時的直接來自與長線計算器的計算結果。改變長線計算器綠點的位置時,圓圖會自動隨著進行相應的改變。（

8、用這個功能，可以實現利用微波技術理論課上講 述的基本概念完成傳輸線的匹配。）使用微波基礎計算器計算特性阻抗為50歐姆，負載阻抗為200+150j，取波長為1線長為4（波長線長為相對值）。計算線長Z為2.5和3.5兩處的輸入阻抗和反射系數。并畫出Z為2.5時的阻抗 圓圖。3、單枝節匹配特性阻抗為50歐姆，終端負載為50+j 100，使用單枝節匹配，求枝節的位置d和長度L。我們通過一個實例來綜合講解MWQ此實例為設計一個非線性二極管檢波器，具體步 驟如下：1、新建一個Project從菜單中選擇File下的New Project保存此新項目，選擇Save Project AsRectifier丄 A

9、WHAWH Liiw-UfniUtiiiLLiiw-UfniUtiiiL - - |SLh|SLh fi-hdlibfi-hdlib 1 11 1-SJ-SJ凹I I刪阡師和幣, , r r-I-I HaHa FkfFkf-IJLJiystsmL-ayiystsmL-ayQ Q切川恬 2 2V+EEI IH H屈竺:RJCHWRJCHWQ Q-AJLKECMN-LhrbbN-Lhrbb”型GgtSimGgtSim口血口羽舌即帖: :B B窗lieraptlierapt丄卜H H _ _ d d -idb-idb L LL L .Adci.Adci；丿 :割対詢疋I I：試恤 rl-nabrrl

10、-nabr LzbtiwsLzbtiws 1111 CMCM五I I QMfeQMfe, ,H H EllKEllK b b”超GtoytFwGtoytFw由SISI g g詢5 5 m mA AJ電路原理圖2、創建一個新的電路原理圖右鍵單擊Project View界面下的Circuit Schematics點擊NewSchematics，建立一個空 白的原理圖；選擇Elem Browser按圖MW0_1完成原理圖。左鍵單擊Elem標簽，在Nonlinea中選擇Diode此時下方窗口將出現一些Diode元件； 選擇窗口中的Sdiode元件，將其拖入原理圖；重復上面步驟，將Source中的ACV

11、SLumped Elemen中的RES MeasDevic中的V_mete拖進原理圖。最后如圖進行連線；在原理圖的任何圖表符號上，雙擊左鍵可編輯參變量，完成原理圖 中元件參數設置。3、設置仿真頻率左鍵雙擊Project Options出現屬性對話框；點擊FrequencyValues，改變單位1111snJODEsnJODE - -JDSDIJDSDIAJ-AC-1 -EpEppSHSH仙. E E一一r- -PLRPLRACVSIDVT -M-ag-1 VAn0=0 Deo五、Microwave Office 2003實例演示ACVS.V1 Offest選擇FirstPoint，單擊Appl

12、y。如圖所示。然后再改變MeasurementComponent選擇VMeter. VM1，最后OK按鈕確定。5、分析電路單擊工具欄Analyze圖標，輸出方框圖Graphi將出現如圖所示的輸出波形。輸出結果圖6電路的諧調與優化(Tune and Optimization)激活原理圖，雙擊ACVS勾選Mag中的Tune將變量M設為調諧。打開菜單Tune選 項，其上的變量值可以拖動，可以看到仿真圖表隨著變量的變化而變化。7、Optimization功能右鍵點擊Object View上的Optimizer Goals點擊Add,出現一個對話框，其上可以設 置優化目標，優化范圍，優化方式。將需要的參

13、數輸入其中，點擊OK。本例無因為簡單 無恰當優化選項。熟悉微波基礎計算器熟練引用微波基礎計算器計算， 將計算器結果與理論計算結果做對比。熟悉MW的基本操作環境；仔細觀察元件庫、元件參數及其代表的物理意義； 完成上面非線性二級管檢波器的設計。通過網絡檢索，對現在微波設計軟件做出簡略評述。為MHZ且選擇Single Poin復選框，且在Point文本框中輸入500(MHZ，點擊Apply鍵確定。4、添加輸出圖表右鍵單擊Project View中的Graphs，點擊Add Graphs，選擇矩形框，命名為Graph1。然后為新建的矩形圖框添加測量，右鍵單擊Graph 1,單擊Add Measurement,出現Add Measurement對話框。在對話框的Meas.Type中選擇Nonlinear Voltage，Measurement選擇Vtime，Data Source Name默認，Measurement Component選 擇A AA AL LI IL L S