电磁场与电磁波实验三.docx
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《电磁场与微波实验》实验报告实验名称：分布参数滤波器指导教师：魏一振学 号：13081405姓 名：田昕煜班 级：13083414实验日期：2015-11-19 3-5节一、 实验目的1. 通过此次实验，我们需要熟悉微带线电路和带状线电路的仿真过程 和注意事项，理解微带线、带状线的特性和各种参数指标，熟悉微带 线、带状线的各种分布参数元件的使用2. 本次实验我们需要用到MWO2008的优化和Tune等工具，要求熟 练掌握MWO提供的这些工具的使用方法和技巧3. 本次实验我们需要用到TX Line工具，需要熟练掌握MWO提供TX Line的使用方法和技巧二、 实验原理1. 集总元件与频率关系※使用集总元件设计的滤波器，在低频时能正常工作，但在微波电路 时却不能原因有：■ Lump元件，如电感电容的值都是对应于低频的，当频率很 高超过其谐振频率时，lump元件的寄生效应非常明显：一者元件求 值变得非常复杂；二者电感电容会改变自身特性，如电容性变成电感 性，而电感性变成电容性；2. 微带电路分布参数元件中，以微带线和带状线最为常用，在MMIC中，为便 于制板，常用的是微带线3. 微带传输系统一微带线微带线是由介质基片一边导体接地板和介质基片另一边的带状导体 构成。
可视为沿中心线剖开并展平的同轴线：同轴线内一般只有金属介质界面，而微带传输线内既有金属-介质界 面，也有介质-空气界面，正是由于这一差别造成了微带传输线的传 输特性不同于同轴线4. 由微带传输线构成的微波电路具有以下几个特点：体积小，重量轻，加工成本低，加工重复性好，材料成本低，可构成 薄膜或厚膜微波集成电路；损耗较大，功率容量小，电路参数调整困难，工作频率低（相对于其 它微波传输系统）；微带传输线是双导体传输系统，但不能传输TEM模，是准TEM5. 实际微带传输线的特性阻抗、传播常数都是工作频率的函数：当微带传输线工作频率升高时，其色散增大，但在小于4GHz时，可 以忽略色散效应；当工作频频带较宽时，特性阻抗、传播常数的频率响应不可忽略工作频率升高时，其等效介电常数增大；6. 微带传输线的相速度、群速度、等效介电系数、等效波长都是微带 传输线结构参数W （导体带宽度）、h （介质厚度）的函数在基板介质（包括厚度）确定的前提下，可调节的微带线参数有两个： 线宽W和线长但此时微带线的特性参数只由线宽W决定，与线长 无关：如微带线的特性阻抗与线宽W相关，与线长无关：在其他条件不变 情况下，微带线越宽其特性阻抗越小.三、 实验内容设计一个分布参数低通滤波器要求：1. 使用微带线电路或者带状线电路实现。
2. 指标：口截止频率为3.5GHz □通带内增益大于-5dB □阻带内 5GHz以上增益小于-60dB口通带内反射系数要求小于-20dB四、 实验过程分布参数滤波器元件放置w2-0.K)a!•an制w1>Q.W^30.5504―>4_MUN ■-E3=TiL5 •■ ■LW147 mm-MU^I，一• ID=TL4 • • ‘ WsrfEfn ‘• L^147mmMLIN ■ -HD=TlL2• ' ■• L=S.147 mm ■MW - -id=hb脸炯wn・■- -Ls1-.5 IFfflPORT--P*, - 1国Chm，• MLIR ■ ■ ■ ■■ - ID=TL1 - • ••同 grrwr ■L-1：5 mm - ■, ■ M1IH ■ ■• • ID=TL3 • - • •■ ■ 'L^1： 147 mm - ■ID=TE7- - , ^■*1 fflffl- ■ L=9 H7 wnlATEfi. • •L=9 'H7- iwn：-MLEF ， .ID«TL9 --顾…■L=9.W7 mm - •AllEF ' •-IOTE10 • ,^■*2 ■L=9 W tnrtiEE • ,的，■L=9 H7-mni■PORT ■ ■ ■ ■ ■P=2 ，Z加5仰，•MSUB-H^0：1 mm ■TsQiX>2 mmRtra=1 -Erttafn=2.1fl-NsmtsSjBl优化微调Opmct her ■ 1Cwt-0Show «l / $初• mn Slqp R*m< , Save RevutSi Design Notes图 Project Options纽 Global Definitions巳 Data Files4 System Diagrams 困 AnnotationsEl ■田 Circuit Schematics\…|^] Annotations；…包 Schematic 1白 丽 EM Structures-“ ffi Annotations竺 Output Equations白也| Graphs白回Graph 1!…Schematic liDB([S(2,l)|) Si Schematic 1:DB(|S(1,1)|)B S2 Optimizer Goals司 Schematic l:DB(|S(l#l)|)<*20 [w=l, L-2, Range二0.3.5己+009]:同 Schematic l:DB(|S(2,l)|)v-50 [w=l, L=2, Range=5e+OO9..MAX]!…同 Schematic l:DB(|S(2tl)|)>-5 [w=l, L=2( Range=0..3.5e+009]司 Yield Goals日 Output Filesffl 3 Wizards五、思考题(1)如果你要设计的是高通滤波器，与前面相比，需要变化的哪几个步骤答：修改电路原理图，修改优化目标的设置。
2)你在优化过程中，哪些参量调解对优化结果影响最大？答：W3和W4六、实验心得通过此次实验，我们需要熟悉微带线电路和带状线电路的仿真过程和 注意事项，理解微带线、带状线的特性和各种参数指标，熟悉微带线、 带状线的各种分布参数元件的使用练习MWO2008的优化和Tune 等工具，熟练和掌握了MWO提供的这些工具的使用方法和技巧学 习掌握MWO提供TX Line的使用方法和技巧。
