实用文档之电磁场与微波实验十报告——非线性电路仿真实验
微波实验报告
实验题目：电磁场与微波实验仿真部分班级：姓名：学号：日期：目录实验一微带分支线匹配器 (1)一、实验目的 (1)二、实验原理 (1)1.支节匹配器 (1)2. 微带线 (1)三、实验内容 (2)四、实验步骤 (2)五、仿真过程 (2)1、单支节匹配 (2)2、双支节匹配 (5)3.思考题 (9)五、结论与思考 (10)实验二微带多节阻抗变换器 (12)一、实验目的 (12)二、实验原理 (12)三、实验内容 (13)四、实验步骤 (13)五、实验过程 (14)1、纯电阻负载 (14)五、结论与思考 (24)实验三微带功分器 (26)一、实验目的 (26)二、实验原理 (26)1、散射矩阵 (26)2、功分器 (27)三、实验内容 (28)四、实验步骤 (28)五、实验过程 (28)1、计算功分器参数 (28)2、确定微带线尺寸 (29)3、绘制原理图 (29)4、仿真输出 (30)五、结论与思考 (34)附录：心得体会 (35)实验一 微带分支线匹配器一、实验目的1. 熟悉支节匹配器的匹配原理；2. 了解微带线的基本概念和元件模型；3. 掌握Smith 图解法设计微带线匹配网络。
二、实验原理1.支节匹配器随着工作频率的提高及响应波长的减小，分立元件的寄生参数效应就变得更加明显，当波长变得明显小于典型的电路元件长度时，分布参数元件替代分立元件而得到广泛应用。
因此，在频率高达一定数值以上时，在负载和传输线之间并联或串联分支短截线，代替分立的电抗元件，实现阻抗匹配网络。
常用的匹配电路有：支节匹配器，四分之一波长阻抗变换器，指数线匹配器等。
支节匹配器分单支节、双支节和三支节匹配。
这类匹配器是在主传输线上并联适当的电纳（或串联适当的电抗），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，此电纳（或）电抗元件常用一终端短路或开路段构成。
图1.1 支节匹配器原理单支节匹配的基本思想是选择支节到阻抗的距离d ，使其在距负载d 处向主线看去的导纳Y 是0Y jB +形式。
电磁场与微波测量实验报告
电磁场与微波测量实验报告学院：电子工程学院班级： 2011211207组员：王龙-2013210998刘炜伦-2013210999黄斌斌-2013211000实验一电磁波反射和折射实验一、实验目的1.熟悉S426型分光仪的使用方法2.掌握分光仪验证电磁波反射定律的方法3.掌握分光仪验证电磁波折射定律的方法二、实验设备与仪器S426型分光仪，金属板，玻璃板三、实验原理电磁波在传播过程中如遇到障碍物，必定要发生反射，本处以一块大的金属板作为障碍物来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上所遵循的反射定律，即反射线在入射线和通过入射点的法线所决定的平面上，反射线和入射线分居在法线两侧，反射角等于入射角。
四、实验内容与步骤（一）金属板全反射实验1.熟悉分光仪的结构和调整方法。
2.连接仪器，调整系统。
图1 反射实验仪器的布置如图1所示，仪器连接时，两喇叭口面应相互正对，它们各自的轴线应在一条直线上，指示两喇叭的位置的指针分别指于工作平台的90刻度处，将支座放在工作平台上，并利用平台上的定位销和刻线对正支座，拉起平台上的四个压紧螺钉旋转一个角度后放下，即可压紧支座。
3.测量入射角和反射角反射金属板放到支座上时，应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致。
而把带支座的金属反射板放到小平台上时，应使圆盘上的这对与金属板平面一致的刻线与小平台上相应90度的一对刻线一致。
这是小平台上的0刻度就与金属板的法线方向一致。
转动小平台，使固定臂指针指在某一角度处，这角度读书就是入射角，然后转动活动臂在表头上找到一最大指示，此时活动臂上的指针所指的刻度就是反射角。
如果此时表头指示太大或太小，应调整衰减器或晶体检波器，使表头指示接近满量程。
做此项实验，入射角最好取30°至65°之间，因为入射角太大或太小接收喇叭有可能直接接收入射波。
做这项实验时应注意系统的调整和周围环境的影响（二）玻璃板上的反射和折射实验步骤1、2如金属板全反射实验步骤1、2所示3、（1）测总能量：将两喇叭口正对，通过可变衰减器调整微波幅度的大小（通过电流大小来反映），尽量使其接近满偏，读出电流表读数，记录下来（2）测玻璃板反射的能量：反射玻璃板放到支座上时，应使玻璃板平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致。
电磁场与微波仿真实验教程
电磁场与微波仿真实验教程
电磁场仿真实验是电磁场理论课程中非常重要的一环，通过仿真实验可以加深学生对于电磁场及其应用的理解，并且从实际中提高了学生的动手实践能力。
本文将向大家介绍电磁场与微波仿真实验教程。
1. 实验目的
通过对电磁场仿真实验的学习，达到以下目的：
1）熟练掌握电场、磁场的分布特性；
2）掌握典型的电磁场问题的求解方法；
3）掌握微波传输理论及其在工程中的应用；
4）掌握电磁场仿真软件的使用方法。
2. 实验内容
本实验涉及到的内容主要有：
2）电容器、电感器、共振器、传输线等典型电磁场问题的求解；
3. 实验设备
本实验主要使用Ansys电磁场仿真软件。
4. 实验步骤
1）学生需要独立完成仿真实验和报告撰写工作；
2）学生需要根据课件资料学习仿真软件的基本操作，包括建立仿真模型，设定仿真参数，运行仿真程序等；
3）学生需要选择一个电磁场仿真实验题目进行仿真实验，理解仿真实验过程，并且掌握解决典型电磁场问题的方法；
4）学生需要根据学习成果，撰写实验报告，包括实验目的、实验原理、仿真结果分析等。
5. 实验注意事项
2）学生需要注意安全事项，遵守实验室规章制度；
3）学生需要独立思考和创新，加深对电磁场理论和应用的理解和掌握。
6. 实验总结
通过电磁场仿真实验的学习，使学生加深了对电磁场理论与应用的理解和掌握，并且掌握了电磁场仿真软件的使用方法。
学生通过自主选择模型，独立完成仿真实验和报告撰写工作，培养了学生的实践能力和创新思维。
微波仿真实验报告
北京邮电大学微波仿真实验报告姓名：学号：班级：院系：一、实验目的1、了解ADS微波仿真软件的使用2、用ADS软件，观察不同的传输线及微波器件的Sminth圆图和S参数。
二、实验要求FR4基片：介电常数为4.4,厚度为1.6mm，损耗角正切为0.021．Linecal的使用a)计算FR4基片的50欧姆微带线的宽度b)计算FR4基片的50欧姆共面波导（CPW）的横截面尺寸（中心信号线宽度与接地板之间的距离）2．分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆四分之波长开路线的性能参数，工作频率为1GHz。
观察Smith圆图变化。
理想传输线微带传输线分析：四分之一波长开路线具有“开路变短路”的作用。
3．分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆四分之波长短路线的性能参数，工作频率为1GHz。
观察Smith圆图变化。
理想传输线微带传输线分析：四分之一波长短路线具有“短路变开路”的作用。
综上可知：四分之一波长传输线具有“阻抗倒置”的作用。
4．分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆二分之波长开路线的性能参数，工作频率为1GHz。
观察Smith圆图变化。
短路传输线微带传输线分析：二分之一波长开路线阻抗不变，所以开路经阻抗变换后还是开路。
5．分别用理想传输线和微带传输线在FR4基片上，仿真一段特性阻抗为50欧姆二分之波长短路线的性能参数，工作频率为1GHz。
观察Smith圆图变化。
理想传输线微带传输线先计算分析：二分之一波长短路线阻抗不变，所以所以短路经阻抗变换后还是短路。
综上可知：二分之一波长传输线具有“阻抗还原”的作用。
6．用一段理想四分之一波长阻抗变换器匹配10欧姆到50欧姆，仿真S参数，给出-20dB带宽特性，工作频率为1GHz。
带宽B=m1-m2=200.0 MHz7．用一段FR4基片上四分之一波长阻抗变换器匹配10欧姆到50欧姆，仿真S 参数，给出-20dB带宽特性，工作频率为1GHz，分析7 和8结果。
微波仿真实验报告
目录实验2 微带分支线匹配器 (3)✧实验目的 (3)✧实验原理 (3)✧实验内容 (3)✧实验步骤 (3)实验3 微带多节阻抗变换器 (9)✧实验目的 (9)✧实验原理 (9)✧实验步骤 (10)✧实验内容 (10)✧实验设计及结果 (10)实验4 微带功分器 (11)✧实验目的 (11)✧实验原理 (11)✧实验内容 (13)✧实验步骤 (13)实验心得与总结 (16)实验2 微带分支线匹配器✧ 实验目的1) 熟悉枝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✧ 实验原理随着工作频率的提高及响应波长的减小，分立元件的寄生参数效应就变得更加明显，当波长变得明显小于典型的电路元件长度时，分布参数元件替代分立元件而得到广泛应用。
因此，在频率高达一定数值以上时，在负载和传输线之间并联或串联分支短截线，代替分立的电抗元件，实现族抗匹配网络。
常用的匹配电路有：枝节匹配器，四分之一波长阻抗变换器，指数线匹配器等。
枝节匹配器分单枝节、双枝节和三支节匹配。
这类匹配器是在主传输线上并联适当的电纳（或串联适当的电抗），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，此电纳（或）电抗元件常用一终端短路或开路段构成。
单枝节匹配的基本思想是选择枝节到阻抗的距离d ，使其在距负载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。
双枝节匹配器，通过增加一枝节，改进了单枝节匹配器需要调节枝节位置的不足，只需调节两个分支线的长度就能达到匹配。
✧ 实验内容已知： 输入阻抗 Zin=75Ohm负载阻抗 Zl=（64+j35）Ohm特性阻抗 Z0=75 Ohm介质基片r ε=2.55，H=1mm假定负载在2GHz 时实现匹配，利用图解法设计微带线单枝节和双枝节匹配网络，假设双枝节网络分支线与负载的距离d1= 4/λ，两分支线之间的距离为d2= 8/λ。
电磁场与微波技术实验报告.
电磁场与微波技术实验报告班级：学号：姓名：目录目录 (2)实验2 微带分支线匹配器 (3)一、实验目的： (3)二、实验原理 (3)三、实验内容 (3)四、实验步骤 (3)实验三四分之一波长阻抗变换器 (15)实验目的 (15)实验原理 (15)单节4λ阻抗变换器 (16)多节4λ阻抗变换器 (16)实验内容 (17)实验步骤 (18)实验4 低通滤波器 (31)实验目的 (31)实验原理 (31)低通原型滤波电路 (32)Richards变换 (32)Kuroda变换 (33)实验内容 (33)实验步骤 (33)总结 (41)完成任务 (41)问题及解决 (41)心得与体会 (41)实验2 微带分支线匹配器一、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二、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）。
三、实验内容已知：输入阻抗Zin=75欧负载阻抗Zl=（64+j35）欧特性阻抗Z0=75欧介质基片εr=2.55，H=1mm假定负载在2G赫兹时实现匹配，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d1=四分之一波长，两分支线之间的距离为d2=八分之一波长。
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 的变化四、实验步骤（一）：单支节匹配在史密斯圆图上找到等反射系数圆和g=1圆的交点，有两个点与其匹配。
电磁场与微波技术实验心得（优秀范文五篇）
电磁场与微波技术实验心得（优秀范文五篇）第一篇：电磁场与微波技术实验心得电磁场与微波技术实验报告我们班连续观摩了三个《电磁场与微波技术》课程的实验，通过观看视频，老师讲解和演示，以及自己的一些操作，使我们加深了对这三个实验的一些了解。
实验一、电磁波极化在这个实验我们主要了解电磁波极化、天线极化的概念；了解电磁波的分解与合成原理；了解圆极化波产生的基本原理。
这个实验主要用到的仪器是微波分光仪，里面包含支座、分度转台、喇叭天线、可变衰减器、晶体检波器、视频电缆及微安表、读书机构、栅网组件、三厘米信号源、分光介质板。
实验内容：首先连接好实验仪器，三厘米固态信号源工作在等幅状态，按下电压按键使三位半数字表显示电压的示数，信号源的输出端通过同轴线连接到微波分光仪，此时的电信号通过同轴转波导经过隔离器、可变衰减器到达辐射天线的辐射喇叭（Pr0），辐射喇叭辐射出的波经过栅网组件的反射和吸收到达接收喇叭（Pr3），经由晶体检波器，通过同轴线与微安表相连。
垂直栅网（Pr1）与辐射喇叭在同一条水平线上，通过长铝质支柱固定在基座上；水平栅网（Pr2）正对着辐射喇叭，并与垂直栅网成直角，通过读数机构和短铝质支柱固定在基座上。
接收喇叭与辐射喇叭成45º角。
然后开始实验，打开信号源开关，这时转动接收喇叭Pr3，当Pr3喇叭E面与垂直栅网平行时收到E⊥波，经几次调整辐射喇叭Pr0的转角使Pr3接收到的｜E∥｜=｜E⊥｜，实现圆极化的幅度相等要求。
然后接收喇叭Pr3在E∥和E⊥之间转动，将出现任意转角下的｜Eα｜≤｜E∥｜（或E⊥）。
这时改变Pr2水平栅网位置，使Pr3接收的波具有｜Eα｜=｜E∥｜=｜E⊥｜，从而实现了E∥和E⊥两个波的相位差为±90º，得到圆极化波。
实验心得：通过老师的细心讲解以及在老师的指导下，我们进行了一些简单的操作，熟悉了实验仪器的名称，以及一些仪器的作用以及工作原理，如三厘米信号源, 它是一种使用体效应管作振荡源的微波信号源，能输出等幅信号及方波调制信号。
电磁场与微波技术实验报告(全)
信息与通信工程学院电磁场与微波技术实验报告班级：姓名：学号序号：日期：1实验二：分支线匹配器一、实验目的掌握支节匹配器的工作原理；掌握微带线的基本概念和元件模型；掌握微带线分支线匹配器的设计和仿真。
二、实验原理支节匹配器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 和分支线的长度l。
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，即Y = Y0 +jB ，其中Y0 = 1/Z0。
并联开路或短路分支线的作用是抵消Y 的电纳部分，使总电纳为Y0，实现匹配，因此，并联开路或短路分支线提供的电纳为−jB ，根据该电纳值确定并联开路或短路分支线的长度l，这样就达到匹配条件。
双支节匹配器：通过增加一支节，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（注意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。
三、实验内容已知：输入阻抗Z in = 75 Ω 负载阻抗Z L = (64 + j35) Ω特性阻抗Z0 = 75 Ω介质基片εr = 2.55，H = 1mm，导体厚度T 远小于介质基片厚度H。
2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d1 = λ/4 ，两分支线之间的距离为d2 = λ/8。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实用文档之"非线性电路仿真实验"
1.实验原理
通过一个简单的功率放大器的设计来介绍射频非线性电路的设计与仿真，以此来熟悉非线性电路中的各种参数以及各种非线性元件的使用，熟悉支电路的使用等等。
使用MWO中的测量元件得到器件三极管的特性曲线图。
通过参数调谐，观察特性曲线图的变化。
用此三极管器件，设计其直流偏置电路，得到一个功率放大器，使用谐波平衡来仿真此电路在基波下的输出功率曲线。
射频放大器与常规低频电路的设计方法完全不同，它需要考虑一些特殊的因素。
尤其是入射电压波和入射电流波都必须与有源器件良好匹配，以便降低电压驻波比、避免寄生振荡。
利用单级或多级晶体管电路对输入信号进行放大是模拟电路理论中最重要而且是最困难的任务。
2.实验步骤
首先新建Project和一个Schematic电路图，命名为BJT，进行整个Project的属性设置，起始频率设置为1.5GHz，终止频率设置为2.5GHz，Step设置为0.2GHz，然后会转到电路图BJT，在Element页面中，选择BLT11_chip，将其放在BJT原理图中，此元件便为一个BJT 晶体管，在使用这个器件之前，一般都需要先观察其特性曲线，使用测量元件来实现，选择MeasDevice → IV，在下面的窗口中选择IVCURVEI，将其放置在原理图中，这个元件为I_V 曲线追踪器，在设置的若干个电流值的条件下做出电压的曲线，此元件一般用在测量电流控制器件的I_V特性曲线。
再新建一个方框图BJTGraph来输出仿真结果。
右键点击BJTGraph，选择Add
Measurments，在对话框窗口的Meas. Type中选择Nonlinear Current，在Measurement中选择IVCurve，在Date Source Name中选择BJT，然后选择“OK”结束设置。
最后选择仿真，则出现此晶体管的仿真曲线。
下面设计此晶体管的直流偏置电路，并且使用谐波平衡来仿真此电路在基波下的输出功率曲线。
新建一个Schematic原理图，命名为DCBjt，绘出原理图如下，图中L1、L2两个电感为高频扼流电感，都取1μH
其中电容C1为三极管发射极旁路电容，C2、C3分别为基极、集电极隔直电容。
I_METER
为测量电流元件，V_METER为测量电压元件，分别测量集电极电流和电压。
DCVS为直流电压源，V1为1V，V2为6V，晶体管输入、输出两端分别有两个支电路，分别为输入匹配电路与输出匹配电路，引入这两个电路的方法为，首先右键点击Schematic选项，选择Import Schematic，然后选择路径，将目标文件夹中的input match和output match两个电路原理图文件都引入。
然后回到DCBjt电路图中，在Element页面中，选择Subcircuits，在下面的窗口中将出现此Project中所有的电路原理图。
图中最左边的端口Port1为谐波平衡端口，这个端口除了具有普通端口的功能外，阻抗也为50欧姆，还带有单音信号源，用于谐波仿真。
参数中Z还是代表阻抗值，Pwr表示单音信号源的功能振幅。
电路原理图完成后，我们可以先看看在不同频率下I_METER与V_METER的值。
在Graph选项中，选择Add Gtaph，然后选择Tabular表图，新建Graph2，右键点击，选择Add Measurement，在对话框中Meas. Type选择Nonlinear Current，Measurement 选择Icomp，Icomp为单音谐波电流。
对话框中有Hamomic Index一项，“0”表示直流偏置，对应电压测量也是如此，Meas. Type中选择Nonlinear V oltage，Measurement选择Vcomp，Vcomp为单音谐波电压。
选择完后可以进行仿真看到各个频率点上的电压与电流值。
然后，需要测量输出端口，即Port2的输出功率曲线。
先新建一个方框图Graph3，选择Add Measurement，由于需要测量的是输出端口的功率值，因而在Add Measurement对话框中，Meas. Type选择Nonlinear Power，Measurement选择Pcomp为单音谐波功率。
由于此放大器是设计使用在基波频率下的，需要测量的输出功率是在基波频率下的值，因而Hamomic Index 一项选择1，Measurement Component选择PORT_2，其他使用默认值，最后选择“仿真”，在Graph3中会出现各个频率点的输出功率值。
3.实验结果。