微波课程设计报告最终版

微波技术课程设计报告院系：专业班级：学生姓名：指导教师：（课程设计时间：2015年7月1日——2015年7月8日）安徽大学目录1.课程设计目的......................................................12.课程设计题目描述和要求............................................13.课程设计报告内容..................................................23.1阻抗与导纳的相互转换............................................23.2由负载阻抗求驻波比和驻波相位...................................23.3串联单支节调匹配................................................33.4界面............................................................83.4.1总界面........................................................83.4.2阻抗与导纳变化界面............................................83.4.3由负载阻抗求驻波比和驻波相位界面..............................93.4.4串联单支节调匹配界面..........................................94.团队分工........................................................105.心得体会........................................................1011.课程设计目的微波课程设计利用软件分析把微波技术课程中学到的的基础内容贯穿起来，以软件方式实现微波器件的性能参数设置和分析。使我们通过实践能更好地掌握基本微波器件的设计和应用，更深层地掌握微波技术教材的内容。微波课程设计中软件仿真可以更加形象，具体地认识和了解微波课程基础知识，以便更容易地学习微波技术课程，掌握及理解地更加透彻。课程设计培养了我们分析问题，解决问题的能力以及团队合作的精神与意识，培养我们独立自主地学习能力以及书写综合实验报告的能力。这次微波课程设计用到了MATLAB进行编程，同时编写界面界面进行操作，充分展现学科间的综合应用，融汇贯通。这可以促使我们从理论过渡到实践的学习，理论是实践的基础和总领方向，而实践是深刻掌握知识的有效路径。课程设计是大家相互学习和实践的方式，这正是课程设计的重要性所在。2.课程设计题目描述和要求根据组员讨论后，我组选了课题一第四组的题目，其对应的题目和要求如下表1所示：表1题目描述和要求题目设计要求阻抗与导纳的相互转换利用公式11ZRjXYGjB实现阻抗导纳转换由负载阻抗求驻波比和驻波相位求驻波比和其相位，利用如下公式实现00LjLLLLZZeZZ11LLmin44Ld串联单支节调匹配由负载阻抗求支节位置和长度LLLZRjX，()ttgd，000()()LLLLGjBjYtYYYjGjBt，短路支节长度：0011arcarc22scslYYtgtgBB2开路支节长度：0011arcarc22ocslBBtgtgYY3.课程设计报告内容3.1阻抗与导纳的相互转换根据转换公式11ZRjXYGjB可知，我组采用MATLAB编程实现，并完成如下表2的内容。表2阻抗与导纳的互换阻抗1.0+1.0j500-150j50100j50+20j20+10j导纳0.5-0.5j0.0018+0.0006j0.02-0.01j0.0172-0.0069j0.04-0.02j其MATLAB程序如下，对应的流程图如右图1所示：3.2由负载阻抗求驻波比和驻波相位根据如下公式实现驻波比和驻波相位的求解,并完成如下表3的内容。00LjLLLLZZeZZ11LLmin44Ld表3驻波比与驻波相位%%%%阻抗与导纳的相互转换%%%%clearclccloseallX=input('请输入阻抗虚部X=');R=input('请输入阻抗实部R=');Z=R+X*i;Y=1.0/ZG=real(Y)B=imag(Y)开始开始输入阻抗的实部R和虚部X输入阻抗的实部R和虚部XZ=R+X*iZ=R+X*i转化导纳Y=1.0/Z转化导纳Y=1.0/Z获取导纳实部G和虚部B获取导纳实部G和虚部B结束结束图1阻抗与导纳转换3负载阻抗特性阻抗终端反射系数驻波比驻波相位50100-0.33332λ/22001000.33332λ/4100+j2001000.5+0.5j5.82845λ/16100-j2001000.5-0.5j5.82843λ/16其MALAB程序如下，对应流程图如右图2所示：3.3串联单支节调匹配选择串联终端匹配电阻值的原则很简单，就是要求匹配电阻值与驱动器的输出阻抗之和与传输线的特征阻抗相等。根据以下公式编程计算，并完成表4的内容。由LLLYGjB，()ttgd，000()()LLLLGjBjYtYYYjGjBt，1ZYRjX可得2220(1)()LLLGtRGBYt，2002200()()()LLLLLGtYtBBtYXYGBYt，令%%%%由负载阻抗求驻波比和驻波相位%%%%clearclccloseallZL=input('请输入负载阻抗ZL=');Z0=input('请输入特性阻抗Z0=');tao=(ZL-Z0)/(ZL+Z0)mod=abs(tao);ang=angle(tao);str=sprintf('%d*exp(i*%d)',mod,ang);disp(str)bi=(1+mod)/(1-mod)symsla;dmin=(la*ang)/(4*pi)+la/4开始开始输入特性阻抗Z0负载阻抗ZL输入特性阻抗Z0负载阻抗ZL计算反射系数Г计算反射系数Г取其绝对值mod和相角ang取其绝对值mod和相角ang计算驻波比和相位计算驻波比和相位输出显示输出显示结束结束图2驻波比和驻波相位4001,sRZYZRjXjX得2220000()2()0LLLLLYGYtBYtGYGB，解得22000000,(),,,()2LLLLLLLLBGYGBYGYGYtBorGYY，将t带入求得d的两个解。1arc(0)21(arc)(0)2tgttdtgtt再由t得出两个支节的输入电抗sjXjX短路支节长度：0011arcarc22scslXXtgtgZZ开路支节长度：0011arcarc22ocslZZtgtgXX如果求得的长度为负值，则结果加上0.5。表4串联单支节调匹配负载阻抗特性阻抗支节位置短路支节开路支节50+j50500λ或0.176λ0.375λ或0.125λ0.125λ或0.375λ50+j501000.074λ0.375λ0.125λ25+75j500.03λ或0.146λ0.317λ或0.183λ0.067λ或0.433λ5其MATLAB程序如下所示：%%%%串联单枝节调匹配设计%%%%ZL=str2double(get(handles.edit1,'String'))Z0=str2double(get(handles.edit2,'String'))YL=1/ZLGL=real(YL)BL=imag(YL)Y0=1/Z0ifGL==Y0t1=-BL/(2*Y0)ift1=0d=atan(t1)/(2*pi)elsed=(pi+atan(t1))/(2*pi)endX=(GL^2*t1-(Y0-t1*BL)*(BL+t1*Y0))/(Y0*(GL^2+(BL+Y0*t1)^2))lsc=atan(X/Z0)/(-2*pi)loc=atan(Z0/X)/(2*pi)iflsc0lsc=lsc+0.5endifloc0loc=loc+0.5endifd0d=d+0.5endstr_lsc=num2str(lsc)str_loc=num2str(loc)str_d=num2str(d)str_d=[str_d'λ']str_lsc=[str_lsc'λ']str_loc=[str_loc'λ']set(handles.edit3,'String',str_d)set(handles.edit4,'String',str_lsc)set(handles.edit5,'String',str_loc)elset1=(BL+sqrt(GL*((Y0-GL)^2+BL^2)/Y0))/(GL-Y0)t2=(BL-sqrt(GL*((Y0-GL)^2+BL^2)/Y0))/(GL-Y0)ift1=0d1=atan(t1)/(2*pi)6endift2=0d2=atan(t2)/(2*pi)elsed2=(pi+atan(t2))/(2*pi)endX1=(GL^2*t1-(Y0-t1*BL)*(BL+t1*Y0))/(Y0*(GL^2+(BL+Y0*t1)^2))X2=(GL^2*t2-(Y0-t2*BL)*(BL+t2*Y0))/(Y0*(GL^2+(BL+Y0*t2)^2))lsc1=atan(X1/Z0)/(-2*pi)lsc2=atan(X2/Z0)/(-2*pi)loc1=atan(Z0/X1)/(2*pi)loc2=atan(Z0/X2)/(2*pi)iflsc10lsc1=lsc1+0.5endiflsc20lsc2=lsc2+0.5endifloc10loc1=loc1+0.5endifloc20loc2=loc2+0.5endifd10d1=d1+0.5endifd20d2=d2+0.5endstr_lsc1=num2str(lsc1)str_lsc2=num2str(lsc2)str_loc1=num2str(loc1)str_loc2=num2str(loc2)str_d1=num2str(d1)str_d2=num2str(d2)str_d=[str_d1'λ''或'str_d2'λ']str_lsc=[str_lsc1'λ''或'str_lsc2'λ']str_loc=[str_loc1'λ''或'str_loc2'λ']set(handles.edit3,'String',str_d)set(handles.edit4,'String',str_lsc)set(handles.edit5,'String',str_loc)end7对应的流程图如下图3所示：开始开始输入波长特性阻抗Z0负载阻抗ZL输入波长特性阻抗Z0负载阻抗ZL求输入阻抗Z求输入阻抗ZReal(YL)=Y0Real(YL)=Y0有一个根有一个根是有两个根有两个根否T1=0T1=0T2=0T2=0d1=wavelen*atan(t1)/(2*pi)d1=wavelen*atan(t1)/(2*pi)是d1=wavelen*(atan(t1)+pi)/(2*pi)d1=wavelen*(atan(t1)+pi)/(2*pi)否d2=wavelen*atan(t2)/(2*pi)d2=wavelen*atan(t2)/(2*pi)是d2=wavelen*(atan(t2)+pi)/(2*pi)d2