电磁场与微波技术实验讲解.doc

华北电力大学 实 验 报 告 | | 实验名称 仿真实验一：Smith圆图的仿真 课程名称 电磁场与微波技术 | | 专业班级： 学生姓名： 学 号： 成 绩： 指导教师： 实验日期： 验证性、综合性实验报告应含的主要内容： 一、实验目的及要求 二、所用仪器、设备 三、实验原理 四、实验方法与步骤 五、实验结果与数据处理 六、讨论与结论（对实验现象、实验故障及处理方法、实验中存在的问题等进行分析和讨论，对实验的进一步想法或改进意见） 七、所附实验输出的结果或数据 设计性实验报告应含的主要内容： 一、设计要求 二、选择的方案 三、所用仪器、设备 四、实验方法与步骤 五、实验结果与数据处理 六、结论（依据“设计要求”） 七、所附实验输出的结果或数据 * 封面左侧印痕处装订 实验名称 仿真实验一 Smith圆图的仿真 实验 目的 1.了解和使用Genesys仿真环境。 2.理解和掌握微波传输线smith圆图的基本原理及其仿真。 仿真环境 Genesys 实 验 原 理 1.Genesys仿真环境简介 2.Smith圆图基本原理 阻抗圆图是由等反射系数圆族、等反射系数幅角线、等电阻圆族和等电抗圆族组成。其中前两者并未在圆图中绘出。 （1）等反射系数圆 均匀无损耗传输线上距离终端z处的电压反射系数为： 因此 ，这表明 在复平面上的轨迹是以坐标原点为圆心， 为半径的圆。那么不同的反射系数的模就对应不同半径的圆。这一族同心圆就是等反射系数圆族。 （2）等反射系数幅角线 距离终端z处的反射系数的幅角 。可以看出，这是一个直线方程，表明在复平面上等反射系数幅角线是由原点出发，终止于单位圆的线段。 （3）等电阻圆和等电抗圆 将 则可推出， (3-1) (3-2) 方程（1）是以归一化电阻r为参数的圆族，称为等电阻圆族，其圆心为 半径为 。方程（2）是以归一化电抗x为参数的圆族，称为等电抗圆族，其圆心为 。我们把前面所讲的四种轨迹画在一张极坐标图上，即可得到阻抗圆图。 实 验 内 容 、 结 果 与 分 析 1.等反射系数圆仿真 （1）启动环境 （2）建立工作空间 （3）编辑电路原理图 传输线特性阻抗为50欧姆，长度为0~180deg，终端负载为1nH电感与20欧姆电阻串联 首先放置传输线模型，在电路原理图上双击该传输线模型，打开其属性对话框，设置其参数，注意设置参数可调。在主操作界面选取电阻和电感元件，在电路原理图上，分别双击电阻和电感模型，打开属性对话框分别进行设置，“Tune”属性打钩。下面开始放置输入端口和地。移动各元件模型，将各元件连接起来（两元件接头重合时，即可连接在一起）。 （4）加入线性分析 （5）添加Smith圆图 （6）添加扫描 仿真结果: 2.等电抗圆仿真 （1）启动环境 （2）建立工作空间 （3）编辑电路原理图 （4）加入线性分析 （5）添加Smith圆图 （6）添加扫描 仿真结果: 实 验 内 容 、 结 果 与 分 析 实 验 内 容 、 结 果 与 分 析 实 验 内 容 、 结 果 与 分 析 3、等电阻圆仿真 （1）启动环境 （2）建立工作空间 （3）编辑电路原理图： （4）加入线性分析 （5）添加Smith圆图 （6）添加扫描 仿真结果如下： 4、圆图应用仿真 已知双导线的特性阻抗终端负载阻抗利用圆图求终端反射系数与线上的驻波比。 （1）建立新的工作空间 （2）点击Smith文件下的Sch1,在右侧空白处建立电路图，如下图所示。 （3）点击New ItemAnalysesAdd linear Analysis，出现对话框设置好参数，点击Calculate Now完成分析。 （4）点击New ItemAdd Graph，出现对话框，将Graph Type设置为Smith Chart, 点Add按钮设置图形内容与变量，选择阻抗ZINi，点OK，点击左侧空间树中的Graph文件，可看到终端阻抗在圆图所在的位置。 （5）在圆图中得到终端的反射系数。 史密斯圆图—终端反射系数 （6）求驻波比。驻波比。 讨 论 与 结 论 实验过程中发现得到的仿真结果和指导书中的不一样,猜想应该是由于粗心,实验中元件参数设置错误或者遗漏某些参数,因此又重新做了一遍,经过认真的一步步