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《武大射頻期末試題.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、期末試題學(xué)號(hào)：76姓名：劉弋鋒班級(jí)：1102班專業(yè)：電路與系統(tǒng)1.設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)特性阻抗為50歐姆、中心工作頻率為2.076GHz的3dB等功分耦合器，要求用集總參數(shù)及分布參數(shù)(微帶基板參數(shù)：介電常數(shù)為4.2，介質(zhì)材料厚度為1.45mm，導(dǎo)帶厚度為0.035mm)兩種形式實(shí)現(xiàn)。對(duì)于分布參數(shù)形式，通過編程計(jì)算及ads仿真分別3出各端口頻率響應(yīng)特性；對(duì)于集總參數(shù)形式，通過ads仿真給出各端口頻率響應(yīng)特性。解：（1）分布參數(shù)實(shí)現(xiàn)由于是設(shè)計(jì)3dB的等功分耦合器，所以用分支線定向耦合器實(shí)現(xiàn)。①用ADS仿真圖1.1ADS計(jì)算特性阻抗為50Ω時(shí)的微帶線尺寸圖1.2ADS計(jì)算特性阻抗為50/Ω時(shí)的微帶線尺
2、寸用ADS計(jì)算微帶線尺寸，如圖1.1、圖1.2所示?？芍?，耦合微帶線的尺寸為：特性阻抗為50Ω時(shí),W=2.mm，L=20.mm；特性阻抗為50/Ω時(shí)，W=4.mm，L=19.mm。搭建仿真電路，如圖1.3所示：圖1.3ADS搭建仿真電路進(jìn)行仿真，得到插入損耗，耦合度，隔離度，駐波比VSWR的頻率特性曲線，如圖1.4所示。圖1.4ADS仿真結(jié)果①用MATLAB編程計(jì)算給出MATLAB代碼：Z0e1=69.;Z0o1=36.;f0=2.076;Z0=50;f=1:0.01:4;S311=j.*(Z0e1-Z0o1).*tan(pi./2.*(f./f0))./(2*50+j*(Z0e1+Z0
3、o1).*tan(pi/2.*(f./f0)));plot(f,20*log10(abs(S311)));xlabel('Frequency(GHz)');ylabel('S31(dB)');grid;S211=2.*Z0./(Z0e1+Z0o1)./(2.*Z0./(Z0e1+Z0o1).*cos(pi./2.*(f./f0))+j*sin(pi./2.*(f./f0)));figure(2);plot(f,20*log10(abs(S211)));xlabel('Frequency(GHz)');ylabel('S21(dB)');grid;figure(3)To=(Z0-Z0o1)
4、/(Z0+Z0o1);Te=(Z0-Z0e1)/(Z0+Z0e1);Zine=Z0e1.*(sqrt(Z0o1)+j.*sqrt(Z0e1).*tan(pi/2.*(f./f0)))./(sqrt(Z0e1)+j.*sqrt(Z0o1).*tan(pi/2.*(f./f0)));Zino=Z0o1.*(sqrt(Z0e1)+j.*sqrt(Z0o1).*tan(pi/2.*(f./f0)))./(sqrt(Z0o1)+j.*sqrt(Z0e1).*tan(pi/2.*(f./f0)));V2o=Zino./(50+Zino)./(exp(-j.*pi./2.*(f./f0))+To.*e
5、xp(j.*pi./2.*(f./f0))).*(1+To);V2e=Zine./(50+Zine)./(exp(-j.*pi./2.*(f./f0))+Te.*exp(j.*pi./2.*(f./f0))).*(1+Te);S14=V2e-V2o;plot(f,20*log10(abs(S14)));xlabel('Frequency(GHz)');ylabel('S41(dB)');grid;圖1.5、圖1.6、圖1.7分別是MATLAB仿真得到的的頻率響應(yīng)曲線。圖1.5MATLAB仿真頻率響應(yīng)曲線圖1.6MATLAB仿真頻率響應(yīng)曲線圖1.7MATLAB仿真頻率響應(yīng)曲線（2）集總參數(shù)
6、實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)分布參數(shù)電路進(jìn)行等效：圖1.8分布參數(shù)與集總參數(shù)的轉(zhuǎn)化如圖1.8所示，集總參數(shù)可等效為分布參數(shù)的一個(gè)型或T型網(wǎng)絡(luò)。以型網(wǎng)絡(luò)為例，替代后的電容、電感的值可以由下面的式子計(jì)算：可見，集總參數(shù)設(shè)計(jì)主要取決于工作頻率，也就是說上述的等效只在該中心頻率兩側(cè)的較窄帶寬內(nèi)有效，但對(duì)于大部分的應(yīng)用帶寬足夠了。且型網(wǎng)絡(luò)通常會(huì)表現(xiàn)出低通特性。分布參數(shù)的生成圖等效為集總參數(shù)的原理圖如圖1.9所示。圖1.9集總參數(shù)的生成圖圖1.10集總參數(shù)功分器仿真原理圖對(duì)于，可計(jì)算得到,。根據(jù)生成原理圖，在ADS中進(jìn)行仿真，如圖1.10所示。得到如圖1.11所示仿真結(jié)果：圖1.11集總參數(shù)功分器仿真結(jié)果由圖
7、1.11可見，圖中S11，S12，S22,S23都有一些偏移，可以通過優(yōu)化的方式解決使各項(xiàng)指標(biāo)以中心頻率為2.076GHz的窄帶內(nèi)達(dá)到很好的仿真要求。插入損耗很小，隔離度很高，駐波比亦能滿足要求，頻率無偏差，確實(shí)呈現(xiàn)出了低通特性。2．已知射頻晶體管頻率為2.076GHz時(shí)的參數(shù)為：Гopt=0.5∠45，Rn=4Ω，F(xiàn)min=1.5dB；S11=.3∠300，S12=0.2∠-600，S21=2.5∠-800，S22=0.2∠-15
