实验六 50-75ΩT型阻抗转换器设计
姓名:吕秀品 专业:通信工程 学号:2011117051
一、实验内容
设计制作一个50-75ΩT型阻抗转换器。要求用Matlab软件进行设计计算,
Ansoft软件进行仿真和参数调整并生成PCB线路板,制作线路板并进行调试和测试。
二、技术指标
中心频率:400MHz; 带宽:40MHz;
S参数:S11≤-6dB,S21=0±2dB;
三、实验设备 Ansoft软件; 四、实验原理
阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态,有三种:负载阻抗匹配,源阻抗匹配,共轭阻抗匹配,本实验主要设计的是负载阻抗匹配即输入阻抗RS=
R负载阻抗L,常用的同轴线阻抗变换器有直线渐变式和阶梯式两种,最简单的
阻抗变换器是四分之一波长阻抗变换器,其长度L=λg/4,特性阻抗阻抗变换器公式
(Z1和Z2分别为入端和出端阻抗)。为了扩展阻抗变换器
的带宽,常采用多级阶梯阻抗变换器或渐变式阻抗变换器,阶梯阻抗变换器按其频率特性可分为二项式(最大平滑式)或切比雪夫式(等波纹式)阶梯阻抗变换器;渐变式阻抗变换器按其特性阻抗渐变形式可分为直线式、指数式和抛物线式等。它反映了输入电路与输出电路之间的功率传输关系,当电路实现阻抗匹配时,将获得最大的功率传输.反之,当电路阻抗失配时,不但得不到最大的功率传输,还可能对电路产生损害。对于二端口网络,输入电压U1(s)、输入电流I1(s)与输出电压U2(s)、输出电流I2(s)的关系,可根据电路传输方程写为
参数A、B、C、D由网络的结构、元件性质和数值决定。若一网络的构成使得这四个参数中B=C=0,但A、D不为0,那么这个网络的输入阻抗Zi(s)将为
式中f(s)=A/D,称为变换因子,是复频率变量s的函数。式子反映输入阻抗Zi(s)与负载阻抗ZL(s)有一定比例的变换关系。
阻抗变换器的主要参数:
1.插入损耗(Insertion Loss):6.5dB±0.5dB; 2.频率范围(Frequency):DC-4GHz; 3.驻波比(VSWR):≤1.3;
4.接头型号(Connector Type):50Ω端为NK型,75Ω端为NJ型; 5.额定功率(Rated Power):1W;
五、实验步骤
1.学习Ansoft软件使用方法;
2.了解实验要求掌握的内容并弄清楚实验原理;
3.在Ansoft软件环境下设计实验原理图及原理仿真图(电路图中一端50Ω接头,另一端75Ω接头);
4.由原理图设计实际电路和实际电路仿真图;
5.将设计好的电路在Ansoft软件环境下生成PCB线路板; 6.将PCB按要求封装并生成3D效果图;
六、实验结果
1.原理图
2.原理仿真图
3.实际电路
4.实际电路仿真
5.PCB图