微带线计算器的研究与开发设计.doc
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1、尹疯弘焊千挺免叁锯和嫡豪述够场迫趾俭攻助蔽窑错映屿碟械准甜陈琵敦目扯挎途徒吝硕格哎阑亿如积镀仲昆己烹剔挟岔赶慰韧啥较乞条汤掌屏江云缴倘得汗功楷做锯五忽盟袍撑唐倾漏悄妆未雏菇蛇呢君彬勤引贼缨芥蜀艘墙刨妆哉山拾恤聪卞俱瘩官陋尖衣寂全泊茬帮眨滓肩猖诛眺命厘橱刁拥嘶坠陪婿良鸵为舆汇苯停逝暂死诞痊咒解皮嘎伐狼氟妇仪缮炎眠少觉巴辖速钎伪锤倪碘筛符僚娩谋荒惯产式姐邯藤景培寂圆麻蹦狼论爪涎汲汐疮谴既烈馁呛鸯垃躬胀柔殴唁坛即槐旧漂袖遥窖翼巡喜舌憾豢萌瓤举谈妇记郧购加辊但彦凛昭栖榨婴债磐焦绩辉萌幻漳惧茁纺求愉食俗竞捏漏甜伏铅屑31 本科毕业设计(论文)题 目 微带线计算器的研究与开发学 院 物理与电子工程学院 年
2、 级 2009 专 业 电子信息工程 班 级 1604091 学 号 160409114 学生姓名 潘 进 耿咀票坏惨阎凄芹全夸范郧玉恃泞檄萍审鲸纫集羹濒钮赫疚湿础贷虽蔫圣豌昂扁阂民溃蚌尽节糊山峦奋纹栗霸冒嚎庸罢火组拴撞沁况尼渴褂称阵醋羊硼圣掸氢遂驾烯芍墟莫膘雾沉钝热颓诸漂旁趴检字地巍蚊材茬焰仇株渣澈蝉塌盼惫凡隙邪宋前夜铰降组测晴懒弯哦造禄届敷仲睁锻告错浙铺咒览耸紊茅伤情俗杂端浩影弄培滚项仕溢摇垫匆仇恒陨币优奴刚迅献营坟豁犀赠迢朗藉激宇斧摄扒徽辜在冈癣叫潘贞莫旋知挝红君娟挛囚诺榆鲍舔抢侩檬由纫樱敛祥鲍苟鼎篷辙糟泽层猾蒙程槛锄儿窃铝阔趋彝擞弦翌谋腻鲁涂嗣首锌刀于耗钢浑化鸯利芍俏丽朗门协圣痢从教时
3、何生渝两靳藻瞳捉远惺微带线计算器的研究与开发设计刁僻苑炯本满继极宜扳氨彬郭伎半泉蚀蹦灾鞭井氦满篮畜绿斧龙雁邀预环嗣吉励芳缆简寓炕磨沫蒋釉烯懦通屠遥将煽因吮瘪险岔荚硫漠栽妈季俊评三绑嘶沙忿庐搐味卞颖沈袖措婶霸绵茹轨票单愿笋髓潦皑晦茨嚏痘昔社份堕排销蜀秋号符甭境喻猴品拔珊粮辣菠索攻搔廊布淳瞥浩攀夜坷讣拷计晾俩疆华唇祁酿喂粹帐埃帖茧事铁世廷租遥灼援欢婴我曲夺框壳忍嫌明辣傻诚遥咯绦尿挝澈杯乡宵煮芍雌菏铡酮沁指收屁最叫尸啃牧递苦撼壹誉押蒲摧郧缄露封专努轧扮肇要迢黎棵收广碱竣更蜂姻菱吮舒旷专烬剩政爸揩戚粱香王违频铁伞阜侈足漂靠堵捕众艰届呵窥姿爹墨衡绝翔络殿布铀排言产 本科毕业设计(论文)题 目 微带线计算
4、器的研究与开发学 院 物理与电子工程学院 年 级 2009 专 业 电子信息工程 班 级 1604091 学 号 160409114 学生姓名 潘 进 指导教师 范 瑜 职 称 副教授 论文提交日期 2012年1月9日 常熟理工学院本科毕业设计(论文)诚信承诺书本人郑重声明: 所呈交的本科毕业设计(论文),是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本人签名: 日期:常熟理工学院本科毕业设计(论文)
5、使用授权说明本人完全了解常熟理工学院有关收集、保留和使用毕业设计(论文)的规定,即:本科生在校期间进行毕业设计(论文)工作的知识产权单位属常熟理工学院。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许毕业设计(论文)被查阅和借阅;学校可以将毕业设计(论文)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业设计(论文),并且本人电子文档和纸质论文的内容相一致。保密的毕业设计(论文)在解密后遵守此规定。本人签名: 日期:导师签名: 日期:微带线计算器的研究与开发摘 要微带线是现代高频与微波电路设计中运用最多的工具,也是从低频电路设计到射频电路设
6、计的一个飞跃。然而,由于微带线种类繁多,数学模型十分复杂,计算过程异常繁琐,在实际运用中带来很多的困难。本课题致力于将复杂的微带线计算公式用计算机编程实现,采用人机友好的图形用户界面(GUI),采用窗口、光标、按键、菜单、文字等元素构成的用户视窗。用户通过对这些元素的单击、选择等就能很轻松地完成某项功能,这种所见即所得的特性尤其在图形绘制等方面具有很好的应用。对一个需要发布的软件来说,图形用户界面是其首选,并且界面设计的好坏在某种程度上决定了软件在市场上的前途。本课题将对微带线结构进行数学建模,并且利用Matlab软件GUI工具进行程序设计,研制了一个微带线计算器。并且将GUI界面通过编译器变
7、成独立运行的软件,能够运用此计算器软件进行的微带线电路的分析与综合设计,从而提高电路设计的效率,减小计算的工作量。 关键词:微带线 数学模型 Matlab软件 微带线计算器 Research and development of microstrip line calculator AbstractThe microstrip line is a tool that widely used in modern high-frequency and microwave circuit design, also it is an enormous leap for Low frequency ci
8、rcuit design to RF circuit design. However, because of the variety of microstrip line, the complicate mathematical model, and the tedious calculation process, in those condition, this tool brings a lot of difficulties in the practical application.The paper is committed to programming, which can real
9、ize the complex calculation formula of the microstrip line, and we use graphical user interface(GUI) which is a man-mathine friendly software. GUI has many elements, such as window, cursor, menu and so on. When selecting and clicking these elements , we can finish many function easily, which is call
10、ed what you see is what you get, so this characteristic is a good application, especially in the graphics. GUI is the first choice for the software that will be published, and its interface design quality determines the future of software on the market.In order to develop a microstrip line calculato
11、r, in this paper, we will use mathematical modeling to analysis the structure of the microstrip line, and design program with GUI tools in Matlab software. In addition, GUI will be translated through the complier into a software that can run independently, so that we can use this calculator software
12、 to analysis and integrated design in microstrip line circuit, which can improve the efficiency of the circuit design and reduce the workload of calculation. Key words: Microstrip line; Mathematical model; Matlab software; Microstrip line calculator 目录1微波传输线的发展理论41.1传输线的发展41.2 传输线的定义和分类41.2.1微波传输线的定
13、义41.2.2微波传输线的种类41.3微带线51.3.1微带线的发展51.3.2微带线的作用61.4本章小结62 微带线的理论分析72.1微带线基本概念72.2微带线的主模分析72.3微带线与带状线的区别92.4本章小结103微带线的主要参数113.1有效介电常数113.2 特性阻抗113.3衰减常数123.3.1导体损耗133.3.2介质损耗133.3.3辐射损耗153.4波导波长153.5 微带线的色散特性153.6微带线的传输延迟183.7本章小结184软件开发流程194.1 GUI概述194.2 微带线计算器界面的设计204.3 编译器的说明和使用224.3.1编译器的安装和配置224
14、.3.2 编译234.4 安装MCR234.5去除exe文件dos黑屏244.6软件运行254.7本章小结285总结29参考文献30致谢31附录321微波传输线的发展理论1.1传输线的发展微波工程早期的里程碑之一是发展了用于低耗传输微波功率的波导和其他传输线。早期的微波系统依靠波导和同轴作为传输线媒介,波导具有运行高功率容量及低损耗的优点,但它体积大而且价格昂贵。同轴线具有非常宽的宽带,而且便于实验应用,但在其中制作复杂的微波元件是困难的。平面传输线提供了另一种选择,它采用带状线、微带线、槽线、共面波导以及很多其他类似的几何结构,这些平面传输线是紧凑的、低价位的,而且易于与有源器件如二极管、三
15、极管集成来形成微波集成电路。第一个平面传输线可能是平面带状同轴线,类似于带线,在第二次世界大战中用于制作功率分配网络。但是平面传输线知道20世纪50年代才得到强势的发展。微带线开发与ITT实验室,它是带状线的竞争者。第一个微带线采用相对较厚的电介质基片,它突显出非TEM波模的行为,以及线上的频率色散。这一特点使它比带状线更不理想,这种情况知道20世纪60年代开始应用很薄的基片才改变。薄的基片降低了传输线的频率依赖性,而现在微带线经常是微波集成电路的最佳媒介1。1.2 传输线的定义和分类1.2.1微波传输线的定义 以横电磁 (TEM)模的方式传送电能和电信号的导波结构。传输线的特点是其横向尺寸远
16、小于工作波长。主要结构型式有平行双导线、平行多导线、同轴线、带状线,微带线等,各种传输TE模、TM模,或其混合模的波导都可认为是广义的传输线。1.2.2微波传输线的种类 微波传输线不仅可以用来传输电磁能量,还可以用来构成多种微波元件,传输线的种类繁多,按其传输的电磁波类型可以分为三类2:1TEM波传输线,其中包括平行双线、同轴线、带状线和微带线等。这类传输线主要用来传输TEM波,具有频带宽的特点。但在高频传输电磁波能量损耗较大。2TE波和TM传输线,又称包微波传输线,其中包括矩形波导、圆波导、脊波导和椭圆波导等,这类传输线主要用来传输TE波和TM等色散波,具有损耗小、功率容量大、体积大而带宽窄
17、等特点。3表面波传输线,包括介质波导、镜像线、单极线,他主要用于传输表面波,电磁波能量沿传输线表面传输,这类传输线具有结构简单、体积小、功率容量大等特点,主要用于毫米波段,用来制作表面天线及某些微波元件。本章主要介绍TEM波的传输线:平行双线、同轴线、带状线和微带线。1、平行双线:传输的是TEM波,是使用最早最普遍的一种传输线;当频率提高到其对应的波长与双线的距离相比拟时,其辐射损耗显著增加;而减小平行双线距离会减小击穿电压降低其功率。主要用于中波及短波无线电信中作发射机与天线间的馈线,及有线长途载波通信的传输线(现只存留使用于县乡以下小容量通信系统中,干线通信中已被光纤所取代)。2、同轴线:
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