微波期中matlab仿真smith圓圖

1、微波工程期中課程設(shè)計班級： 2010 姓名： 學(xué)號： 序號： 02 日 期：2013年 5月 EMAIL ： 目錄一：軟件界面2二：功能介紹21.輸入模塊22.歸一化阻抗和導(dǎo)納求解23.反射系數(shù)和駐波比求解24.單支節(jié)雙支節(jié)匹配35.演示部分36.清除6三：操作步驟6四：軟件原理6A.公式6B.代碼原理81：輸入部分82：計算歸一化阻抗和反射系數(shù)93：單支節(jié)匹配114：雙支節(jié)匹配15五：總結(jié)16六：致謝17一：軟件界面二：功能介紹1. 輸入模塊此處輸入負(fù)載的實部和虛部以及特征阻抗。2. 歸一化阻抗和導(dǎo)納求解按下計算按鈕后此處顯示歸一化阻抗和導(dǎo)納3. 反射系數(shù)和駐波比求解、此處顯示反射系數(shù)和駐波

2、比的計算結(jié)果4. 單支節(jié)雙支節(jié)匹配此處顯示單支節(jié)和雙支節(jié)匹配的計算結(jié)果（雙支節(jié)需要輸入d1和d2）5. 演示部分l 歸一化演示l 單支節(jié)匹配演示l 雙支節(jié)演示6. 清除此鍵將左側(cè)圖重置，并清除所有數(shù)據(jù)。三：操作步驟1) 在ZL處輸入負(fù)載的實部和虛部，沒有虛部寫成0，不能空著。2) 點擊計算按鈕，得到歸一化阻抗導(dǎo)納及駐波比和反射系數(shù)3) 點擊單支節(jié)匹配得到單支節(jié)匹配結(jié)果4) 輸入distance1和distance2點擊雙支節(jié)匹配可得到雙支節(jié)結(jié)果四：軟件原理A. 公式1:求反射系數(shù)的公式。在ConvertZ2AbsL等函數(shù)中用到2：求反射系數(shù)的模，在AbsL，Ph函數(shù)中用到。反射系數(shù)與駐波比的關(guān)

3、系。3：求輸入阻抗，在雙支節(jié)匹配中，由y1旋轉(zhuǎn)到y(tǒng)1用到，用于求第一個直接匹配后的導(dǎo)納。4：用于計算按鈕中，求駐波比和K。5：單支節(jié)匹配中用于解析法求distance和length 的函數(shù)中用到。輸入阻抗虛部不為0時用到。6：主要用于繪制圓的函數(shù)，非常重要。B. 代碼原理 1：輸入部分輸入部分類似都是用str2double函數(shù)讀取edit類型框中的輸入數(shù)值并進(jìn)行檢錯，如果不是數(shù)字則報錯。Handle.R1和X1以及Zc分別存入負(fù)載和特性阻抗的值。2：計算歸一化阻抗和反射系數(shù)利用公式Zl=Z𝐿0，得到歸一化阻抗的實部ZIR虛部ZIX。（此處只能用handle來儲存值，不用隨意定義

4、變量儲存） 為了接下來計算方便（不使用handle計算，打字麻煩）讀取剛才的結(jié)果值給Z_Re,Z_Im，這么做是因為不能直接將handle賦值給變量 上面這么做無法通過編 此處計算導(dǎo)納值，complex為復(fù)數(shù)函數(shù)。ConvertZ2AbsL_Ph 為計算|𝛤|和𝜑的函數(shù)，因為后面多次用到，所以獨立成了一個函數(shù)，具體內(nèi)容如下。這個函數(shù)通過阻抗的實部和虛部返回反射系數(shù)和相角。然后用set將結(jié)果返回到GU框中，利用公式𝜌=（1+𝛤）/（1𝛤）和K=1/𝜌得到駐波比，同時返回給GUI的edit8和edit1

5、1 最后這個Draw函數(shù)完成繪圖，細(xì)節(jié)Smith_chart為繪制圓圖背景的函數(shù)，每次賦予0就是從繪。Draw_Ratio完成繪制等反射系數(shù)圓。Theta從0到2pi一周x_zIN和y_zIN為以𝛤為模的單位圓上。Plot函數(shù)定義了線寬。 繪制實數(shù)圓與以上大致相同。繪制虛數(shù)部分，根據(jù)書上公式，虛數(shù)部分是以1,1/Z_Im為圓心，1/Z_Im為半徑的一部分圓。所以r=1/abs（Z_Im），x_g和y_g為以r為半徑的圓加上C_X和C_Y的偏移量，然后用find找到x_g，y_g在半徑為1的園內(nèi)的點。最后用plot函數(shù)畫出。3：單支節(jié)匹配同計算，首先讀取負(fù)載和特性阻抗。并賦值給Z

6、_Re和Z_Im用于后面的計算根據(jù)書上公式，首先判斷導(dǎo)納的虛部是否為0， if Y_Im = 0如果為0，根據(jù) L=（ 𝜆/2±gL/（1-gL）公式L1=atan(sqrt(Y_Re)/(1-Y_Re)/2/pi; L2=-atan(sqrt(Y_Re)/(1-Y_Re)/2/pi;如果不為0，則L=（ 𝜆/2±/（1- 𝜌）L1=atan(sqrt(P)/(1-P)/2/pi; L2=atan(-sqrt(P)/(1-P)/2/pi;上面用來計算distance。如果Y_Im為0，則d= （/4）arccos（gl-1）/

7、（gl+1）。由于matlab中acos只返回一個值，所以需要加上theta2=2*pi-theta1;當(dāng)Y_Im不為0時，令 theta1=acos(K-1)/(K+1); 或者 theta1=pi-acos(P-1)/(P+1);都可以 因為 2*pi0.5所以Lmin=Ph/（2*）*0.5.最后D1，D2分別加上Lmin。如果超過0.5就減去0.5。將得到的結(jié)果返回GUI的相應(yīng)的框中此段完成繪圖。X3，Y3為Z_In到Y(jié)_In的一條180度的直線的橫縱坐標(biāo)Draw_Circle為很重要的畫圓函數(shù)。接收4個參數(shù)，分別代表圓心的橫縱坐標(biāo)和半徑AbsL，以及顏色。Pause 用于暫停，顯示動

8、態(tài)的感覺。AbsL1，AbsL2，Ph1，Ph2分別為匹配點的模和相角。用于接下來繪制中心道匹配點的兩條直線。X1，Y1，Y2是用來繪制從中心道匹配點的直線。Display_Marker_And_Text為標(biāo)記函數(shù)。4：雙支節(jié)匹配同樣讀取數(shù)據(jù)，但是由于雙支節(jié)匹配，所以需要將讀取的Z向源順時針轉(zhuǎn)動D1的距離得到L1匹配有的導(dǎo)納所在的圓圖。g，b分別為轉(zhuǎn)動后的導(dǎo)納點。畫出單位導(dǎo)納圓和輔助圓。Rotate_Point為轉(zhuǎn)動點函數(shù)。根據(jù)圖解法，Y1所在的導(dǎo)納圓與輔助圓的兩個交點即為L1所匹配后的y1，solve解決方程組，求得這兩個交點的坐標(biāo)然后求出Y1到這兩個點的相角Ph1，Ph2,用公式L1=Ph

9、1/4 L2=Ph2/4同理，計算第二個支節(jié)的L1，L2.五：總結(jié)這次matlab實驗是我接觸的最難的一次matlab實驗，比通信原理軟件實驗要用的matlab知識還要多，之前絲毫沒有接觸過matlab GUI方面的編程，起初想用C語言試試，但是后來想這樣matlab就得不到鍛煉的機(jī)會了。所以從圖書館找了本精通matlab GUI設(shè)計，過程中算是小有幫助。這次實驗首先讓我從新看了遍書本，之前模模糊糊的地方再也不能模糊了，否則導(dǎo)致編不出來程序，個人感覺最難得還是單雙支節(jié)匹配，之前上課時候，這個地方就是難點，要用程序語言寫出來更是讓我捉襟見肘。而且matlab本身有很多人想不到的錯誤，比如handle不能直接賦值給變量，acos函數(shù)返回的值只返