微波工程课程设计实验报告Smith圆图程序设计样本.doc

一、摘要Smith圆图重要用语计算微波网络阻抗、导纳及网络阻抗匹配设计，还可用于设计微波元器件。Smith圆图软件不但合用于微波工程设计，也可用于电磁场、微波技术及天线与电波传播等。本软件可形象演示圆图上阻抗值、导纳值与反射系数。二、设计目 微波网络正弦稳态分析具有复数计算，运算十分繁琐和耗时。在计算机运算速度和内存不够发达此前，图解分析法达到长足发展，其中近年来运用最广事Smith圆图。在计算微波传播线输入阻抗、导纳、及阻抗匹配等问题时，它不但能避开繁琐公式及复数运算，是工程设计总有关计算简朴便捷，并且图解过程物理概念清晰，所成果直观形象。但随着计算机技术飞速发展，图解法在计算精度上固有缺陷日益显现，由于，圆图设计精度取决于圆图中必要有足够圆周数，并且过多圆周会导致图线过于密集，不便将阻抗，反射系数、电压驻波系数（VSWR）及电长度等有关数据从图上直接读出。通过对圆图构成基本原理和应用问题分析，运用当代计算机技术可以解决原图计算精度等问题，为此设计Simth圆图。三、设计规定 圆图软件设计规定计算成果以图形和数据并行输出，整个圆图软件分为顾客图形界面模块、圆图计算模块、圆图演示模块。圆图计算模块分为反射系数计算、单支节匹配计算、输入阻抗计算及整个Smith圆图；画图演示模块分为等归一化电阻圆、等归一化电抗圆、反射系数圆等；拟定阻抗值在圆图上位置、圆图基本应用、求输入阻抗及其在圆图上位置以及单支节匹配等问题。四、程序流程图程序构造模型：功能实现图：五、演示验证过程1、打开Smith圆图软件2、点击“Smith圆图”按钮，观测到图形区内浮现了已经画好圆图，绿色是反射系数圆，紫色是阻抗圆实部，紫色是阻抗圆虚部。3、在图形区点住鼠标左键不放，此时移动鼠标时，在图形区中自动画出鼠标所在点Smith圆图，蓝色是反射系数圆，红色是阻抗圆。在界面右边可以读出此时反射系数、阻抗值、导纳值，并且计算出该点驻波比和行波系数，判断该点与否是波腹或者波节点。4、在“输入实部和虚部”文本框中，输入任意实数，按下“计算”按钮，图形区中会画出该点归一化后圆图，在右边文本框中会显示此处归一化反射系数、阻抗值、导纳值，并且计算出该点驻波比和行波系数，判断该点与否是波腹或者波节点。附录：1、 源程序Dim trace As IntegerDim sb，xb，u，v，q，k，p，t，shib，xub，w As SinglePrivate Sub Command1_Click() /点击该按钮对输入归一化阻抗进行计算与画圆Dim f As IntegerPicture1.ClsPicture1.Scale (-1，1)-(1，-1)Picture1.Circle (0，0)，1，RGB(0，255，255)Picture1.Line (-1，0)-(1，0)，RGB(0，0，0)Picture1.Line (0，1)-(0，-1)，RGB(0，0，0)sb = shibxb = xubu = (sb 2 + xb 2 - 1) / (sb + 1) 2 + xb 2)v = 2 * xb / (sb + 1) 2 + xb 2)q = (1 - u 2 - v 2) / (1 + u) 2 + v 2)w = (-2 * v) / (1 + u) 2 + v 2)t = Sqr(v 2 + u 2)p = (1 + t) / (1 - t)k = 1 / pPicture1.Circle (u，v)，0.01，RGB(255，250，66)Picture1.Circle (0，0)，t，RGB(255，250，0)Picture1.Circle (sb / (sb + 1)，0)，1 / (sb + 1)，RGB(255，0，0)Picture1.Circle (1，1 / xb)，Abs(1 / xb)，RGB(255，0，0)Text1.Text = uText2.Text = vText3.Text = sbText4.Text = xbText5.Text = qText6.Text = wText7.Text = pText8.Text = kIf sb = p Then Text9.Text = 波腹点 ElseIf sb = k Then Text9.Text = 波节点 Else Text9.Text = 普通点End IfEnd SubPrivate Sub Command2_Click() /点击该点画出SMITH圆图Picture1.ClsDim i，r，a，b，j As SinglePicture1.Scale (-1，1)-(1，-1)For i = 0.1 To 1 Step 0.1Picture1.Circle (0，0)，i，RGB(0，255，255)Next ir = 0a = 0b = 0For j = 0 To 10r = r + 0.05a = a - 0.02b = b + 0.02Picture1.Circle (r / (r + 1)，0)，1 / (r + 1)，RGB(100，100，255)Picture1.Circle (1，1 / a)，1 / Abs(a)，RGB(255，255，100)Picture1.Circle (1，1 / b)，1 / b，RGB(255，255，100)Next jr = 2a = -1b = 1For j = 0 To 20r = r + 0.5a = a - 0.5b = b + 0.5Picture1.Circle (r / (r + 1)，0)，1 / (r + 1)，RGB(100，100，255)Picture1.Circle (1，1 / a)，1 / Abs(a)，RGB(255，255，100)Picture1.Circle (1，1 / b)，1 / b，RGB(255，255，100)Next jr = 0.5a = -0.2b = 0.2For j = 0 To 15r = r + 0.1a = a - 0.1b = b + 0.1Picture1.Circle (r / (r + 1)，0)，1 / (r + 1)，RGB(100，100，255)Picture1.Circle (1，1 / a)，1 / Abs(a)，RGB(255，255，100)Picture1.Circle (1，1 / b)，1 / b，RGB(255，255，100)Next jPicture1.Line (-1，0)-(1，0)，RGB(0，0，0)Picture1.Line (0，1)-(0，-1)，RGB(0，0，0)End SubPrivate Sub Command3_Click() /指出导纳点Picture1.Circle (-u，-v)，0.01，RGB(220，250，255)Picture1.Line (-u，-v)-(u，v)，RGB(20，50，255)End SubPrivate Sub Command4_Click() /指出波节点Picture1.Circle (-t，0)，0.01，RGB(220，250，255)End SubPrivate Sub Command5_Click() /指出波节点Picture1.Circle (t，0)，0.01，RGB(220，250，255)End SubPrivate Sub Picture1_MouseDown(Button As Integer，Shift As Integer，X As Single，Y As Single)trace = True /当鼠标按下时，进行取点画图End SubPrivate Sub Picture1_MouseUp(Button As Integer，Shift As Integer，X As Single，Y As Single)trace = False /当鼠标未按下，则不进行画图计算End SubPrivate Sub Picture1_MouseMove(Button As Integer，Shift As Integer，X As Single，Y As Single)If trace Then /在鼠标移动中，当鼠标按下，画出该点阻抗圆并进行计算u = Xv = YPicture1.ClsDim i，r，a，b，j As SinglePicture1.Scale (-1，1)-(1，-1)Picture1.Line (-1，0)-(1，0)，RGB(255，255，255)Picture1.Line (0，1)-(0，-1)，RGB(255，255，255)Picture1.Circle (0，0)，1，RGB(0，255，255)sb = (1 - (u 2 + v 2) / (1 - u) 2 + v 2) xb = 2 * v / (1 - u) 2 + v 2) q = (1 - u 2 - v 2) / (1 + u) 2 + v 2)w = (-2 * v) / (1 + u) 2 + v 2)t = Sqr(u 2 + v 2)p = (1 + t) / (1 - t)k = 1 / pPicture1.Circle (0，0)，t，RGB(0，2，255)Picture1.Circle (u，v)，0.01，RGB(255，250，66)Picture1.Circle (sb / (sb + 1)，0)，1 / (sb + 1)，RGB(255，0，0)Picture1.Circle (1，1 / xb)，Abs(1 / xb)，RGB(255，0，0)Text1.Text = uText2.Text = vText3.Text = sbText4.Text = xbText5.Text = qText6.Text = wText7.Text = pText8.Text = kIf sb = p Then Text9.Text = 波腹点 ElseIf sb = k Then Text9.Text = 波节点 Else Text9.Text = 普通点End IfEnd IfEnd SubPrivate Sub Text10_Change()shib = Val(Text10.Text) /在文本框中输入归一化阻抗实部End SubPrivate Sub Text11_Change()xub = Val(Text11.Text) /在文本框中输入归一化阻抗虚部End Sub程序截图： 实验心得：通过本次课程设计，我对SMITH圆图有个更深刻结识，并且对用VB编程有了一定掌握 ，在实验过程中也遇到了许多问题和困惑，在教师和同窗协助下，解决了一某些难题，尚有某些问题需要在后来学习中完善和解决。+