基于CST 仿真软件的阻抗匹配设计教学实验

廖 臻，廖志斌，刘宇平

（1. 杭州电子科技大学 电子信息学院，浙江 杭州 310018；2. 新余学院 数学与计算机学院，江西 新余 338000）

随着通信技术的蓬勃发展，社会对射频微波技术人才的需求也与日俱增[1-3]。为培养这类人才，电子信息学科已将电磁场与微波技术作为必修课程。传输线理论是设计射频微波电路的基础，它与传统电路理论有着很大不同。传统电路理论分析的前提是电路的物理尺寸度远小于电波长，然而传输线的尺寸通常与电波长相近。因此，传输线是分布参数网络，这一特点使得传输线理论中有阻抗匹配的概念，这是设计射频微波电路的基础。但是阻抗匹配分析在教材中主要通过数学公式来表达，概念十分抽象，学生很难对传输线的阻抗匹配有一个直观的认识[4-6]。因此，针对传输线阻抗匹配的实验环节将有助于学生掌握阻抗的概念以及匹配网络设计方法。但是，由于射频微波电路的加工很难在学校实验室中完成，同时微波测量需要昂贵的实验设备且实验操作复杂，这类实验很难在日常教学中推广。值得庆幸的是随着电磁仿真技术的发展，商用电磁仿真软件已经能够精确地模拟射频微波实验[7]。采用虚拟仿真实验不仅能够达到仪器测量的效果，而且还可以展示传输线内部的场分布，给使用者一个直观的感受[8-9]。

因此，我们在阻抗匹配相关课程中引入教学实验，采用理论分析和电磁仿真实验相结合的授课模式。本实验利用电磁仿真软件CST，构建了一个包括传输线阻抗分析、匹配网络设计和微带线仿真验证的完整的实验过程。……