第一篇：北郵微波仿真實(shí)驗(yàn)1
微波仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告
學(xué) 院：電子工程學(xué)院 班 級(jí) 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 班內(nèi)序號(hào)：
微波仿真課作業(yè)1
1.了解ADS Schematic的使用和設(shè)置
2．在Schematic里，分別仿真理想電容20pF和理想電感5nH，仿真頻率為（1Hz-100GHz），觀察仿真結(jié)果，并分析原因。20pF理想電容
仿真圖
原因分析：史密斯原圖下半部分是容性，隨頻率增加，電容由開路點(diǎn)變到短路點(diǎn)，通高頻，阻低頻。5nH理想電感
仿真圖
原因分析：史密斯原圖上半部分是感性，隨頻率增加，電容由短路點(diǎn)變到開路點(diǎn)，阻高頻，通低頻。
3． Linecalc的使用
a)計(jì)算中心頻率1GHz時(shí)，F(xiàn)R4基片的50Ω微帶線的寬度
寬度為：2.9112mm b)計(jì)算中心頻率1GHz時(shí)，F(xiàn)R4基片的50Ω共面波導(dǎo)（CPW）的橫截面尺寸（中心信號(hào)線寬度與接地板之間的距離）
橫截面尺寸為：W=171.355mm，G=5mm，L=63.5mm
4．基于FR4基板，仿真一段特性阻抗為50Ω四分之一波長(zhǎng)開路CPW線的性能參數(shù)，中心工作頻率為1GHz。仿真頻段（500MHz-3GHz）,觀察Smith圓圖變化，分析原因。
仿真圖
仿真圖分析： 1、1GHz時(shí)，為四分之一波長(zhǎng)，開路阻抗變換后變?yōu)槎搪罚?GHz時(shí)為二分之一波長(zhǎng)，所以仍為開路；
2、由于損耗，因此反射系數(shù)變小，所以等反射系數(shù)圓的半徑也在變小。
5.基于FR4基板，仿真一段特性阻抗為50Ω四分之一波長(zhǎng)短路CPW線的性能參數(shù)，中心工作頻率為1GHz。仿真頻段（500MHz-3GHz）,觀察Smith圓圖變化，分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗，分析變化原因。
仿真圖
仿真圖分析： 1、1GHz時(shí)，為四分之一波長(zhǎng)，短路阻抗變換后變?yōu)殚_路，2GHz時(shí)為二分之一波長(zhǎng)，所以仍為短路；
2、由于損耗，因此反射系數(shù)變小，所以等反射系數(shù)圓的半徑也在變小。分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗： 500MHz:Z0*（0.003+j0.001）2GHz：Z0*（0.012-j0.005）
6.分別用理想傳輸線和在FR4基片上的微帶傳輸線，仿真一段特性阻抗為50Ω四分之一波長(zhǎng)開路線的性能參數(shù)，工作頻率為1GHz。仿真頻段（500MHz-3GHz）,觀察Smith圓圖變化，分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗，分析變化原因。
仿真圖
分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗： 微帶線
500MHz:Z0*（0.003-j0.992）2GHz：Z0*（32.830-j1.603）理想傳輸線
500MHz:Z0*（1.000E-10-j1.000）2GHz：Z0*（2.000E10-j2.000E5）
分析：因?yàn)橄鄬?duì)于理想傳輸線，微帶線有損耗產(chǎn)生誤差，反射系數(shù)一直變小。
擴(kuò)展仿真頻率（500MHz-50GHz），分析曲線變化原因。
分析：對(duì)于理想傳輸線，反射系數(shù)不變，而對(duì)于微帶線，由于存在損耗，反射系數(shù)會(huì)一直變小，因此其反射系數(shù)圓的半徑在一直變小。
7.分別用理想傳輸線和在FR4基片上的微帶傳輸線，仿真一段特性阻抗為50Ω四分之一波長(zhǎng)短路線的性能參數(shù)，工作頻率為1GHz。仿真頻段（500MHz-3GHz）,觀察Smith圓圖變化，分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗，分析變化原因。
仿真圖
分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗： 微帶線
500MHz:Z0*（0.009+j1.003）2GHz：Z0*（0.031+j0.002）理想傳輸線
500MHz:Z0*（5.551E-17+j1.000）2GHz：Z0*（8.284E-18-j1.000E-5）
分析：因?yàn)橄鄬?duì)于理想傳輸線，微帶線有損耗產(chǎn)生誤差，反射系數(shù)一直變小。
擴(kuò)展仿真頻率（500MHz-50GHz），分析曲線變化原因。
分析：對(duì)于理想傳輸線，反射系數(shù)不變，而對(duì)于微帶線，由于存在損耗，反射系數(shù)會(huì)一直變小，因此其反射系數(shù)圓的半徑在一直變小。
8.分別用理想傳輸線和在FR4基片上的微帶傳輸線，仿真一段特性阻抗為50Ω二分之一波長(zhǎng)開路線的性能參數(shù)，工作頻率為1GHz。仿真頻段（500MHz-3GHz）,觀察Smith圓圖變化，分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗，分析變化原因。
仿真圖
分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗： 微帶線
500MHz:Z0*（0.016+j0.006）2GHz：Z0*（16.430-j0.798）理想傳輸線
500MHz:Z0*（5.000E-11-j6.123E-17）2GHz：Z0*（2.000E10-j2.000E5）
分析：因?yàn)橄鄬?duì)于理想傳輸線，微帶線有損耗產(chǎn)生誤差，反射系數(shù)一直變小。擴(kuò)展仿真頻率（500MHz-50GHz），分析曲線變化原因。
分析：對(duì)于理想傳輸線，反射系數(shù)不變，而對(duì)于微帶線，由于存在損耗，反射系數(shù)會(huì)一直變小，因此其反射系數(shù)圓的半徑在一直變小。
9.分別用理想傳輸線和在FR4基片上的微帶傳輸線，仿真一段特性阻抗為50Ω二分之一波長(zhǎng)短路線的性能參數(shù)，工作頻率為1GHz。仿真頻段（500MHz-3GHz）,觀察Smith圓圖變化，分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗，分析變化原因。
仿真圖
分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗： 微帶線
500MHz:Z0*（55.044-j19.301）2GHz：Z0*（0.061+j0.004）理想傳輸線
500MHz:Z0*（-1.000+j1.633E16）2GHz：Z0*（8.284E-18-j1.000E-5）
分析：因?yàn)橄鄬?duì)于理想傳輸線，微帶線有損耗產(chǎn)生誤差，反射系數(shù)一直變小。
擴(kuò)展仿真頻率（500MHz-50GHz），分析曲線變化原因。
分析：對(duì)于理想傳輸線，反射系數(shù)不變，而對(duì)于微帶線，由于存在損耗，反射系數(shù)會(huì)一直變小，因此其反射系數(shù)圓的半徑在一直變小。微波測(cè)量實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的幾個(gè)史密斯圓圖 四分之一開路微帶線
四分之一短路微帶線
二分之一開路微帶線
二分之一短路微帶線
微波仿真課作業(yè)2
1． 用一段理想四分之一波長(zhǎng)阻抗變換器匹配10歐姆到50歐姆，仿真S參數(shù)，給出-20dB帶寬特性，工作頻率為1GHz。計(jì)算得，22.36歐姆
仿真S參數(shù)
計(jì)算分析：由圖計(jì)算-20dB帶寬為 1071-929=142MHz;且如仿真圖所示，在1GHz處回波損耗最低，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。2． 用一段FR4基片上四分之一波長(zhǎng)阻抗變換器匹配10歐姆到50歐姆，仿真S參數(shù)，給出-20dB帶寬特性，工作頻率為1GHz，比較分析題1和題2的結(jié)果。
仿真S參數(shù)
由圖計(jì)算-20dB帶寬為1065-921=144MHz。
比較分析題1和題2的結(jié)果
分析，微帶線與理想傳輸線之間有一定的誤差：
1、如圖所示可以看出微帶線情況下，回波損耗最低點(diǎn)稍微偏離1GHz；
2、-20dB帶寬為144MHz大于理想傳輸線時(shí)的142MHz； 3、1GHz阻抗匹配時(shí)，微帶線時(shí)的回波損耗大于理想傳輸線。
3． 設(shè)計(jì)一個(gè)3節(jié)二項(xiàng)式匹配變換器，用于匹配10歐姆到50歐姆的傳輸線，中心頻率是1GHz，該電路在FR4基片上用微帶線實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)這個(gè)匹配變換器并計(jì)算
?m?0.1的帶寬，給出回波損耗和插入損耗與頻率的關(guān)系曲線，比較分析題2和題3的結(jié)果。
根據(jù)所學(xué)的理論知識(shí)，先依題意算出三節(jié)匹配微帶線的阻抗值,然后通過(guò)LineCalc計(jì)算出相應(yīng)微帶線的長(zhǎng)和寬，修改電路圖中MLIN的相關(guān)參數(shù)。
Z1=40.89Ω W=4.198480mm L=40.404500mm Z2=22.36Ω W=9.620970mm L=38.833700mm Z3=12.23Ω W=19.83080mm L=37.648400mm
插入損耗
?m?0.1的帶寬，即為-20dB帶寬，由圖計(jì)算得1325-680=645MHz；
比較分析題2和題3的結(jié)果，3節(jié)二項(xiàng)式匹配變換器匹配誤差更大：
1、如圖所示可以看出3節(jié)二項(xiàng)式匹配變換器匹配時(shí)回波損耗最低點(diǎn)明顯偏離1GHz；
2、-20dB帶寬為645MHz大于微帶線情況；
3、但1GHz阻抗匹配時(shí)，3節(jié)二項(xiàng)式匹配變換器時(shí)的回波損耗小于微帶線情況。
4． 題3中，若用3節(jié)切比雪夫匹配變換器實(shí)現(xiàn)，比較同樣情況下的帶寬，回波損耗和插入損耗與頻率的關(guān)系曲線，比較分析題3和題4結(jié)果。
根據(jù)所學(xué)的知識(shí)可以計(jì)算出切比雪夫變換器匹配的三個(gè)微帶線的阻抗，然后通過(guò)LineCalc計(jì)算出相應(yīng)微帶線的長(zhǎng)和寬，修改電路圖中MLIN的相關(guān)參數(shù)。Z1=35.94Ω
W=4.948710mm L=40.0910mm Z2=22.11Ω
W=9.6519mm L=38.8278mm Z3=13.55Ω
W=17.57710mm L=37.8241mm
仿真圖
插入損耗
?m?0.1的帶寬，即為-20dB帶寬，由圖計(jì)算得1485-534=951MHz；
比較分析題3和題4的結(jié)果，即二項(xiàng)式匹配變換器與切比雪夫匹配變換器：
1、切比雪夫匹配變換器的帶寬顯著增加；
2、切比雪夫匹配變換器回波損耗具有等波紋特性；
3、兩者的插入損耗差別不明顯。
5． 對(duì)于一個(gè)負(fù)載阻抗ZL=60-j80歐姆，利用Smith Chart Utility功能，分別設(shè)計(jì)并聯(lián)短路單枝節(jié)和并聯(lián)開路單枝節(jié)匹配，并將Smith Chart Utility給出的匹配結(jié)果在Schematic中仿真，給出1-3GHz的回波損耗與頻率的關(guān)系曲線，并給出?m?0.1的帶寬。并聯(lián)短路單枝節(jié)
計(jì)算并聯(lián)短路單枝節(jié)-20dB帶寬：1053-952=101MHz
并聯(lián)開路單枝節(jié)
計(jì)算并聯(lián)開路單枝節(jié)-20dB帶寬：1023-975=48MHz
6． 并聯(lián)雙枝節(jié)匹配電路，并聯(lián)雙枝節(jié)為開路，枝節(jié)之間相距λ/8，中心工作頻率為2GHz,利用理想傳輸線，給出1-3GHz的回波損耗與頻率的關(guān)系曲線，并給出?m?0.1的帶寬。并聯(lián)雙枝節(jié), 枝節(jié)之間相距λ/8，中心工作頻率為2GHz
仿真
如圖在2GHz匹配
計(jì)算-20dB帶寬：2012-1988=24MHz
第二篇：微波天線仿真設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
基于HFSS的微帶天線仿真設(shè)計(jì) 1 概述
目前，在許多應(yīng)用場(chǎng)合（如移動(dòng)通信手機(jī)中）都需要體積小、重量輕的小型接收天線。微帶貼片天線代表一系列的小型天線，以其剖面低、重量輕的優(yōu)點(diǎn)而成為人們的首選。通過(guò)采用簡(jiǎn)單明了的傳輸線模型，建立微帶線嵌入饋電貼片天線的精確模型并對(duì)之進(jìn)行分析已成為可能。另外，通過(guò)應(yīng)用曲線擬合公式，也可以確定50Ohm輸入阻抗所需的精確嵌入長(zhǎng)度。饋電機(jī)制在微帶貼片天線設(shè)計(jì)中扮演了重要角色。微帶天線可以由同軸探針或嵌入的微帶線來(lái)饋電，同軸探針饋電在有源天線應(yīng)用中具有優(yōu)勢(shì)，而微帶線饋電則是適合于開發(fā)高增益微帶陣列天線。
在一個(gè)薄的介質(zhì)基板上，一面覆上金屬薄層作為接地板，另一面采用刻蝕地方法做出各種形狀的貼片，利用微帶或者同軸對(duì)貼片進(jìn)行饋電，這就是最基本的微帶貼片天線。它在導(dǎo)體貼片和接地板之間激勵(lì)起電磁場(chǎng)，并通過(guò)貼片與接地板的縫隙向外輻射。
天線分析的基礎(chǔ)問(wèn)題是求解天線周圍空間建立的電磁場(chǎng)，進(jìn)而得出方向圖增益和輸入阻抗等特性指標(biāo)。如下圖1，圖2所示。
圖1 矩形微帶天線開路段電場(chǎng)結(jié)構(gòu)
圖2 場(chǎng)分布側(cè)面圖 天線基礎(chǔ)
天線的性能直接影響著整個(gè)無(wú)線通信的性能，一般來(lái)說(shuō)，表征天線性能的主要參數(shù)有方向特性、增益、輸入阻抗、駐波比、極化特性等。
2.1 天線的極化方式
所謂天線的極化，就是指天線輻射時(shí)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。根據(jù)極化方向可分為垂直極化波和水平極化波。
(1)水平極化波：當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行于地面形成的波。由于電波的特性，決定了水平極化傳播的信號(hào)在貼近地面時(shí)會(huì)在大地表面產(chǎn)生極化電流，極化電流因受大地阻抗影響產(chǎn)生熱能而使電場(chǎng)信號(hào)迅速衰減。
(2)垂直極化波：當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直于地面形成的波。垂直極化方式則不易產(chǎn)生極化電流，從而避免了能量的大幅衰減，保證了信號(hào)的有效傳播。
2.2 天線的增益
天線增益是用來(lái)衡量天線朝一個(gè)特定方向收發(fā)信號(hào)的能力，它是選擇基站天線最重要的參數(shù)之一。
一般來(lái)說(shuō)，增益的提高主要依靠減小垂直面向輻射的波瓣寬度，而在水平面上保持全向的輻射性能。表征天線增益的參數(shù)有dBd和dBi。DBi是相對(duì)于點(diǎn)源天線的增益，在各方向的輻射是均勻的；dBd相對(duì)于對(duì)稱陣子天線的增益dBi=dBd+2.15。相同的條件下，增益越高，電波傳播的距離越遠(yuǎn)。一般地，GSM定向基站的天線增益為18dBi，全向的為11dBi。
2.3 天線的阻抗
天線的輸入阻抗是天線饋電端輸入電壓與輸入電流的比值。天線與饋線的連接，最佳情形是天線輸入阻抗是純電阻且等于饋線的特性阻抗，這時(shí)饋線終端沒(méi)有功率反射，饋線上沒(méi)有駐波，天線的輸入阻抗隨頻率的變化比較平緩。
天線的匹配工作就是消除天線輸入阻抗中的電抗分量，使電阻分量盡可能地接近饋線的特性阻抗。匹配的優(yōu)劣一般用四個(gè)參數(shù)來(lái)衡量即反射系數(shù)，行波系數(shù)，駐波比和回波損耗。
駐波比：它是行波系數(shù)的倒數(shù)，其值在1到無(wú)窮大之間。駐波比為1，表示完全匹配；駐波比為無(wú)窮大表示全反射，完全失配。
回波損耗：它是反射系數(shù)絕對(duì)值的倒數(shù)，以分貝值表示?；夭〒p耗的值在0dB的到無(wú)窮大之間，回波損耗越大表示匹配越差，回波損耗越大表示匹配越好。0表示全反射，無(wú)窮大表示完全匹配。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，一般要求回波損耗大于14dB。
2.4 天線的波瓣寬度
波瓣寬度是指天線的輻射圖中低于峰值3dB處所成夾角的寬度（天線的輻射圖是度量天線各個(gè)方向收發(fā)信號(hào)能力的一個(gè)指標(biāo)，通常以圖形方式表示為功率強(qiáng)度與夾角的關(guān)系）。
(1)垂直波瓣寬度：一般與該天線所對(duì)應(yīng)方向上的覆蓋半徑有關(guān)。因此，一定范圍內(nèi)通過(guò)對(duì)天線垂直度（俯仰角）的調(diào)節(jié)，可以達(dá)到改善小區(qū)覆蓋質(zhì) 量的目的。
(2)水平波瓣寬度：水平平面的半功率角（H－Plane Half Power beamwidth）45°,60°,90°等)定義了天線水平平面的波束寬度。角度越大,在扇區(qū)交界處的覆蓋越好，但當(dāng)提高天線傾角時(shí)，也越容易發(fā)生波束畸變,形成越區(qū)覆蓋。角度越小，在扇區(qū)交界處覆蓋越差。
3矩形貼片的設(shè)計(jì)
矩形貼片是微帶貼片天線最基本的模型，本設(shè)計(jì)就是基于微帶貼片天線基礎(chǔ)理論以及熟練掌握HFSS10仿真軟件基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一個(gè)矩形貼片，其工作頻率在2.45GHz，并分析其遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)輻射特性以及S曲線，3.1 設(shè)計(jì)目的
(1)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)微帶天線的設(shè)計(jì)方法；
(2)掌握矩形貼片的設(shè)計(jì)方法及其遠(yuǎn)區(qū)輻射場(chǎng)的特性以及S曲線；(3)掌握HFSS10仿真軟件的使用。
3.2 矩形微帶貼片天線的輻射原理
如圖3所示，用傳輸線模分析法介紹它的輻射原理。
設(shè)輻射元的長(zhǎng)為L(zhǎng)，寬為ω，介質(zhì)基片的厚度為h?，F(xiàn)將輻射元、介質(zhì)基 片和接地板視為一段長(zhǎng)為L(zhǎng)的微帶傳輸線，在傳輸線的兩端斷開形成開路，根據(jù)微帶傳輸線的理論，由于基片厚度h<<λ，場(chǎng)沿h方向均勻分布。在最
簡(jiǎn)單的情況下，場(chǎng)沿寬度ω方向也沒(méi)有變化，而僅在長(zhǎng)度方向（L≈λ/2)有變化。
在開路兩端的電場(chǎng)均可以分解為相對(duì)于接地板的垂直分量和水平分量，兩垂直分量方向相反，水平分量方向相同，因而在垂直于接地板的方向，兩水平分量電場(chǎng)所產(chǎn)生的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)同向疊加，而兩垂直分量所產(chǎn)生的場(chǎng)反相相消。因此，兩開路端的水平分量可以等效為無(wú)限大平面上同相激勵(lì)的兩個(gè)縫隙，縫的電場(chǎng)方向與長(zhǎng)邊垂直，并沿長(zhǎng)邊ω均勻分布。縫的寬度△L≈h，長(zhǎng)度為ω，兩縫間距為L(zhǎng)≈λ/2。這就是說(shuō)，微帶天線的輻射可以等效為有兩個(gè)縫隙所組成的二元陣列。
圖3 矩形貼片天線示意圖
3.3 矩形貼片天線的仿真設(shè)計(jì)
1．建立新的工程 2．設(shè)置求解類型 3.設(shè)置模型單位
4．創(chuàng)建微帶天線模型
(1)創(chuàng)建地板GroundPlane。尺寸為90mm*90mm，并設(shè)置理想金屬邊界。
(2)建立介質(zhì)基片。尺寸為45mm*45mm*5mm。將材料設(shè)置為Rogers R04003。(3)建立貼片Patch。尺寸為：32mm*32mm，并設(shè)置理想金屬邊界。
(4)創(chuàng)建切角。首先在坐標(biāo)原點(diǎn)處創(chuàng)建三角形，然后將其移動(dòng)到方形貼片的頂點(diǎn)處。輸入點(diǎn)的坐標(biāo)：X：0，Y：0，Z：5；X：5，Y：0，Z：5； X：0，Y：5，Z：5；X：0，Y：0，Z：5。通過(guò)旋轉(zhuǎn)180度創(chuàng)建另一個(gè)切角。(5)用Patch將切角減去。(6)創(chuàng)建探針Pin。圓柱中心點(diǎn)的坐標(biāo)：X：0，Y：8，Z：0；輸入圓柱半徑：dX：0, dY：0.5，dZ：0；輸入圓柱的高度： dX：0，dY：0，dZ：5。材料設(shè)置為pec。
(7)創(chuàng)建端口面Port。圓心點(diǎn)的坐標(biāo)：X：0，Y：8，Z：0，半徑為：dX：0，dY：1.5，dZ：0。
(8)用GroundPlane 將Port減去。
5.創(chuàng)建輻射邊界
創(chuàng)建Air，尺寸為：160mm*160mm*70mm。輻射邊界命名為Rad1。
6．設(shè)置端口激勵(lì)
端口命名為p1。在Modes 標(biāo)簽中的Integration line zhong點(diǎn)擊None，選擇New Line，在坐標(biāo)欄中輸入：X：0，Y：9.5，Z：0；dX：0，dY：-1，dZ：0，按回車鍵，點(diǎn)擊Next按鈕直至結(jié)束。
7．求解設(shè)置
為該問(wèn)題設(shè)置求解頻率及掃頻范圍
(1)設(shè)置求解頻率。設(shè)置窗口：Solution Frequency ：2.45GHz；Maximun Number of Passes：15；Maximun Delta S per Pass ：0.02。
(2)設(shè)置掃頻。掃頻窗口中做以下設(shè)置：Sweep Type：Fast；Frequency Setup Type：Linear Count；Start :2.0GHz；Stop：3.0GHz；Count：400；將Save Field復(fù)選框選中。8.設(shè)置無(wú)限大球面
在菜單欄中點(diǎn)擊HFSS>Radiation>Insert Far Field Setup>Infinite Sphere。在Infinite Sphere標(biāo)簽中做以下設(shè)置：Phi：Start：0 deg，Stop：180deg，Step：90 deg；Theta：Start：0 deg，Stop：360 deg，Step：10 deg。
9.確認(rèn)設(shè)計(jì) 10.保存并求解工程 11 后處理操作
(1)S參數(shù)（反射系數(shù)）。
繪制該問(wèn)題的反射系數(shù)曲線，該問(wèn)題為單端口問(wèn)題，因此反射系數(shù)是s11。點(diǎn)擊菜單欄HFSS>Result>Create Report。選擇：Report Type：Modal S Parameters ；Display Type：Rectangle。Trace窗口：Solution：Setup1:Sweep1； Domain：Sweep 點(diǎn)擊Y標(biāo)簽，選擇：Category：S parameter；Quantity：S（p1，p1）；Function：dB，然后點(diǎn)擊Add Trace按鈕。點(diǎn)擊Done按鈕完成 操作，繪制出反射系數(shù)曲線。
(2)2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖。
在菜單欄點(diǎn)擊HFSS>Result >Create Report。選擇：Report Type：Far Fields；Display Type：Radiation Pattern。Trace 窗口：Solution：Setup1：LastAdptive；Geometry：ff_2d。在Sweep標(biāo)簽中，在Name這一列中點(diǎn)擊第一個(gè)變量Phi，在下拉菜單中選擇The。點(diǎn)擊Mag標(biāo)簽，選擇：Category ：Gain；Quantity：GainTotal；Function：dB,點(diǎn)擊Add Trace按鈕。最后點(diǎn)擊Done，繪制出方向圖。結(jié)果分析
4.1 對(duì)探針位置的探討
地板長(zhǎng)、寬、高分別為： dX：90，dY：90，dZ：0。
介質(zhì)基片長(zhǎng)、寬、高：dX：45，dY：45，dZ：5；材料為Rogers R04003。貼片Patch長(zhǎng)、寬、高： dX：32，dY：32，dZ：0。
4.1.1探針在Y軸
探針中心點(diǎn)的坐標(biāo)：X：0，Y：8，Z：0；半徑：dX：0, dY：0.5，dZ：0；高度：dX：0，dY：0，dZ：5；材料設(shè)置為pec。模型如圖4所示：
圖4 矩形貼片天線3D模型(探針在Y軸)
(1)反射系數(shù)曲線
在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制反射系數(shù)曲線，如圖5所示。
圖5 反射系數(shù)圖（Y軸）
(2)2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖
在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖，如圖6所示。
圖6 2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖（Y軸）分析： 當(dāng)探針在Y軸上時(shí)，回波損耗在13.8dB左右，工作頻帶在2.35GHz-2.47 GHz。
由遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖可看出，有一個(gè)小的背瓣。頻點(diǎn)在2.42 GHz左右，不在2.45 GHz，因此需要進(jìn)行優(yōu)化。
4.1.2 探針位置在X軸上
探針中心點(diǎn)的坐標(biāo)：X：8，Y：0，Z：0；半徑：dX：0.5, dY：0，dZ：0；高度：dX：0，dY：0，dZ：5；材料設(shè)置為pec。模型如圖7所示：
圖7 矩形貼片天線3D模型(探針在X軸)
(1)反射系數(shù)曲線
在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制反射系數(shù)曲線，如圖8所示。
圖8 反射系數(shù)圖（X軸）
(2)2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖
在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖，如圖9所示。
圖9 2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖（X軸）
分析：當(dāng)探針在X軸上時(shí)，回波損耗也在13.8dB左右，工作頻帶在2.37GHz-2.48 GHz。
由遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖可看出，有一個(gè)小的背瓣。頻點(diǎn)在2.43 GHz左右，不在2.45 GHz.說(shuō)明此位置仍不是最佳位置。
4.1.3 探針在對(duì)角線位置上 探針中心點(diǎn)的坐標(biāo)：X：-4.2，Y：4.2，Z：0；半徑：dX：0.5, dY：0，dZ：0；高度：dX：0，dY：0，dZ：5；材料設(shè)置為pec。模型如圖10所示：
圖10 矩形貼片天線3D模型(探針在對(duì)角線軸)(1)反射系數(shù)曲線
在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制反射系數(shù)曲線，如圖11所示。
圖11 反射系數(shù)圖（對(duì)角線）
(2)2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖
在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖，如圖12所示。
圖12 2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖（對(duì)角線上）
分析：當(dāng)探針在對(duì)角線上時(shí)，回波損耗為-29dB，頻點(diǎn)恰好在2.45GHz，工作頻帶在2.43GHz-2.47GHz工作特性很好，可知工作頻帶很窄。由遠(yuǎn)場(chǎng)圖可知，此位置仍有一個(gè)小的背瓣。
因此，探針在這個(gè)工作特性很好，但工作帶寬有點(diǎn)窄。探針中心點(diǎn)的坐標(biāo)：X：8，Y：8，Z：0；半徑：dX：0.5, dY：0，dZ：0； 高度：dX：0，dY：0，dZ：5；材料設(shè)置為pec。模型如圖13所示：
圖13 矩形貼片天線3D模型(探針在對(duì)角線軸)
(1)反射系數(shù)曲線
在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制反射系數(shù)曲線，如圖14所示。
圖14 反射系數(shù)圖（對(duì)角線）
(2)2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖
在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖，如圖15所示。
圖15 2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖（對(duì)角線上）
分析： 當(dāng)將探針設(shè)置在此位置時(shí)，回波損耗在-14.3dB左右，頻帶寬度在2.40 GHz-2.49GHz,頻點(diǎn)正好在2.45GHz。
由遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖可知，在此位置有一個(gè)小的背瓣。
探針在這個(gè)位置工作特性很好，工作頻帶也較寬。此外還可知在對(duì)角線上越靠近中心，天線性能越好。
4.2 改變貼片尺寸
地板長(zhǎng)、寬、高分別為： dX：90，dY：90，dZ：0。
介質(zhì)基片長(zhǎng)、寬、高：dX：45，dY：45，dZ：5；材料為Rogers R04003。貼片Patch長(zhǎng)、寬、高： dX：31.7，dY：31.7，dZ：0。
探針中心點(diǎn)的坐標(biāo)：X：8，Y：0，Z：0；半徑：dX：0.5, dY：0，dZ：0；高度：dX：0，dY：0，dZ：5；材料設(shè)置為pec。模型如圖16所示。
圖16 矩形貼片天線3D模型(貼片尺寸改變)(1)反射系數(shù)曲線
仍在上述所設(shè)求解頻率和掃頻的條件下，繪制反射系數(shù)曲線，如圖17所示。
圖17 反射系數(shù)曲線（貼片尺寸改變）
(2)2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖
在如上所述的求解頻率和掃頻的條件下，繪制2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖，如圖18所示。
圖18 2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖（貼片尺寸改變）
分析： 當(dāng)其他條件不變，改變貼片尺寸（由32mm*32mm改為31.7mm*31.7mm）時(shí)，回波損耗在-12.5dB左右，頻帶寬度在2.39 GHz-2.50GHz,頻點(diǎn)正好在2.45GHz。
由遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖可知，在此位置仍有一個(gè)小的背瓣。探針在這個(gè)位置（X軸）工作特性不錯(cuò)，工作頻帶也較寬。
4.3 改變探針半徑
在4.2的基礎(chǔ)上，將探針半徑改為0.4mm，其他條件不變，則所形成的反射系數(shù)圖和2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖如圖19，圖20所示。
圖 19 反射系數(shù)圖曲線（探針半徑0.4mm）
圖20 2D輻射遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖(探針半徑0.4mm)分析：① 在上一步的基礎(chǔ)上，改變探針半徑（由0.5mm改為0.4mm）時(shí)，回波損耗在-14.1dB左右，頻帶寬度在2.40 GHz-2.52GHz,頻點(diǎn)正好在2.46GHz。
② 由遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖可知，在此位置仍有一個(gè)小的背瓣。
③ 此時(shí)，探針不在工作頻點(diǎn)，可知探針半徑太小，但由上研究可知，半 徑在稍微改大一點(diǎn)應(yīng)該可以使探針工作在2.45 GHz（這個(gè)問(wèn)題由于時(shí)間問(wèn)題沒(méi)研究）。
總結(jié)：
① 當(dāng)頻率低于工作頻點(diǎn)時(shí)，優(yōu)化天線的措施有：改變探針位置、探針半徑、貼片尺寸等，均可以使其工作在頻點(diǎn)（如2.45GHz）。
② 對(duì)于矩形貼片可知：當(dāng)探針在坐標(biāo)軸上時(shí)，天線性能不是很理想；當(dāng)在對(duì)角線上時(shí)，天線的性能較理想，工作頻帶較在坐標(biāo)軸的位置要窄，而且探針在對(duì)角線上靠近中心的位置上，天線的性能更好。
③ 當(dāng)改變探針半徑時(shí)，半徑減小，工作頻率變大。通過(guò)調(diào)整可以使貼片工作在頻點(diǎn)。設(shè)計(jì)體會(huì)
微波課設(shè)在短短的幾天時(shí)間里完成了。首先非常感謝老師以及各位學(xué)長(zhǎng)的幫助和指導(dǎo)。
由于老師已經(jīng)在指導(dǎo)書上列出了很詳細(xì)的操作步驟，設(shè)計(jì)思路都體現(xiàn)在里面，因此這次課設(shè)上手還是很快的。這使我們能夠很快的把握住設(shè)計(jì)思路，進(jìn)一步學(xué)會(huì)如何利用HFSS10這款軟件設(shè)計(jì)微帶天，并通過(guò)所形成的遠(yuǎn)區(qū)輻射場(chǎng)圖和S曲線分析矩形微帶天線的特性。學(xué)習(xí)將基礎(chǔ)的理論知識(shí)應(yīng)用到微帶天線的實(shí)際設(shè)計(jì)中。做完之后再回頭想一下，按照公式計(jì)算出來(lái)的矩形天線的參數(shù)運(yùn)用到實(shí)際時(shí)，并不能使天線達(dá)到理想的輻射狀態(tài)。這可能是由于一些共識(shí)的近似表示以及實(shí)際天線所處環(huán)境等因素造成。由此可知，在具體設(shè)計(jì)微帶天線時(shí)要根據(jù)實(shí)際的情況對(duì)天線進(jìn)行優(yōu)化處理，使其達(dá)到理想輻射特點(diǎn)。當(dāng)然在做實(shí)驗(yàn)時(shí)并不是特別順利，所幸的是，在老師和幾位學(xué)長(zhǎng)的幫助指導(dǎo)下解決了，并從中學(xué)到很多東西。
此外，在這次課設(shè)中同學(xué)間的配合也是相當(dāng)重要的。每個(gè)學(xué)生對(duì)老師課堂所講的內(nèi)容的接收程度不同。只有同學(xué)間的相互配合，提出問(wèn)題，然后討論最后解決，才能使課設(shè)結(jié)果達(dá)到更好的效果。參考文獻(xiàn)
《微波天線與技術(shù)》 西安電子科技大學(xué)出版社 劉學(xué)觀 郭輝萍 編著。
第三篇：北郵操作系統(tǒng)第二次實(shí)驗(yàn)[模版]
北京郵電大學(xué)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
班號(hào)：2011211314姓名：oneseven學(xué)號(hào)：
實(shí)驗(yàn)日期： 2013.12.16 實(shí)驗(yàn)名稱： 操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
通過(guò)模擬實(shí)現(xiàn)內(nèi)存分配的伙伴算法和請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理的幾種基本頁(yè)面置換算法，了解存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)。掌握虛擬存儲(chǔ)請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中幾種基本頁(yè)面置換算法的基本思想和實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并比較它們的效率。
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.實(shí)現(xiàn)一個(gè)內(nèi)存管理的伙伴算法，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存塊申請(qǐng)時(shí)的分配和釋放后的回收。
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
用隨機(jī)函數(shù)仿真進(jìn)程進(jìn)行內(nèi)存申請(qǐng)，并且以較為隨機(jī)的次序進(jìn)行釋放。對(duì)其碎片進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)申請(qǐng)分配內(nèi)存失敗時(shí)區(qū)分實(shí)際空間不足和由于碎片而不能滿足。
2.設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬存儲(chǔ)區(qū)和內(nèi)存工作區(qū)，并使用下述算法計(jì)算訪問(wèn)命中率。
1)最佳置換算法（Optimal）
2)先進(jìn)先出法（Fisrt In First Out）
3)最近最久未使用（Least Recently Used）4)最不經(jīng)常使用法（Least Frequently Used）
其中，命中率＝１－頁(yè)面失效次數(shù)／頁(yè)地址流長(zhǎng)度。試對(duì)上述算法的性能加以較各：頁(yè)面?zhèn)€數(shù)和命中率間的關(guān)系；同樣情況下的命中率比較。
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
本實(shí)驗(yàn)中主要的流程：首先用srand()和rand()函數(shù)定義和產(chǎn)生指令序列，然后將指令序列變換成相應(yīng)的頁(yè)地址流，并針對(duì)不同的算法計(jì)算出相應(yīng)的命中率。
實(shí)驗(yàn)可先從一個(gè)具體的例子出發(fā)。
(1)通過(guò)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生一個(gè)指令序列，共2048條指令。指令的地址按下述原則生成： A：50%的指令是順序執(zhí)行的
B：25%的指令是均勻分布在前地址部分 C：25%的指令是均勻分布在后地址部分 具體的實(shí)施方法是：
A：在[0，1023]的指令地址之間隨機(jī)選取一起點(diǎn)m B：順序執(zhí)行一條指令，即執(zhí)行地址為m+1的指令
C：在前地址[0,m+1]中隨機(jī)選取一條指令并執(zhí)行，該指令的地址為m’ D：順序執(zhí)行一條指令，其地址為m’+1 E：在后地址[m’+2，2047]中隨機(jī)選取一條指令并執(zhí)行 F：重復(fù)步驟A-E，直到2048次指令(2)將指令序列變換為頁(yè)地址流 設(shè)：頁(yè)面大小為4K；
用戶內(nèi)存容量4頁(yè)到32頁(yè)； 用戶虛存容量為32K。
在用戶虛存中，按每K存放64條指令排列虛存地址，即2048條指令在虛存中的存放方式為：
第 0 條-第 63 條指令為第0頁(yè)（對(duì)應(yīng)虛存地址為[0，63]）第64條-第127條指令為第1頁(yè)（對(duì)應(yīng)虛存地址為[64，127]）
………………………………
－1－ 第1984條-第2047條指令為第31頁(yè)（對(duì)應(yīng)虛存地址為[1984，2047]）按以上方式，用戶指令可組成32頁(yè)。
以此為基礎(chǔ)，給出較為一般的情形：仿真內(nèi)存容量和虛存容量參數(shù)變化時(shí)的情形。
3.實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的slab分配器：
其基本思想是：一次向內(nèi)核獲取整數(shù)頁(yè)，slab根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大小進(jìn)行劃分為一個(gè)個(gè)小的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)需要時(shí)直接從該鏈表上摘取一個(gè)返回應(yīng)用程序，當(dāng)應(yīng)用程序釋放時(shí)，而非真正釋放，只需要該空間放回到鏈表中，當(dāng)分散的一頁(yè)多塊又聚集一頁(yè)時(shí)，又會(huì)拼成一頁(yè)，同時(shí)判斷slab空閑的頁(yè)數(shù)，如果空閑頁(yè)超過(guò)一定的頁(yè)數(shù)，就會(huì)向系統(tǒng)釋放一定的頁(yè)數(shù)。一個(gè)slab分配器只能管理一個(gè)指定大小的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分配。
三、項(xiàng)目要求及分析
3.1實(shí)現(xiàn)一個(gè)內(nèi)存管理的伙伴算法，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存塊申請(qǐng)時(shí)的分配和釋放后的回收。假設(shè)系統(tǒng)的可利用內(nèi)存空間容量為2m個(gè)字(地址從0到2m-1)，則在開始運(yùn)行時(shí)，整個(gè)內(nèi)存區(qū)是一個(gè)大小為2m的空閑塊，在運(yùn)行了一段時(shí)間之后，被分隔成若干占用塊和空閑塊。為了在分配時(shí)查找方便起見，我們將所有大小相同的空閑塊建于一張子表中。每個(gè)子表是一個(gè)雙重鏈表，這樣的鏈表可能有m+1個(gè)，將這m+1個(gè)表頭指針用向量結(jié)構(gòu)組織成一個(gè)表，這就是伙伴系統(tǒng)中的可利用空間表，如圖所示：
分配算法：
當(dāng)用戶提出大小為n的內(nèi)存請(qǐng)求時(shí)，首先在可利用表上尋找結(jié)點(diǎn)大小與n相匹配的子表，若此子表非空，則將子表中任意一個(gè)結(jié)點(diǎn)分配之即可；若此子表為空，則需從結(jié)點(diǎn)更大的非空子表中去查找，直至找到一個(gè)空閑塊，則將其中一部分分配給用戶，而將剩余部分插入相應(yīng)的子表中。
若2k-1 < n ≤ 2k-1，又第k+1個(gè)子表不空，則只要?jiǎng)h除此鏈表中第一個(gè)結(jié)點(diǎn)并分配給用戶即可；若 2k-2 < n ≤ 2k-1-1，此時(shí)由于結(jié)點(diǎn)大小為2k-1 的子表為空，則需從結(jié)點(diǎn)大小為2k 的子表中取出一塊，將其中一半分配給用戶，剩余的一半作為一個(gè)新結(jié)點(diǎn)插入在結(jié)點(diǎn)大小為2k-1的子表中，若2k-i-1 < n ≤ 2k-i-1(i為小于是的整數(shù))，并且所有結(jié)點(diǎn)小于2k的子表均為空，則同樣需從結(jié)點(diǎn)大小為2k的子表中取出一塊，將其中2k-i的一小部分分配給用戶，剩余部分分割成若干個(gè)結(jié)點(diǎn)分別插入在結(jié)點(diǎn)大小為2k-1、2k-
2、…、2k-i的子表中?；厥账惴ǎ?/p>
在用戶釋放不再使用的占用塊時(shí)，系統(tǒng)需將這新的空閑塊插入到可利用空間表中去。這里，同樣有一個(gè)地址相鄰的空閑塊歸并成大塊的問(wèn)題。但是在伙伴系統(tǒng)中僅考慮互為“伙伴”的兩個(gè)空閑塊的歸并。
何謂“伙伴”?如前所述，在分配時(shí)經(jīng)常需要將一個(gè)大的空閑塊分裂成兩個(gè)大小相等的存
－2－ 儲(chǔ)區(qū)，這兩個(gè)由同一大塊分裂出來(lái)的小塊就稱之“互為伙伴”。例如：假設(shè)p為大小為pow(2,k)的空閑塊的初始地址，且p MOD pow(2,k+1)=0，則初始地址為p和p+pow(2,k)的兩個(gè)空閑塊互為伙伴。在伙伴系統(tǒng)中回收空閑塊時(shí)，只當(dāng)其伙伴為空閑塊時(shí)才歸并成大塊。也就是說(shuō)，若有兩個(gè)空閑塊，即使大小相同且地址相鄰，但不是由同一大塊分裂出來(lái)的，也不歸并在一起。
由此，在回收空閑塊時(shí)，應(yīng)首先判別其伙伴是否為空閑塊，若否，則只要將釋放的空閑塊簡(jiǎn)單插入在相應(yīng)子表中即可；若是，則需在相應(yīng)子表中找到其伙伴并刪除之，然后再判別合并后的空閑塊的伙伴是否是空閑塊。依此重復(fù)，直到歸并所得空閑塊的伙伴不是空閑塊時(shí)，再插入到相應(yīng)的子表中去。
3.2.設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬存儲(chǔ)區(qū)和內(nèi)存工作區(qū)，并使用下述算法計(jì)算訪問(wèn)命中率。
頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)的一個(gè)難點(diǎn)是設(shè)計(jì)頁(yè)面調(diào)度（置換）算法，即將新頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存時(shí)，如果內(nèi)存中所有的物理頁(yè)都已經(jīng)分配出去，就要按某種策略來(lái)廢棄某個(gè)頁(yè)面，將其所占據(jù)的物理頁(yè)釋放出來(lái)，供新頁(yè)面使用。頁(yè)面替換算法主要用于如下幾個(gè)地方：
(1)虛擬存儲(chǔ)器中，主存頁(yè)面（或程序段）的替換。
(2)Cache中的塊替換。
(3)虛擬存儲(chǔ)器的快慢表中，快表的替換。
(4)虛擬存儲(chǔ)器中，用戶基地址寄存器的替換。
在虛擬存儲(chǔ)器中常用的頁(yè)面替換算法有如下幾種：
(1)最優(yōu)替換算法，即OPT算法（OPTimal replacement algorithm）。上面介紹的幾種頁(yè)面替換算法主要是以主存儲(chǔ)器中頁(yè)面調(diào)度情況的歷史信息為依據(jù)的，它假設(shè)將來(lái)主存儲(chǔ)器中的頁(yè)面調(diào)度情況與過(guò)去一段時(shí)間內(nèi)主存儲(chǔ)器中的頁(yè)面調(diào)度情況是相同的。顯然，這種假設(shè)不總是正確的。最好的算法應(yīng)該是選擇將來(lái)最久不被訪問(wèn)的頁(yè)面作為被替換的頁(yè)面，這種替換算法的命中率一定是最高的，它就是最優(yōu)替換算法。
要實(shí)現(xiàn)OPT算法，唯一的辦法是讓程序先執(zhí)行一遍，記錄下實(shí)際的頁(yè)地址流情況。根據(jù)這個(gè)頁(yè)地址流才能找出當(dāng)前要被替換的頁(yè)面。顯然，這樣做是不現(xiàn)實(shí)的。因此，OPT算法只是一種理想化的算法，然而，它也是一種很有用的算法。實(shí)際上，經(jīng)常把這種算法用來(lái)作為評(píng)價(jià)其它頁(yè)面替換算法好壞的標(biāo)準(zhǔn)。在其它條件相同的情況下，哪一種頁(yè)面替換算法的命中率與OPT算法最接近，那么，它就是一種比較好的頁(yè)面替換算法。(2)先進(jìn)先出算法，即FIFO算法（First-In First-Out algorithm）。這種算法選擇最先調(diào)入主存儲(chǔ)器的頁(yè)面作為被替換的頁(yè)面。它的優(yōu)點(diǎn)是比較容易實(shí)現(xiàn)，能夠利用主存儲(chǔ)器中頁(yè)面調(diào)度情況的歷史信息，但是，沒(méi)有反映程序的局部性。因?yàn)樽钕日{(diào)入主存的頁(yè)面，很可能也是經(jīng)常要使用的頁(yè)面。
(3)最久沒(méi)有使用算法，即LRU算法（Least Recently Used algorithm）。這種算法把近期最久沒(méi)有被訪問(wèn)過(guò)的頁(yè)面作為被替換的頁(yè)面。它把LFU算法中要記錄數(shù)量上的“多”與“少”簡(jiǎn)化成判斷“有”與“無(wú)”，因此，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較容易。
(4)近期最少使用算法，即LFU算法（Least Frequently Used algorithm）。這種算法選擇近期最少訪問(wèn)的頁(yè)面作為被替換的頁(yè)面。顯然，這是一種非常合理的算法，因?yàn)榈侥壳盀橹棺钌偈褂玫捻?yè)面，很可能也是將來(lái)最少訪問(wèn)的頁(yè)面。該算法既充分利用了主存中頁(yè)面調(diào)度情況的歷史信息，又正確反映了程序的局部性。但是，這種算法實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常困難，它要為每個(gè)頁(yè)面設(shè)置一個(gè)很長(zhǎng)的計(jì)數(shù)器，并且要選擇一個(gè)固定的時(shí)鐘為每個(gè)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)。在選擇被替換頁(yè)面時(shí)，要從所有計(jì)數(shù)器中找出一個(gè)計(jì)數(shù)值最大的計(jì)數(shù)器。因此，通常采用如下一種相 －3－ 對(duì)比較簡(jiǎn)單的方法。
3.3實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的slab分配器
slab描述符和空閑對(duì)象管理部分成為 slab的管理部分，也可以稱為slab頭
slab的頭可以放在slab自身，也可以放在 slab 之外。如果slab頭放在了slab 之外，那么用戶申請(qǐng)obj時(shí)，需要首先訪問(wèn) slab頭，slab頭提供未使用free obj的指針
然后再訪問(wèn)這個(gè)free obj的地址。完成這項(xiàng)工作需要訪問(wèn)2個(gè)頁(yè)塊。會(huì)帶來(lái)效率上的損失。slab頭始終位于slab 也存在問(wèn)題，比如一個(gè)頁(yè)面只有4K，objsize = 2K，那么slab 頭在slab 上，就意味著，這個(gè)4K的頁(yè)面只能夠分配一個(gè)obj。造成了內(nèi)存的浪費(fèi)。
如果 頁(yè)數(shù)太少，存放的 obj個(gè)數(shù)少，那么 增加管理開銷，同時(shí) 內(nèi)存使用率低，如果頁(yè)數(shù)太多對(duì)伙伴內(nèi)存系統(tǒng)不好，所以需要一定的策略妥協(xié)。
這個(gè)妥協(xié)過(guò)程是有calculate_slab_order 這個(gè)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。從 0階（即一頁(yè)）到kmalloc的最高階 KMALLOC_MAX_ORDER，挨個(gè)嘗試，由cache_estimate這個(gè)函數(shù)計(jì)算 如果選用order 階，那么能分配 多少個(gè) obj（num），剩余空間是多少（remainder）。所謂剩余空間，就是除去slab頭（如果有的話），除去 obj*num，剩下的邊角料空間是多少。需要分成兩種情況去計(jì)算，分成兩種情況的原因，很快就能看到 A)slab頭不在slab上，即 flag & CFLGS_OFF_SLAB == 1的時(shí)候 這種情況比較簡(jiǎn)單，由于管理數(shù)據(jù)完全不在slab 上，size_tslab_size = PAGE_SIZE < 換句話，slab頭的大小取決于obj的個(gè)數(shù)，obj的個(gè)數(shù)取決于 slab頭的大小，四、具體實(shí)現(xiàn) 4.1實(shí)現(xiàn)一個(gè)內(nèi)存管理的伙伴算法，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存塊申請(qǐng)時(shí)的分配和釋放后的回收。 程序： #include #define MIN_MOMORY_SIZE 536870912 //隨機(jī)產(chǎn)生的最小內(nèi)存空間 #define WORKTIME 1500 //系統(tǒng)工作時(shí)間 #define MAX_REQ_SIZE 268435456 //申請(qǐng)空閑內(nèi)存分配的最大容量：256M #define MIN_DUE 30 //使用內(nèi)存塊的最短時(shí)間 #define MAX_DUE 90 //使用內(nèi)存塊的最長(zhǎng)時(shí)間 #define OCCUPY_INTERVAL 60 //每次分配的最大間隔 #define USED 1 //內(nèi)存塊被使用 #define UNUSED 0 //內(nèi)存塊未被使用 //內(nèi)存塊鏈表結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu) typedefstructbuddy_node { int flag; //標(biāo)記空間是否被使用 －4－ int base; //本塊兒內(nèi)存的基地址 int occupy; //實(shí)際使用空間大小 int fragment; //碎片大小 intduetime; //使用時(shí)間 structbuddy_node *nextPtr; //指向下一個(gè)結(jié)點(diǎn) } Buddy, *BuddyPtr; IndexTable table[INDEX_SIZE];//使用哈希表管理伙伴系統(tǒng) int ready = 0; //需要分配內(nèi)存的時(shí)刻 intavailSpace; //可分配空間大小 inttotalFragment = 0; //總碎片大小 //函數(shù)：添加結(jié)點(diǎn)（形參為內(nèi)存塊結(jié)點(diǎn)的信息） void insert_node(inti, intinbase, int f, intocc, int frag, int d){ BuddyPtrnewnodePtr = NULL, prePtr = NULL, curPtr = NULL; newnodePtr =(BuddyPtr)malloc(sizeof(Buddy));//分配結(jié)點(diǎn) newnodePtr->base = inbase;newnodePtr->flag = f;newnodePtr->occupy = occ;newnodePtr->fragment = frag;newnodePtr->duetime = d;newnodePtr->nextPtr = NULL; if(table[i].headPtr == NULL) table[i].headPtr = newnodePtr; else { curPtr = table[i].headPtr;prePtr = NULL; //按地址順序插入內(nèi)存塊 while(curPtr&&curPtr->base } if(prePtr == NULL){ //插在最前 newnodePtr->nextPtr = curPtr; table[i].headPtr = newnodePtr; } else if(curPtr == NULL){ //插在最后 prePtr->nextPtr = newnodePtr; } else { //插在中間 prePtr->nextPtr = newnodePtr;newnodePtr->nextPtr = curPtr; －5－ } } } //函數(shù)：刪除結(jié)點(diǎn) intdelete_node(inti, BuddyPtrdelPtr){ BuddyPtrprePtr = NULL, curPtr = NULL;intbasehold = delPtr->base; curPtr = table[i].headPtr; while(curPtr!= delPtr){ //尋找要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)的位置 prePtr = curPtr;curPtr = curPtr->nextPtr; } if(prePtr == NULL) //要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)在最前 table[i].headPtr = curPtr->nextPtr; else //要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)不在鏈表的最前 prePtr->nextPtr = curPtr->nextPtr; free(curPtr); //釋放結(jié)點(diǎn) return basehold; //返回刪除的內(nèi)存塊結(jié)點(diǎn)的基地址 } //函數(shù)：伙伴系統(tǒng)的分配算法 void buddy_allocate(inttime_slice){ inti, j, size, due;int state = 0; //分配狀態(tài)：0為未分配，1為已分配 intinbase, basehold;BuddyPtrcurPtr = NULL; if(ready == time_slice){ //到達(dá)分配內(nèi)存的時(shí)刻 printf(“Time %d:”, time_slice); size = 1 + rand()% MAX_REQ_SIZE; //申請(qǐng)使用內(nèi)存的大小 due = MIN_DUE + rand()%(MAX_DUEsize;curPtr->duetime = due + ready; //修改可系統(tǒng)分配空間和碎片大小 availSpace-= table[i].nodesize;totalFragment += curPtr->fragment; state = 1;//標(biāo)記已分配 break; } //空閑塊的大小剛大于申請(qǐng)大小的2倍 else { basehold = delete_node(i, curPtr);//刪除較大的空閑塊并保留其基地址 inbase = basehold + table[i].nodesize; j = i; //分割空閑塊 do { j--;inbase-= table[j].nodesize; //設(shè)置要添加內(nèi)存塊結(jié)點(diǎn)的基地址 insert_node(j, inbase, UNUSED, 0, 0, 0);//添加較小的空閑塊 printf(“A block cut takes placen”); } while(table[j].nodesize / size > 1); //分配 insert_node(j, basehold, USED, size, table[j].nodesizesize; state = 1;//標(biāo)記已分配 } } //塊被占用，查看下一結(jié)點(diǎn) else curPtr = curPtr->nextPtr; } } } printf(“Allocated %d,Fragment %d,Due %dn”, size, totalFragment, ready+due); －7－ } else if((availSpace< size)&&((availSpace + totalFragment)>= size))printf(“Allocation failed because of fragment!n”); else printf(“Allocation failed because of no enough unused space!n”); ready +=(1 + rand()% OCCUPY_INTERVAL);//下次需要分配內(nèi)存的時(shí)刻 } } //函數(shù)：伙伴系統(tǒng)的回收算法 void buddy_retrieve(inttime_slice){ inti, basehold, dif;int f = 0;intModnext=0;BuddyPtrcurPtr = NULL, todelPtr = NULL; //依次查找，并回收需要回收的塊 for(i = 0;i< INDEX_SIZE;i ++){ if(table[i].headPtr){ curPtr = table[i].headPtr; while(curPtr){ if((curPtr->flag == USED)&&(curPtr->duetime == time_slice)){//需要回收 //修改可系統(tǒng)分配空間和碎片大小 availSpace += table[i].nodesize;totalFragment-= curPtr->fragment; //回收為空閑塊 curPtr->flag = UNUSED;curPtr->occupy = 0;curPtr->fragment = 0;curPtr->duetime = 0;printf(“Time %d:Retrieve %d,Fragment %dn”, time_slice, table[i].nodesize, totalFragment); } curPtr = curPtr->nextPtr; } } } //合并空閑塊 for(i = 0;i< INDEX_SIZE;i ++){ if(table[i].headPtr){ －8－ curPtr = table[i].headPtr; while(curPtr&&curPtr->nextPtr){ //將地址連續(xù)且都為空閑的塊合并后加入下一級(jí)的鏈表中 if(curPtr->flag == UNUSED &&(curPtr->nextPtr)->flag == UNUSED){ dif =(curPtr->nextPtr)->base-curPtr->base; Modnext =((int)(curPtr->nextPtr->base))%(2*table[i].nodesize); if((dif == table[i].nodesize)&&(Modnext==0)){ //刪除兩個(gè)結(jié)點(diǎn) todelPtr = curPtr;curPtr = curPtr->nextPtr;basehold = delete_node(i, todelPtr);todelPtr = curPtr;curPtr = curPtr->nextPtr;delete_node(i, todelPtr);insert_node(i+1, basehold, UNUSED, 0, 0, 0);//添加合并后的結(jié)點(diǎn) printf(“Two blocks mergen”); } else curPtr = curPtr->nextPtr; } else curPtr = curPtr->nextPtr; } } } } //函數(shù)：伙伴系統(tǒng)的處理過(guò)程 void buddy_system(void){ inttime_slice = 0; //在每個(gè)時(shí)間片內(nèi)使用分配算法和回收算法 for(;time_slice< WORKTIME;time_slice ++){ buddy_allocate(time_slice); //分配算法 buddy_retrieve(time_slice); //回收算法 } } int main(intargc, char *argv[]){ intmemory_size; －9－ ini_index(); //初始化哈希索引表 srand(time(NULL)); //設(shè)置隨機(jī)數(shù)種子 //隨機(jī)產(chǎn)生需要管理的內(nèi)存大?。?12M ~ 1G memory_size = MIN_MOMORY_SIZE + rand()% MIN_MOMORY_SIZE;printf(“The size of memory is:%dn”, memory_size); int_system(memory_size); //初始化伙伴系統(tǒng) buddy_system(); //伙伴系統(tǒng)的處理過(guò)程 printf(“Time %d:System execution stops and the spaces are all freed.n”, WORKTIME); free_system(); //釋放所有結(jié)點(diǎn) system(“pause”); return 0;} 4．2.設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬存儲(chǔ)區(qū)和內(nèi)存工作區(qū)，并使用下述算法計(jì)算訪問(wèn)命中率。程序： #include //虛頁(yè)長(zhǎng) #define clear_period 50 //清零周期 typedefstruct { intpn; //頁(yè)號(hào) intpfn; // 面號(hào) int counter; // 一個(gè)周期內(nèi)訪問(wèn)該頁(yè)面的次數(shù) int time; // time為訪問(wèn)時(shí)間 }pl_type;pl_typepl[total_vp];//頁(yè)面結(jié)構(gòu)數(shù)組 structpfc_struct{ //頁(yè)面控制結(jié)構(gòu) intpn,pfn;structpfc_struct *next;};typedefstructpfc_structpfc_type; －10－ pfc_typepfc[total_vp],*freepf_head,*busypf_head,*busypf_tail;intdiseffect,a[total_instruction];int page[total_instruction], offset[total_instruction];/* Name: void Lprintf(void) Achieve: 格式控制 */ void Lprintf(void){ inti,j;printf(“|”); for(i = 1;i<=6;i++) { for(j = 1;j<=9;j++)printf(“-”); if(i!=6)printf(“+”); } printf(“|n”); } /* Name: void initialize(inttotal_pf) Achieve:初始化相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) */ void initialize(inttotal_pf){ inti;diseffect=0; for(i=0;i { pl[i].pn=i;pl[i].pfn=INVALID; //置頁(yè)面控制結(jié)構(gòu)中的頁(yè)號(hào)，頁(yè)面為空 pl[i].counter=0;pl[i].time=-1;//頁(yè)面控制結(jié)構(gòu)中的訪問(wèn)次數(shù)為0，時(shí)間為-1 } for(i=1;i { pfc[i-1 ].next=&pfc[i];pfc[i-1].pfn=i-1;//建立pfc[i-1]和pfc[i]之間的連接 } pfc[total_pf-1].next=NUL;pfc[total_pf-1].pfn=total_pf-1; freepf_head=&pfc[0]; //頁(yè)面隊(duì)列的頭指針為pfc[0] } /* －11－ Name:void FIFO(inttotal_pf) Achieve:先進(jìn)先出法（Fisrt In First Out）*/ void FIFO(inttotal_pf){ inti,j;pfc_type *p;//中間變量 initialize(total_pf);//初始化相關(guān)頁(yè)面控制用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) busypf_head=busypf_tail=NULL;//忙頁(yè)面隊(duì)列頭，隊(duì)列尾鏈接 for(i=0;i if(pl[page[i]].pfn==INVALID) //頁(yè)面失效 { diseffect+=1;//失效次數(shù) if(freepf_head==NULL)//無(wú)空閑頁(yè)面 { p=busypf_head->next; pl[busypf_head->pn].pfn=INVALID; freepf_head=busypf_head;//釋放忙頁(yè)面隊(duì)列的第一個(gè)頁(yè)面 freepf_head->next=NULL;//表明還是缺頁(yè)*/ busypf_head=p; } p=freepf_head->next; freepf_head->pn=page[i]; pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn; freepf_head->next=NULL;//使busy的尾為null if(busypf_tail==NULL) { busypf_tail=busypf_head=freepf_head; } else { busypf_tail->next=freepf_head; busypf_tail=freepf_head; } freepf_head=p; } } printf(“%6.3f”,1-(float)diseffect/320);} /* Name: void LRU(inttotal_pf) Achieve: 最近最久未使用（Least Recently Used）*/ －12－ void LRU(inttotal_pf){ intmin,minj,i,j,present_time;//minj為最小值下標(biāo) initialize(total_pf);present_time=0;for(i=0;i if(pl[page[i]].pfn==INVALID)//頁(yè)面失效 { diseffect++; if(freepf_head==NULL)//無(wú)空閑頁(yè)面 { min=32767;//設(shè)置最大值 for(j=0;j { if(min>pl[j].time&&pl[j].pfn!=INVALID) { min=pl[j].time; minj=j; } } freepf_head=&pfc[pl[minj].pfn]; //空出一個(gè)單元 pl[minj].pfn=INVALID; pl[minj].time=0; freepf_head->next=NULL; } pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;//有空閑頁(yè)面,改為有效 pl[page[i]].time=present_time; freepf_head=freepf_head->next;//減少一個(gè)free 頁(yè)面 } else { pl[page[i]].time=present_time;//命中則增加該單元的訪問(wèn)次數(shù) present_time++; } } printf(“%6.3f”,1-(float)diseffect/320);} /* Name:void OPT(inttotal_pf) Achieve:最佳置換算法（Optimal）*/ void OPT(inttotal_pf){ －13－ inti,j, max,maxpage,d,dist[total_vp];pfc_type *t;initialize(total_pf);for(i=0;i if(pl[page[i]].pfn==INVALID) /*頁(yè)面失效*/ { diseffect++; if(freepf_head==NULL) /*無(wú)空閑頁(yè)面*/ { for(j=0;j { if(pl[j].pfn!=INVALID) dist[j]=32767; else dist[j]=0; } for(j=0;j { if((pl[j].pfn!=INVALID)&&(dist[j]==32767)) { dist[j]=j; } } max=0; for(j=0;j if(max { max=dist[j]; maxpage=j; } freepf_head=&pfc[pl[maxpage].pfn]; freepf_head->next=NULL; pl[maxpage].pfn=INVALID; } pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn; freepf_head=freepf_head->next; } } printf(“%6.3f”,1-(float)diseffect/320);} /* Name: vodi LFU(inttotal_pf) Achieve:最不經(jīng)常使用法（Least Frequently Used） －14－ */ void LFU(inttotal_pf) { inti,j,min,minpage;pfc_type *t;initialize(total_pf);for(i=0;i if(pl[page[i]].pfn==INVALID)//頁(yè)面失效 { diseffect++; if(freepf_head==NULL)//無(wú)空閑頁(yè)面 { min=32767; //獲取counter的使用用頻率最小的內(nèi)存 for(j=0;j { if(min>pl[j].counter&&pl[j].pfn!=INVALID) { min=pl[j].counter; minpage=j; } } freepf_head=&pfc[pl[minpage].pfn]; pl[minpage].pfn=INVALID; pl[minpage].counter=0; freepf_head->next=NULL; } pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;//有空閑頁(yè)面,改為有效 pl[page[i]].counter++; freepf_head=freepf_head->next;//減少一個(gè)free 頁(yè)面 } else { pl[page[i]].counter; pl[page[i]].counter=pl[page[i]].counter+1; } } printf(“%6.3f”,1-(float)diseffect/320);} int main(int){ intS,i; －15－ srand((int)getpid()); for(i=0;i { S=(int)rand()%320; a[i]=S; //任選一指令訪問(wèn)點(diǎn) a[i+1]=a[i]+1;//順序執(zhí)行一條指令 a[i+2]=(int)rand()%a[i+1];//執(zhí)行前地址指令m' a[i+3]=a[i+2]+1;//順序執(zhí)行一條指令 a[i+4]=(int)rand()%(319-a[i+2]-1)+a[i+2]+2;//執(zhí)行后地址指令 } for(i=0;i { page[i]=a[i]/10; offset[i]=a[i]%10;} printf(“FrametOPTtFIFOtLRUtLFU n”);for(i=4;i<=32;i++)//用戶內(nèi)存工作區(qū)從4個(gè)頁(yè)面到32個(gè)頁(yè)面 { printf(“%dt”,i);OPT(i);printf(“t”); FIFO(i);printf(“t”); LRU(i); printf(“t”); LFU(i); printf(“n”);} system(“pause”);return 0;} 4.3 實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的slab分配器 程序: #include －17－ } 五、調(diào)試運(yùn)行結(jié)果 －18－ 5.1 實(shí)現(xiàn)一個(gè)內(nèi)存管理的伙伴算法 5.2設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬存儲(chǔ)區(qū)和內(nèi)存工作區(qū)，并使用下述算法計(jì)算訪問(wèn)命中率。 －19－ 5.3 實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的slab分配器 六、所遇問(wèn)題及解決方法 1.在寫第一個(gè)程序的時(shí)候，對(duì)樹的合并在之前的學(xué)習(xí)中，有比較多的學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中此程序有詳細(xì)的介紹，因此在編寫這個(gè)程序的時(shí)候，比較順利的完成了要求。但要求中需要產(chǎn)生一些隨機(jī)的數(shù)據(jù)，重新對(duì)隨機(jī)仿真函數(shù)進(jìn)行回顧，最后較為順利的完成了程序。2.第二個(gè)程序，要求隨機(jī)產(chǎn)生一些數(shù)據(jù)，對(duì)srand()和rand()函數(shù)定義和產(chǎn)生指令序列，在進(jìn)一步的學(xué)習(xí)中，完成了這些函數(shù)，仿真內(nèi)存容量和虛存容量參數(shù)變化時(shí)的情形，對(duì)此不太熟悉，四個(gè)算法對(duì)要求較高，在完成算法的學(xué)習(xí)后，完成了程序。 3.第三個(gè)程序因不太理解其要求，上網(wǎng)搜尋了一些代碼，但對(duì)其最后的結(jié)果依然沒(méi)有得出，為此詢問(wèn)了同學(xué)，但不知是否正確。 －20－ 實(shí)驗(yàn)七 微帶縫隙天線仿真設(shè)計(jì) 姓名：李杰 學(xué)號(hào)：11081536 上課時(shí)間：周二下午 一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p> 1、了解微帶縫隙天線的概念。 2、掌握MWO EM structure仿真方法。 3、掌握天線基本參數(shù)及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。 二．實(shí)驗(yàn)要求 1.熟悉利用MWO軟件進(jìn)行EM仿真。2.熟悉微帶天線基本特性。 3.了解WMO原理圖引入 EM 結(jié)構(gòu)方法。 4.利用MWO分析天線工作特性（反射，方向圖等）。 三．實(shí)驗(yàn)原理 1、微帶縫隙天線 這種天線由三層組成：上層為金屬層（構(gòu)成槽線、微帶線的地），中間為介質(zhì)基板，下層為金屬層來(lái)構(gòu)成微帶導(dǎo)帶。 微帶天線的概念早在1953年就G．A．DeSchampS提出，在20世紀(jì)50年代和60年代只有一些零星的研究。直到20世紀(jì)70年代初期，當(dāng)微帶傳輸線的理論模型及對(duì)敷銅的介質(zhì)基片的光刻技術(shù)發(fā)展之后，第一批具有許多設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的實(shí)用的微帶天線才被制造出來(lái)?？p隙天線最早是在1946年H．G．Booker提出的，同微帶天線一樣最初沒(méi)有引起太多的注意。縫隙天線可以借助同軸電纜很方便地饋送能量，也可用波導(dǎo)饋電來(lái)實(shí)現(xiàn)朝向大平片單側(cè)的輻射，還可以在波導(dǎo)壁上切割出縫隙的陣列。縫隙開在導(dǎo)電平片上，稱為平板縫隙天線；開在圓柱面上，稱為開縫圓柱天線。開縫圓柱導(dǎo)體面是開縫導(dǎo)體片至開縫圓柱導(dǎo)體面的進(jìn)化。波導(dǎo)縫隙陣天線由于其低損耗、高輻射效率和性能等一系列突出優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用：而平板縫隙天線卻因?yàn)閾p耗較大，功率容量低，效率不高，導(dǎo)致發(fā)展較為緩慢。到1972年，Y．Yoshimura明確提出微帶饋電縫隙天線的概念。微帶天線特點(diǎn) 具有以下優(yōu)點(diǎn)：饋電網(wǎng)絡(luò)和輻射單元相對(duì)分離，從而把饋線對(duì)天線輻射方向圖的影 響降到最小，對(duì)制造公差要求比貼片天線低，可用標(biāo)準(zhǔn)的光刻技術(shù)在敷銅電路板上進(jìn)行生產(chǎn)，在組陣時(shí)其單元間隔離可比貼片天線更大。特別是對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體所用天線，微帶縫隙天線可以說(shuō)是理想的選擇，因?yàn)樗梢耘c物體的表面做得平齊，沒(méi)有凸起部分，用于快速飛行器表面時(shí)不會(huì)帶來(lái)附加的空氣阻力，既隱蔽又不影響物體的運(yùn)動(dòng)。 四．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果 用MWO創(chuàng)建一個(gè)電磁結(jié)構(gòu)（EM structure）并仿真。它包含以下幾個(gè)步驟： 1.創(chuàng)建 EM structure 2.建立 an enclosure 3.創(chuàng)建層 4.定義端口配置計(jì)算網(wǎng)格 5.觀察電流密度和電場(chǎng)強(qiáng)度 6.觀察smith圓圖和方向圖 7.執(zhí)行頻率掃描(AFS)8.將EM structure添加到原理圖并仿真 Step1: 創(chuàng)建 EM structure Step2: 設(shè)定 Enclosure Step3: 創(chuàng)建層并定義端口配置計(jì)算網(wǎng)格 Step4:經(jīng)過(guò)一系列設(shè)置，進(jìn)行仿真得 1）天線方向圖（fixed theta 選擇0～90若干取值，這里為0,10,30,45,70,90） 2）反射系數(shù) 3）3D試圖觀察微帶縫隙天線基本結(jié)構(gòu) Step5: 修改enclosure option設(shè)置 Step6: 新建回波損耗特性圖，運(yùn)行仿真，得到輸出回波損耗特性圖 Step7: 新建匹配電路 Step8: 運(yùn)行仿真，得到 1)反射系數(shù)圖 2)輸出回波損耗特性圖 Step9: 觀察該微帶縫隙天線的電流和電場(chǎng) 電流： 電場(chǎng)： 四．心得體會(huì) 通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我了解了微帶縫隙天線的概念，掌握了MWO EM structure仿真方法和天線基本參數(shù)及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，受益匪淺。 實(shí)驗(yàn) 二、16QAM調(diào)制 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p> 1、學(xué)會(huì)使用SystemView觀察信號(hào)的星座圖與眼圖，分析性能 2、學(xué)習(xí)正交幅度調(diào)制解調(diào)的基本原理。 二、實(shí)驗(yàn)原理 1、正交幅度調(diào)制 QAM是由兩個(gè)正交載波的多電平振幅鍵控信號(hào)疊加而成的，因此正交幅度調(diào)制是一種頻譜利用率很高的調(diào)制方式。同時(shí)利用已調(diào)信號(hào)在同一帶寬內(nèi)頻譜正交的性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩路并行的數(shù)字信息在一個(gè)信道中傳輸。 2、調(diào)制原理 3、解調(diào)原理 4、眼圖 眼圖的“眼睛”的大小代表碼間串?dāng)_的情況?！把劬Α睆堥_的越大，表示碼間串?dāng)_越??；反之表示碼間串?dāng)_越大。 5、星座圖 我們通常把信號(hào)矢量端點(diǎn)的分布圖稱為星座圖。它對(duì)于調(diào)制方式的誤碼率有很直觀的判斷。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、在system view軟件中做出仿真連線圖。 2、設(shè)置參數(shù)，觀察調(diào)制信號(hào)波形 3、眼圖設(shè)置：在SystemView中，在分析窗口單擊圖標(biāo)，選擇style，單擊slice，并且設(shè)置合適的起點(diǎn)和終點(diǎn)的時(shí)間切片，然后選擇信號(hào)后，得到眼圖。 4、星座圖設(shè)置：在SystemView中，在分析窗口中單擊圖標(biāo)，選擇style，單擊scatter plot，在右側(cè)的窗口中選擇所需要觀察的信號(hào)波形，確定，得到星座圖。 5、設(shè)置無(wú)噪聲和有噪聲情況參數(shù)，對(duì)眼圖和星座圖進(jìn)行對(duì)比分析。 四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 1、無(wú)噪聲情況下，即序列均值為0，方差為0。原基帶信號(hào)： 調(diào)制信號(hào)（同向） （正交） 無(wú)噪眼圖： 無(wú)噪星座圖： 2、有噪聲：均值為0，方差為1 眼圖（有噪）： 星座圖（有噪）： 五、結(jié)果分析 從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖中可以看出： 1、原基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制后，同向正交都滿足。 2、在無(wú)噪情況下，眼圖較清晰，眼睛睜開較大，表明碼間干擾較??； 星座圖能量較規(guī)整，誤碼率相對(duì)較低。 3、在有噪情況下，眼圖較，眼睛睜開較小，表明碼間干擾較大； 星座圖能量雜亂，誤碼率較高。 4、可見，噪聲對(duì)系統(tǒng)性能有一定影響。 六、心得體會(huì) 通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，我在通原理論的基礎(chǔ)上又比較系統(tǒng)地了解了16QAM的調(diào)制與解調(diào)，在做實(shí)驗(yàn)仿真時(shí)總會(huì)遇到各種問(wèn)題，在這種情況下就會(huì)努力找到最饑餓路徑解決問(wèn)題，無(wú)形間提高了我們的動(dòng)手和動(dòng)腦能力，并且同學(xué)之間還能相互探討，相互促進(jìn)吧。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)我也知道了平時(shí)所學(xué)如果不加以實(shí)踐的話等于紙上談兵。在實(shí)驗(yàn)中我們對(duì)16QAM的調(diào)制解調(diào)在噪聲存在與否、濾波帶寬、階數(shù)等參數(shù)進(jìn)行不同設(shè)置，特別好地從不同方面、深入地理解通信的知識(shí)。第四篇：微波實(shí)驗(yàn)七
第五篇：北郵通信原理通原實(shí)驗(yàn)16QAM
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