随着无线通信技术的快速发展，社会对电磁场和微波技术专业复合型人才的需求大大增加[1]。阻抗匹配是微波技术的一个重要概念，也是射频电路的重要基础。良好的匹配网络可使负载最大化地接收信号源功率，从而达到系统的传输效率最高[2]。因此，高校为了提高人才培养质量，也在积极探索阻抗匹配电路的实验教学[3-5]。

　　但在原有教学中，阻抗匹配理论十分抽象，实现方案众多且计算繁杂;再加上课本上的公式推导都是基于中心频率设计的，很难使学生在宽频率范围内对阻抗匹配形成全面深入的了解，与实际工程应用存在脱节。随着电磁仿真技术的发展，大量的专业仿真软件被用于实践教学[6-8]。专业仿真软件虽然能够加深学生对理论知识的直观理解，但要求学生在有限的课时内学习和掌握却是一个巨大的挑战。

　　MATLAB是当代工科生必备的软件之一，因其在算法开发、数值计算、数据分析及可视化等方面的强大功能而得到广泛应用。李群等[9]提出基于MATLAB的阻抗匹配网络设计方法，在解析法基础上通过可视化方式实现了电感电容任意拓扑的匹配范围求解;刘国华等[10]利用MATLAB优化功能实现了电感电容宽带匹配网络设计，但二者均缺乏简易便捷的人机交互。蒋姝等[11]则设计了基于MATLAB图形用户界面的滤波器教学辅助软件，通过合理配置输入参数，可快速得到设计结果和性能曲线，操作简单、演示性强。

　　为使学生更好地掌握阻抗匹配设计方法，全面深入理解不同匹配方案在不同频率范围的性能差别，本文结合教学和科研工作，利用MATLAB App Designer设计了包含集总参数LC和分布参数微带线的阻抗匹配辅助教学软件。学生只需在教学辅助软件中输入实际工程所需的目标参数，并选择想要实施的匹配方案，便可快速得到完整的电路结构、元件值以及最终设计结果的S参数曲线。将设计结果与专业仿真软件ADS的结果进行比较，二者具有一致性，验证了该软件的有效性。

　　1 基本理论

　　2 总体设计

　　3 教学实例

　　4 结语

　　本文以阻抗匹配技术和微波网络级联为基础，借助计算机辅助和虚拟仿真等技术，使用MATLAB App Designer进行教学辅助软件开发，实现了多种阻抗匹配方案的设计和分析。学生可通过比较不同方案的S参数曲线加深对阻抗匹配的理解，降低了教师授课和学生学习的难度。该软件简化了阻抗匹配设计过程所涉及的复杂运算，采用图形化界面显示，用户只需输入相关设计指标便可在极短的时间内得到可靠的实验结果，可满足日常教学和科研的需求，对实际工程设计也有较好的参考价值。

　　参考文献

　　[1] 张冰,周艳萍,程飞.电磁场和微波技术专业复合型人才培养体系研究[J].教育教学论坛,2023(3):21-24.

　　[2] 栾秀珍,王钟葆,傅世强,等.微波技术与微波器件[M].北京:清华大学出版社,2017.

　　[3] 闫奕名,赵春晖,廖艳苹,等.微波波导负载阻抗测量与匹配虚拟仿真实验系统设计[J].实验技术与管理,2022,39(11):192-196.

　　[4] 杨光义,王舒远,乔昊明,等.高频功率放大及天线匹配实验电路的设计[J].实验室研究与探索,2022,41(7):148-152.

　　[5] 高玉斌,张兰,郑依凡,等.基于高频雷达的匹配电路实验设计[J].电气电子教学学报,2022,44(5):86-89.

　　[6] 宋智,盛虎.基于ADS仿真的高频电路实验教学研究[J].工业和信息化教育,2019(10):69-73.

　　[7] 刘亚军,莫家庆.仿真软件在微波技术教学中的应用[J].电气电子教学学报,2021,43(4):136-139.

　　[8] 廖臻,廖志斌,刘宇平.基于CST仿真软件的阻抗匹配设计教学实验[J].实验技术与管理,2021,38(2):204-207.

　　[9] 李群,樊立春,赵立明.基于MATLAB的阻抗匹配网络设计方法研究[J].科技创新导报,2019,16(7):173-174.

　　[10] 刘国华,周国祥,郭灿天赐.基于简化实频法的宽带匹配电路实验教学研究[J].实验技术与管理,2020,37(12):210-213,217.

　　[11] 蒋姝,宋宇飞,刘婷婷.基于MatLab GUI的平行耦合滤波器教学辅助软件设计[J].中国现代教育装备,2022(3):24-26.

　　[12] 傅世强,李婵娟,房少军.射频电路设计与应用[M].大连:大连海事大学出版社,2018.

　　[13] DAVID M P.微波工程[M].北京:电子工业出版社,2019.

傅世强 汪阳 李婵娟 徐之遐　大连海事大学国家级电工电子实验教学示范中心