微波电路课件雷震亚绪论

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1、射频/微波电路及系统1西安电子科技大学雷振亚教授主要内容射频基础理论及分析方法常用微波电路模块设计及应用射频电路布线与PCB设计射频/微波发射机接收机射频基础理论及分析方法射频电路分析方法“场”的分析方法“路”的分析方法电路的本质？射频基础理论传输线基本理论射频/微波网络基础◇传输线的工作状态，由确定◇阻抗Z的计算，匹配技术◇传输功率P及其考虑负载与传输线匹配——传输线上的导行波，负载吸收功率未必就大源与传输线匹配——入射波功率（大小）与负载无关的条件：源匹配（）共轭匹配——负载吸收功率最大，传输线上未必为行波双匹配——此时“线”上为行波，负载吸收功率最大常见传输线结构图同轴线（coa

2、xialcable）带线（stripline）微带线（microstrip）槽线（slotline）平面波导（coplanarwaveguide）悬置微带线（suspendedmicrostrip）矩形波导（rectangularwaveguide）圆形波导（cylindricalwaveguide）鳍线波导（finline）介质波导（dielectricwaveguide）光纤（opticalfiber)二端口网络二端口网络a1b1a2b2I1I2V1V2Z参数V1=Z11I1+Z12I2V2=Z21I1+Z22I2Y参数I1=Y11V1+Y12V2I2=Y21V1+Y22V2V1=h

3、11I1+h12V2I2=h21I1+h22V2H参数S参数a1=S11b1+S12b2a2=S21b1+S22b2二端口网络器件S参数的几点说明S11--二端口接匹配负载时，一端口的反射系数S21--二端口接匹配负载时，一端口到二端口的传输系数。S参数可以避开不现实的边界条件和电磁场关系,通过测试直接取得，物理概念清晰，在射频电路中应用广泛。在射频领域，用端口网络的分析方法确定几乎所有射频器件的特性,研究电路和系统的指标。在射频频段，很难实现宽频带的开路、短路状态。全反射很容易造成有源器件的损坏。频率、阻抗和功率的铁三角关系微带线金属导体带条与接地板构成的传输线介质接地平面导体带条微带

4、线基板参数：介电常数、介质损耗角正切、基板高度和导线厚度电特性参数：特性阻抗、工作频率、工作波长、波导波长和电长度微带线参数：宽度、长度和单位长度衰减量微带线微带线是射频/微波电路的重要组成部分，提供给器件一个合适的支架。射频路径上金属线条的尺寸具有物理意义微带线可构成电容、电感、滤波器、耦合器等无源器件微带线应用微带线构成滤波器微带线构成耦合器微带线构成电容微带线构成匹配电路功率放大器电原理图功率放大器印制版图2.常用微波电路模块设计及应用射频模块介质腔分频锁相振荡器用于频率监测为分频片提供信号振荡器输出平行线型耦合器平行线定向耦合器的应用射频器件实际设计步骤确定技术指标选择元器件

5、设计电原理、印制版图组装、焊接调测工程设计软件网络分析仪（ADS、ANSOFT、MICROOFFICE）频谱仪射频电路学习五大要素射频理论设计工具仿真工具电路制作测试SMITHANSOFTRF2000MATHCAD用MATHCAD、SMITH设计射频电路射频模块设计二端口有源元件电路输出匹配电路输入匹配电路ΓSΓIN=S’11ΓLGOGSGLΓOUT=S’22放大器电路方块图RSRL射频模块设计——放大器小信号放大器设计步骤1.根据指标选择适当晶体管2.设计直流偏置电路3.测量晶体管的S参数3.判断稳定性4.根据单向化系数确定单、双向化设计5.设计输入输出匹配网络①最大增益设计②等增益设

6、计③最佳噪声设计小信号放大器设计步骤Freqency(GHz)S11S21S12S22Mag.Ang.Mag.Ang.Mag.Ang.Mag.Ang.0.50.49-15312.7980.030500.42-350.60.48-15910.7940.034520.39-350.70.48-1639.3900.037530.38-350.80.47-1678.2870.040550.37-360.90.47-1707.3850.044560.36-371.00.47-1716.6820.047570.37-381.50.441774.9710.065590.40-42-452.00.411

7、633.4610.083580.42AT41511设计一900MHz放大器。其中电源为12VDC，输出入阻抗为50Ω。AT41511之S参数表(VCE=8V，IC=25mA，Zo=50Ω，TA=25℃)如下列。小信号放大器的设计（最大增益）小信号放大器的设计（最大增益）小信号放大器的设计（最大增益）小信号放大器的设计（最大增益）小信号放大器的设计（最大增益）用SMITH2.0设计小信号放大器(等增益)0.177λ0.105λ0.43