北邮李秀萍射频讲义第一讲

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1、9/7/20211微波RF器件与电路设计（一）授课教师:李秀萍教授，博士生导师办公室：明光楼816,Tel:62282900Email:xpli@bupt.edu.cn9/7/20212Outline简介及科研情况研究生期间学习建议什么是微波器件与电路设计设计什么，如何设计本课程参考书什么是微波器件与电路设计9/7/202139/7/20214无线通信历史总结19001910192019301940195019601970198019902000电话广播无线电雷达卫星通信卫星遥感手机DBS商用GPSAuto&Highway个人通信系统卫

2、星个人通信系统单位芯片上集成的晶体管数量将每年翻一番全面发展广泛应用固体器件、固体集成电路和固体平面电路,小型化2年1965：30;1978：650001989：140万;25MHz(i486)2002：5500万;3.06GHz9/7/20215常用微波频段命名频段（GHz）C波段4-8X波段8-12.4Ku波段12.4-18K波段18-26.59/7/20216常用毫米波频段命名频段（GHz）Q波段33－50U波段40－60V波段50－75E波段60－90W波段75－110D波段110－170G波段140－220Y波段220－325

3、9/7/20217微波射频器件及其发展无源器件有源器件定义和区别无源电路可单独使用，以提供射频短路、开路、耦合、滤波、阻抗变换以及功率的合成、分配等功能有源电路无源电路与有关的半导体器件、电真空器件组成按功能分为：振荡器、放大器、混频器、倍频器以及各种微波控制电路按有源器件类型分为:微波二极管器件电路，微波三极管器件电路，以及微波电真空器件电路。有源和无源电路是否有半导体器件或电真空器件有源和无源器件等效电路模型是否有源9/7/202189/7/20219无源器件无源器件的定义无源器件的种类无源器件的进展典型无源器件介绍滤波器耦合器电

4、容电感…9/7/202110无源器件及其ECM9/7/202111无源器件及其ECM9/7/202112二极管及其ECMPN结PN9/7/202113MOSFET及其ECM9/7/202114无源器件Twopartsaregiven:I.ThestubfilterII.Thecapacitive-gap-coupledtransmissionlinefilterNotes:firststepnocapacitiveloadingareconsideredinpartIPartIIPartI9/7/202115TheStubFilter9

5、/7/202116MomentumResults9/7/202117无源器件的进展9/7/202118无源器件发展趋势模块化IC、无源器件在全部电子器件及零部件的生产总成本中:46.1%和9.3%总安装成本中:12.7%和55.1%（byiSuppli）低温共烧陶瓷技术（LTCCtechnology－Lowtemperatureco-firedceramictechnolgoy）LTCC技术采用的多层制造工艺以及三维模拟技术、材料技术，并将滤波器以及平衡/非平衡阻抗转换器(BALUN)等电路嵌入内藏式的LTCC基板大容量的电容和电感并没

6、有被集成到基板上高成本薄膜技术、硅片半导体、多层电路板技术……9/7/2021199/7/202120无源器件发展趋势小型化占设备总体PC板面积的比例60%,70%,80%无源器件的小型化工作相对滞后整体化优点提高系统的可靠性缩短导电通路降低寄生效应降低成本减小器件尺寸。9/7/202121无源器件发展趋势缺点系统的封装设计封装时在射频条件下引入的寄生电感、寄生电容会引起信号串扰、延迟等等。在较高频率，模块的所有内部互联（Interconnection）被看作无源器件。封装效应的特征提取已是一个重要的课题。MEMSMEMS工艺加工的无源

7、元件的可集成性9/7/202122无源器件发展趋势系统级封装（SysteminaPackage，即SiP）优点寄生效应小、损耗小集成度高SiP可使信号在封装体内直接传输，这样可缩短系统内元件间的连线距离，降低系统的寄生效应，改善了互连的电学性能。缩短产品开发时间降低成本9/7/202123可以将CPU，DRAM，FLASH等根椐客户需成集成在一块小、轻、薄的芯片内，有利于减小或消除高速电路所带来的噪音和EMI的困扰9/7/202124无源器件发展趋势无源器件的建模电路与系统仿真效率Time-to-marketandcostpressur

8、es仿真软件特征值提取以及建模结合微波测量和电磁场分析方法HFSS设计软件ADSSchematicMomentumHFSSCSTCadance9/7/202125参考书《射频与微波工程实践导论》李秀萍等译著