现代微波电路与器件设计 1、概述 西安电子科技大学苏涛老师.
7、微带低通滤波器
2、开路短截线LC阶梯型微带低通滤波器
低阻抗短截线 —— 并联电容
并联开路短截线 —— 并联电容
延用前面的例子，设定相同；重点介绍不同的地方
代替电感和电容的短截线长度分别为：11.07和8.41mm
为了补偿与高阻抗线的两个连接处的非理想电纳，并联 开路短截线的长度应该修正为：6.28mm
再考虑补偿开路端的非理想效果：根据相关计算，减去 0.5mm，最终并联开路短截线长度为5.78mm
1、建立新的Circuit Schematics 2、选择并设定介质基板
介质基板设定
3、加入微带“元件”，构成电路
注意：连接、端口、参数修改
介绍一个微带线计算工具
4、设定频率范围，观察参数曲线
Hale Waihona Puke 频率范围窗口观察参数曲线
4、计算
注意：有一个警告！
观察曲线S21
与文献中结果对比
5、导出板图
You use Microwave Office's intuitive graphical interface to design circuits composed of schematics and electromagnetic (EM) structures from an extensive electrical model database, and then generate layout representations of these designs. You can perform simulations using one of Microwave Office's simulation engines -- a linear simulator, an advanced harmonic balance or Volterra-series nonlinear simulator, or a 3D-planar EM simulator (EMSight) -- and display the output in a wide variety of graphical forms based on your analysis needs. You can then tune or optimize the designs and your changes are automatically and immediately reflected in the layout.
反射系数相位与群时延混合法+调谐耦合级联带通滤波器
反射系数相位与群时延混合法调谐耦合级联带通滤波器李良苏涛姜立伟底浩（西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室，西安，710071）******************摘要：本文通过具体调试实例验证了反射系数相位与群时延混合法调谐耦合级联带通滤波器的可行性。
文章对比了反射系数群时延法和耦合带宽法，综合其优点提出相位与时延混合的方法，定性地分析了该方法减少读数次数，降低读数误差，提高调谐效率的特点并以实例验证。
关键词：反射系数相位，群时延，耦合带宽，滤波器调谐，级联耦合Tuning Coupled Cascaded Bandpass Filter Using Mixed Method of Reflection Coefficient Phase and Group DelayLi Liang, Su Tao, Jiang Liwei, Di Hao（National Key Laboratory of Antennas and Microwave Technology, Xidian Univ., Xi’an, 710071）Abstract: In this paper, a tuning example is used to prove the practicability of mixed method of reflection coefficient and group delay. The auther also makes a comparison between reflection coefficient group delay method and coupling bandwidth method and proposes a mixed method of phase and group delay which has both advatages of two former method. An performance analysis has been made to examine the characteristics of less reading times, low error rate and high efficiency in tuning.Keywords: reflection coefficient phase; group delay; coupling bandwidth; filter tuning; cascaded coupling1 引言微波滤波器是通信设备中不可或缺的无源器件。
17、三端口网络和功分器
ANG=90 Deg R=radius4 mil
MCURVE ID=TL4 W=width1 mil
ANG=180 Deg R=radius1 mil
MCURVE ID=TL12 W=width2 mil
ANG=180 Deg R=radius3 mil
BType=2 M=0.6
MTRACE ID=Dummy4 W=40 mil L=384 mil
BType=2 M=0.6
MTRACE ID=X7 W=55 mil L=400 mil
BType=2 M=0.6
MTRACE ID=X6 W=55 mil L=400 mil
BType=2 M=0.6
MTRACE ID=X5 W=55 mil L=400 mil
得到：
2 2 2 2
V1e jV0 2
奇模：
中线电压为零，中心平面的两个点接地； 端口1短路； 端口2全部功率传送到电阻上（传输线侧开路）
再求出当端口2和端口3终端接匹配负载是，端 口1处的输入阻抗；端口1匹配。
对于Wilkinson分配器，其S参数如下：
S11 0
S22 S33 0
Rho=1 Tand=0 ErNom=9.8 Name=SUB1
MLIN ID=TL10 W=width1 mil L=width2 mil
2
MTEEX$
3
ID=MT2
1
MCURVE ID=TL6 W=width2 mil
ANG=90 Deg R=radius2 mil
2
MTEEX$
3
ID=MT5
1
This example demonstartes EM analysis of a Wilkinson power divider. By using straight lines instead of curves the simulation meshes much more efficiently. This is a good approach to designing EM structures as you get faster results while gaining the accuracy of a full-wave EM analysis.
微波电路基本原理与设计方法
微波电路基本原理与设计方法微波电路是指工作频率在1 GHz至300 GHz范围内的电路。
由于微波信号的特殊性质，微波电路的设计与普通射频电路有较大的区别。
本文将介绍微波电路的基本原理和设计方法。
一、微波电路的基本原理微波电路的基本原理包括微波信号传输特性、微波谐振现象以及微波传输线特性等。
1. 微波信号传输特性微波信号在传输过程中会产生传播损耗、反射损耗和衰减损耗等。
了解微波信号传输特性对于微波电路的设计至关重要。
2. 微波谐振现象微波电路中常常使用谐振器来实现对特定频率微波信号的选择性放大或滤波。
因此，了解微波谐振现象对于微波电路的设计和优化至关重要。
3. 微波传输线特性微波传输线是微波电路中的重要组成部分，其特性包括传输线的阻抗特性、传播常数特性等。
了解微波传输线特性可以帮助我们设计出更加优秀的微波电路。
二、微波电路的设计方法微波电路的设计方法通常包括仿真分析、参数优化和实验验证等步骤。
1. 仿真分析仿真分析是微波电路设计的重要环节之一。
通过使用专业的微波电路仿真软件，可以对设计方案进行仿真分析，从而评估其性能和可行性。
常用的微波电路仿真软件包括ADS、CST等。
2. 参数优化通过对仿真得到的电路参数进行优化，可以得到更佳的性能。
参数优化方法有很多种，可以使用遗传算法、粒子群算法等进行优化。
3. 实验验证在完成仿真分析和参数优化后，需要进行实验验证。
通过在实际硬件中实现设计方案，并利用专业的测量仪器对其进行测试，从而验证设计方案的性能和可行性。
总结：微波电路的基本原理和设计方法是微波电路领域的重要内容。
了解微波电路的基本原理，可以更好地进行微波电路的设计和优化。
同时，合理运用仿真分析、参数优化和实验验证等方法，可以设计出性能优秀的微波电路。
在今后的微波电路设计中，我们应该继续深入学习和探索微波电路的基础知识，不断提高自己的微波电路设计能力。
微波电子线路-西安电子科技大学5
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八毫米开腔用于弹道靶尾迹电子密度测量
西安电子科技大学
微带分支线本振反相
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八毫米开腔用于弹道靶尾迹电子密度测量
西安电子科技大学
波导正交场 可以看出，信号功率同相等幅加于二管。本振功率等幅反相加于 二管本振场和信号场是互相垂直的，名曰正交场。该混频器频带宽， 隔离好。 波导魔 T
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八毫米开腔用于弹道靶尾迹电子密度测量
单平衡混频器:电路不复杂,性能好、应用最广泛。 双平衡混频器:电路复杂、性能优越、在要求很高的场合应用。 镜频回收混频器:新技术电路要精心设计、制作、调试。 以上电路中前三种电路都是镜像匹配混频器,重点掌握双管单平衡混频
1
八毫米开腔用于弹道靶尾迹电子密度测量
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器电路形式、原理、分析与设计。 二、 单端混频器电路 典型的微带单端平衡混频器电路 如右图所示,信号和本振经定向耦合器加于肖特基管上,定向耦合器的 耦合度一般取 10db 左右， 太强了,信号损失严重、 太弱了本振功率要求太高. 管子前面的相移段使管子复数阻抗变成纯电阻再经 驻波比,管子后面
其中中频电流成分为
i01 = g1Vs cos(ω s − ω L )t = g1Vs cos ω 0t i02 = g1Vs cos(ω s − ω L + π )t = − g1Vs cos ω 0t
总输出中频电流为 i0 = i01 − i02 = 2 g1Vs cos ω 0t 对随同本振进入的噪声 u1n = Vn cos ω nt
西安电子科技大学
2
π
2
型 ( 90o ) 移相型平衡混频器 这种混频器的输入端是一个分交电桥，加到两管上的信号相位差为 。
π
2
微波电子线路-西安电子科技大学1
微波电子线路雷振亚李磊宁高利课时46学时1 绪论——微波电子系统介绍一、本课程在微波技术中的地位名称与内容微波技术与微波电子线路有源与无源信号产生、变换、控制二、本课内容的重要性1，本课的电路是决定微波及电子设备性能的关键2，本课的内容是科学技术的难点和尖端3，本课要求宽广的技术基础和先修课程电磁场微波技术、电路理论与电子技术、半导体技术三、微波电子系统的组成与应用发射振荡、调制、放大、检示接收放大、混频、本振、中放应用：1.无线通信系统空间通信，远距离通信，无线对讲，蜂窝移动，个人通信系统，无线局域网，卫星通信，航空通信，航海通信，机车通信，业余无线电等2.雷达系统航空雷达，航海雷达，飞行器雷达，防撞雷达，气象雷达，成像雷达，警戒雷达，武器制导雷达，防盗雷达，警用雷达，高度表，距离表等3.导航系统微波着陆系统（MLS），GPS，无线信标，防撞系统，航空、航海自动驾驶等4.遥感地球监测，污染监测，森林、农田、鱼汛监测，矿藏、沙漠、海洋、水资源监测，风、雪、冰、凌监测，城市发展和规划等5.射频识别保安，防盗，入口控制，产品检查，身份识别，自动验票等6.广播系统调幅（AM），调频（FM）广播，电视（TV）7.汽车和高速公路自动避让，路面告警，障碍监测，路车通信，交通管理，速度测量，智能高速路。
8.传感器潮湿度传感器，温度传感器，长度传感器，探地传感器，机器人传感器等。
9.电子战系统间谍卫星，辐射信号监测，行军与阻击。
10.医学应用磁共振成像，微波成像，微波理疗，加热催化，病房监管等11.空间研究射电望远镜，外层空间探测，12.无线输电空对空，地对空，空对地，地对地输送电能。
微波电子线路的这些应用各有侧重，又有共性。
下面以通信和雷达为例介绍工作体制。
四、微波电子系统举例通信基本结构三种移动通信体制综合数据链卫星通讯雷达基本结构测速雷达系统测高雷达交警使用测速雷达目标向着雷达运动，反射波的频率要增加；如果目标远离雷达运动，反射波的频率会降低。
微波电路设计与应用
微波电路设计与应用微波电路是一种用于处理高频信号的电路，广泛应用于通信、雷达、卫星传输等领域。
本文将介绍微波电路设计的基本原理和应用案例。
一、微波电路设计基础1. 微波信号特性微波信号是高频信号，其频率范围通常介于300MHz至300GHz之间。
与低频信号相比，微波信号具有短波长、高频率和高传输速率的特点。
2. 微波器件微波电路的基本组成是微波器件，其中常见的有微带线、异质结、谐振腔和射频开关等。
这些器件具有特殊的电学和磁学特性，可用于放大、滤波、调制和解调微波信号等功能。
3. S参数与传输线理论在微波电路设计中，常用S参数描述器件和网络的性能。
S参数是一种描述器件或网络中电磁波传播特性的方法，它包含了反射损耗和传输损耗等信息。
传输线理论是微波电路设计的重要基础，它描述了微波信号在导线中的传输过程。
二、微波电路设计流程1. 设计需求分析首先，需要明确设计的需求和目标，包括频率范围、增益要求、带宽等。
同时，还需要考虑实际应用环境和可行性，确保设计的可实现性。
2. 设计方案选择根据需求分析，选择合适的设计方案。
常见的微波电路设计方案包括微带线滤波器、宽带放大器、混频器等。
选择合适的方案需要考虑器件特性、尺寸约束和性能要求等因素。
3. 电路建模与仿真利用电磁仿真软件，对设计方案进行建模和仿真。
通过仿真可以分析电路的工作原理、性能参数和优化方案等。
同时，还可以评估电路的稳定性和抗干扰能力。
4. 参数优化与电路优化根据仿真结果，对电路参数进行优化。
优化可能涉及到电路元件的尺寸、材料选择和布局等方面。
通过参数优化，可提高电路的性能和稳定性。
5. 器件选型与电路实现根据电路设计需求，选择合适的微波器件。
在器件选型时，需要考虑参数匹配、功率容量和可靠性等因素。
选定器件后，可以进行电路原理图的绘制和PCB布局设计。
6. 电路测试与调试制作完电路后，需要进行测试与调试。
测试可包括S参数测试、频率响应测试和功率测试等。
微波技术与微波器件课程设计
微波技术与微波器件课程设计1. 课程概述本课程是一门关于微波技术及微波器件的课程设计，旨在提高学生对微波技术及器件理论的认识，并通过实践操作来加深对微波器件的理解与掌握实现自我设计和制造微波器件的能力。
本课程的重点内容包括微波器件设计的基本原理、微波器件市场现状、微波器件测试方法和仿真分析等，课程主要由理论和实践两部分组成。
2. 课程设计目的本课程设计旨在让学生掌握基本的微波器件的原理与技术，了解微波器件市场现状，能够进行微波器件的设计、测试与仿真，同时培养学生的实践操作能力。
通过本课程的学习，学生能够了解微波器件的基本结构、参数和工作原理，能够进行微波器件的设计和仿真，掌握微波器件的测试与分析方法，使学生在将来的工作中更加游刃有余。
3. 课程设计内容3.1 微波器件设计的基本原理本章主要介绍微波电路的基本概念，学习常用的微波电路模型以及微波器件的基本参数及其影响因素。
本章主要介绍微波器件市场的现状以及微波器件的应用，包括微波器件的种类、主要应用领域，以及市场上常用的微波器件厂家等。
3.3 微波器件测试方法本章主要介绍微波器件的测试方法，包括微波器件常用的测试仪器、测试方法和测试数据分析等。
3.4 微波器件仿真分析本章主要介绍微波器件的仿真分析方法，包括微波器件的电磁仿真分析、电路仿真分析和系统仿真分析等。
4. 课程设计实验4.1 微波器件的设计与制造学生需按照老师布置的作业，独立完成一个微波器件的设计与制造，设计出一个具体微波器件并制造出实物，并通过测试和仿真分析来验证器件的性能。
4.2 微波器件测试与数据分析学生需完成一个对微波器件进行测试的实验，并对实验数据进行分析，包括对接头损耗、器件的S参数、带宽等参数的测试和分析。
学生需完成一个微波器件系统的仿真实验，根据具体的实验任务和要求，设计仿真实验方案、仿真算法以及验证仿真结果等。
5. 总结本课程的设计和实验旨在提高学生对微波技术及器件的理解，并通过实践操作来加深对微波器件的认识，使学生具备一定的自主设计、制造和测试微波器件的能力。
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机电产品： Maxwell2D：精确的二维电磁场分析，温度场，有限元分析 软件。 Maxwell3D：高精度电磁场，温度场，有限元分析软件。 SIMPLORER：包含电路，机电系统，控制算法在内的多工 程领域系统仿真软件。 RMxprt：旋转电机设计专家。 PExprt：开关电源设计软件。 选项： AnsoftLinks：接口软件，可直接导入/出设计数据。 Full-wave Spice：超宽带SPICE模型发生器。 ePhysics：电磁应用中热和应力作用分析（中文网站错误） Optimetrics：参数化，敏感性及优化智能引擎。
二、课程内容
• 微波器件和电路 • 微波CAD软件
典型器件设计的CAD范例
设计理论 + CAD
即不空谈理论，也不是CAD软件教学
微波器件和电路多种多样，丰富多彩
术业有专精，现代分工越来越细Fra bibliotek典型器件：常用、有代表性、由简到繁
注意理论应用，设计思想等
滤波器制造
有限元分析波导结构软件
大功率功放功率测试
CST Microwave Studio
Welcome to CST MICROWAVE STUDIO® the specialist tool for the fast accurate simulation of high frequency problems.
Main Features 1.Broadband calculation of S-parameter and antenna problems. 2.Calculation of 3D eigenmodes. 3.Modal Analysis: Improved S-parameter solver for extremely high resonant structures, based on 3D eigenmode calculation. 4.Frequency domain solver with adaptive sampling. 5.Powerful macro language (VBA), OLE automation server. 6.Fast, accurate and memory efficient Finite Integration Method (FI-Method) with Perfect Boundary Approximation™ (PBA). 7.Expert system based automatic mesh generation with 3D adaptive mesh refinement. 8.Fully parametric 3D ACIS based solid and curve modeling. 9.Import and Export of SAT, Step, CATIA®, Pro/E®, IGES or STL 3D CAD data. 10.Import and Export of DXF 2D CAD data. 11.Import GDSII and Gerber 2D CAD data. 12.Import of voxel data models (Human Model Data). 13.AR-Filter analysis for resonant structures. 14.Farfield (2D, 3D, gain, angular beam width and more) and radar cross section (RCS) calculation. 15.Efficient build-in optimizer. (Powell and Quasi-Newton type, advanced multilevel interpolation schemes) 16.Parameter Sweeps. work Parameter Extraction. 18.Spice Model Extraction
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早期的波导、场论 —— 现代微波工程的分布电路分析 • 当今大多数微波工程师从事平面结构元件和集成 电路设计，无需直接求助于电磁场分析； • 当今微波工程师的基本工具是微波CAD软件和网 络分析仪； • 微波工程仍然离不开电磁学，学生仍将从揭示事 务的本质中受益，但是把重点改变到微波电路分 析和设计上来这一点是不容置疑的。 —— David M.Pozar《微波工程》
“学以致用”——理论和工程的“桥梁”没有建立， 缺乏动手的能力和模仿的机会； 学校只讲理论，公司只讲产品； 理论知识的应用产生产品的过程往往被忽略； 学习、模仿、思考、实践—— 相对的，理论研究发展、数值算法分析中的创 新过程比较引起注意；大家也比较“会”文章的发 展创新； 缺乏创新 基础扎实，合理猜想，大胆实践，谨慎操作！
集总元件器件
/Product%20Contents/products.htm
/
微波CAD软件，多种； 应用领域、算法更有不同，各具特色； 应用CAD的基础是“电磁场微波理论”； Ansoft HFSS，Ansoft Designer， Microwave Office CST ADS
在一门有成效的微波工程课程中，应有两项重 要内容：使用计算机辅助设计（CAD）模拟软件和 微波实验训练。 —— David M.Pozar《微波工程》 • Ansoft：HFSS, Designer, ePhysics,-----• CST • Microwave Office • IE3D • ADS (Advanced Design System) • FEKO • QFDTD • ------
Ansoft公司的软件产品，是通过高性能的设计和仿真评 估电子产品及系统来帮助我们的客户提升竞争优势。 高频产品： Ansoft Designer：全新的射频、微波及无线通信领域，电 磁场、电路及系统仿真的综合解决方案。 HFSS：三维高频电磁场分析软件。 Nexxim：下一代频域和时域仿真器。 信号完整性产品： Q3D Extractor：电磁参数自动提取工具。 DesignSI：扩展Ansoft Designer设计平台在高性能信号完 整性的应用软件。 SIwave：高速PCB和高密度IC封装信号完整性和功率传输 全波高密度分析工具。 TPA：全自动三维封装信号完整性分析软件。
现代微波电路和器件设计
1、概述
苏涛 2008年春
现代微波电路和器件设计
一、课程设置目的
二、课程内容
三、考核方法
四、讨论
一、课程设置目的
“英雄无用武之地”——理论与实践脱节
“书到用时方恨少”——理论知识没有“掌握” 电磁场理论 微波网络 天线原理 射频电子电路 电子线路、高频、物理 高数、矩阵论、线性代数、矢量分析、复变函数 —————