微波电子线路
4 微波电子线路
4、微波混频器的主要指标 ②二极管寄生参数Rs,Cj所引起的管内损耗L2. ③输入、输出端不匹配所引起的失配损耗L3. ④电路连线产生的热损耗L4. 一般混频器中，L4<0.2db，我们重点讨论前三项: 净变频损耗L1 混频器中寄生频率虽然很多、在设计良好混频器中 绝大部分寄生频率可被有效短路,惟独镜像频率和信号不 易分开,一般不容易被轻易滤掉.由三端口等效电路可知, 镜频端口的端接情况直接影响信号功率能否有效地转移到 中频上.所以净变频损耗对镜频阻抗依赖很大.我们首先研 究在一般情况下,净变频损耗与镜频阻抗的关系: 在三阶导纳矩阵中，令 I i = GiVi
4、微波混频器的主要指标 则第三式为： GiVi = − g 2Vs + g1Vo − g oVi 可解出 Vi = (− g 2Vs + g1Vo ) / (Gi + g o ) ，将此关系代入前面 二式中有：
I s m11 m12 Vs = I 0 =m21Vs +m22V0 I 0 m21 m22 V0 2 g12 g2 m22 = − g 0 + m11 = g 0 − 其中 g 0 + Gi g 0 + Gi g1 g 2 m21 = − m12 = − g1 + g 0 + Gi
噪声系数F = 输入端微波信号的信噪比 输出端中频信号的信噪比
4、微波混频器的主要指标 所以： F = Sia / N ia = L N oa (T = 290o ) Soa / N oa N ia
Sia S 其中，L = 为变频损耗； ia、Soa 表示输入、输出端信号 Soa 资用功率；N ia、N oa 表示相应的噪声资用功率。
4、微波混频器的主要指标
微波电子线路大作业
微波电子线路大作业学号：000000姓名：111111一、PIN管微波开关1、PIN管基本特性1、直流电压作用下的特性在零偏置下，I 层完全耗尽，反偏等于或大于电压时，I 层完全耗尽。
在零偏与反偏下，PIN管均不能导通，呈现大电阻。
正偏时，分别从两端向I 区注入载流子，他们到达中间区域复合。
PIN管一直呈现导通状态，偏压(流)越大，载流子数目越多，正向电阻越小。
2、交流信号作用下的阻抗特性频率较低时，正向导电，反向截止。
具有整流特性频率较高时，正半周来不及复合，负半周不能完全抽空，I 区总有一定的载流子维持导通。
小信号时I 区的载流子少，大信号时I 区的载流多。
所以，高频大信号时电阻大，小信号时小信号时电阻小。
3、交直流电压作用下的特性I 区的载流子决定于偏压，与微波信号关系不大。
管子阻抗完全决定于偏压。
正偏时，改变I0 可以调整Rf ，反偏时，高频信号再大，也不导通。
按功能分有两种：通断开关和转换开关；按PIN 管与传输线的连接方式分为串联型、并联型和串并联型；从开关结构形式出发可分为反射式开关、谐振式开关、滤波器型开关、阵列式开关等。
单刀单掷开关基本原理如果PIN管正、反偏时分别为理想短路和开路，则对上图（a）的串联型开关来说，PIN管理想短路时，开关电路理想导通；PIN管理想开路时，开关理想断开。
对（c）图的并联型开关来说，情况相反，PIN管短路，对应开关断开；PIN管开路，对应开关导通。
由于封装参数的影响，对于单管开关无论是串联型还是并联型，都只能在固定的某几个较窄的频率区间有开关作用，而实际工作频率常常不在这些区域。
为了扩展开关的工作模区，改善开关性能，有的直接把管芯做在微波集成电路上；也有采用改进的开关电路，其中常用的有谐振式开关、阵列式开关和滤波器型开关。
单刀双掷开关开关指标开关时间：τ为载流子寿命，I0为正向电流，IR为反向电流，IR↑，ts↓，功率容量：并联开关：导通时P dn1 = (Z02R f )/24Z0 R f P dm截止时P dn3 =V B2 /2Z0串联开关：导通时P dn 2 =(2Z0R f )2 / 4Z0 R f P dm截止时 P dn 3= V B 2 / 8Z 0当频率升高时，串联或并联一只PIN 管的开关，其性能指标将恶化，因此，可采用多个二极管级联，以提高开关性能。
6 微波电子线路
∑ nf
n=0
=0
s
即： P01 + nP0 n = P01 + nP0 n = 0 即：P01 + P0 n = 0 f 01 nf 0 n f 01 nf 01 P0n 为负，且 P01 = − P0n ，故理论上，效率为100％，但实际 上，由于 Rs 及其他原因，效率是很低的。
1 2
其中，C j ( 0)
ε Nd e =A 为u=0时的结电容. 2ϕ s
对其它掺杂规律(如线形缓变结、超突变结等)的管子， 依据其电容分布规律不同,Q表示式不同.通过解一维泊松方 程,可得结电容的一般表示式：
6、变容管及门—罗关系式
u C j ( u ) = C j ( 0) 1 − ϕs 通过控制制造工艺过程.参数n可以变化.变化规律不同.可 适应多种不同用途.常用的变容管有以下几种： ① n=1/2 突变结变容管,主要用于变频及参放. ② n>1/2 超突变结变容管,主要用于电调谐. ③ n=1/3 线形缓变节变容管,主要用于倍频. ④ n=0 阶跃恢复二极管,主要用于高次倍频 3、变容管的参数 C j ( 0) C j min = C j (VB ) 1、结电容： C j ( u ) = n u C j max = C j (ϕ s ) 1 − ϕs
6、变容管及门—罗关系式 门罗关系为： Pp − s P −1 Pp P 1, 10 + = + =0 f10 f1,−1 f p f p − f s
Pp − s P01 ( −1) P −1 Ps 1, + = − =0 f 01 f1,−1 fs f p − fs
f P − f s 支路是无源支路,只吸收功率，所以 PP − S < 0 为了门－罗关系成立，必有 PP >0、Ps <0 ，这说明只要给 变容管加上泵浦和信号功率.就可从差频支路输出 PP − S ,且 功率增益为： Pp − s f p = −1 Gp−s = Ps fs
微波电子线路总复习
g
(2)沿过A点的等反 射系数圆向负载旋 转交实轴于C点， 转过的长度即为l3
向电源
向负载
C点对应的阻抗为0.45
第32页/共40页
B
lB0.012
A..
rA0.45
第33页/共40页
非归一化值为 0.45 50 22.5 所以，四分之一波长阻抗变换器的特性阻抗为
各级波形
谐振电路
输出滤波
Nf1
负载
T1
T1
T1
TN
第13页/共40页
原理电路图
Cb
LM
LCH
Rg
Lb
CM
Vs
Rb
L CT
信 源 偏置 匹配 激励
电路 电路 电感
l1
Cc
l2
Cd RL
谐振电路
输出滤波器 负 载
脉冲发生器
Lb LCH 高频扼流圈
Cb Cc Cd 隔直流电容
Rb 自给偏压电阻 L 激励电感
扫描电路
第24页/共40页
6.负阻振荡器的噪声和频率稳定度 提高频率稳定度措施(腔体稳频、注入锁相)
第25页/共40页
第五章 微波晶体管放大器和振荡器 1.微波晶体管的S参数 2.微波放大器的增益、稳定性和噪声系数 三种功率增益、稳定性的概念及判定方法、二端口网络的 噪声系数的一般表达式、等噪声系数圆
信号输入
(3) 双平衡混频器
fs
D4
D3
fL
D1
D2
第7页/共40页
微带双平衡混频器
正面
背面
第8页/共40页
4.镜像回收和镜像抑制 镜像回收：使混频器产生的镜频功率重新利用，使其变为 中频功率，从而使在中频端口的中频信号得到加强，降低 变频损耗。 镜像抑制：抑制外来的镜频干扰，使其不能进入混频器。 镜像回收和镜像抑制在概念上是不同的，但是在改善接收 机灵敏度上是一致的。
微波电子线路
微波电子线路总结一、基于肖特基势垒二极管的混频器1、PN结简介：PN结的定义:在一块本征半导体中，掺以不同的杂质，使其一边成为Ｐ型，另一边成为Ｎ型，在Ｐ区和Ｎ区的交界面处就形成了一个PN结。
PN结的形成（1）当Ｐ型半导体和Ｎ型半导体结合在一起时，由于交界面处存在载流子浓度的差异，这样电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。
但是，电子和空穴都是带电的，它们扩散的结果就使Ｐ区和Ｎ区中原来的电中性条件破坏了。
Ｐ区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子，Ｎ区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。
这些不能移动的带电粒子通常称为空间电荷，它们集中在Ｐ区和Ｎ区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就是我们所说的PN结，如图1所示。
（2）在这个区域内，多数载流子或已扩散到对方，或被对方扩散过来的多数载流子(到了本区域后即成为少数载流子了)复合掉了，即多数载流子被消耗尽了，所以又称此区域为耗尽层，它的电阻率很高，为高电阻区。
（3）Ｐ区一侧呈现负电荷，Ｎ区一侧呈现正电荷，因此空间电荷区出现了方向由Ｎ区指向Ｐ区的电场，由于这个电场是载流子扩散运动形成的，而不是外加电压形成的，故称为内电场，如图2所示。
（4）内电场是由多子的扩散运动引起的，伴随着它的建立将带来两种影响：一是内电场将阻碍多子的扩散，二是P区和N区的少子一旦靠近PN结，便在内电场的作用下漂移到对方，使空间电荷区变窄。
（5）因此，扩散运动使空间电荷区加宽，内电场增强，有利于少子的漂移而不利于多子的扩散；而漂移运动使空间电荷区变窄，内电场减弱，有利于多子的扩散而不利于少子的漂移。
当扩散运动和漂移运动达到动态平衡时，交界面形成稳定的空间电荷区，即ＰＮ结处于动态平衡。
PN结的宽度一般为0.5um。
PN结的单向导电性PN结在未加外加电压时，扩散运动与漂移运动处于动态平衡，通过PN结的电流为零。
（1）外加正向电压（正偏）当电源正极接P区，负极接N区时，称为给pN结加正向电压或正向偏置，如图3所示。
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。
《微波电子线路》课件第6章
第6章 微波振荡器
GD≥GL BD=－BL
(6-4) (6-5)
6.1.2
下面我们介绍一些实用的负阻振荡器电路，并运用前面
学过的一般理论对它们作必要的分析。同时，介绍一些电子
调谐电路振荡器等相关知识。
第6章 微波振荡器
1. 图6-2(a)和图6-2(b)为两种体效应管微带振荡器电路图。 体效应管与微带线并接，偏置通过微带低通滤波器加入。图 6-2(a)中器件的右边是一段长度为l的终端开路微带线，它等 效于一个电抗网络，选择线段长度在λg/4<l<λg/2范围内，以 满足振荡的相位平衡条件。器件左边的渐变微带线起阻抗变 换作用，使50 Ω负载电阻变换成器件的负阻值。 图6-2(b)中器件放置在一端，由一段长为l1的传输线和 一段长为l2
第6章 微波振荡器
GD GL'
BD
B
Y0
cot
2π
l
(6-6)
若已知器件导纳YD=－GD+jBD，G'L可通过改变耦合环 的插入深度及方向来调节。选择同轴线特性阻抗Z0=1/Y0， 则同轴线长度可由式(6-6)求得。
第6章 微波振荡器
图 6-6 同轴腔振荡器 (a) 结构示意图；(b) 等效电路
第6章 微波振荡器
图 6-2 体效应管微带振荡器的两种形式
(a) 半波长谐振器调谐的体效应管微带振荡器； (b) 体效应管微带振荡器
第6章 微波振荡器
图6-3为一种单片雪崩二极管振荡器的电路图。 这里的 雪崩二极管没有封装，管芯直接置于微带腔内。 一段低阻 抗微带线作为谐振腔，它的一端通过交指型电容与负载相连， 器件的另一边是由一段λg/4终端开路微带线构成的直流偏置
第6章 微波振荡器
微波电子线路课程设计
微波电子线路课程设计设计背景微波电子线路是一门重要的课程，它主要涉及微波器件、微波电路和微波系统等方面的内容。
随着通信技术的飞速发展，微波电子线路的应用范围正在不断扩大，因此在大学的课程设置中，加入微波电子线路的内容显得尤为重要。
本篇文档主要是针对微波电子线路课程设计进行介绍，旨在提高学生在微波电子领域的应用能力，培养其解决实际问题的能力，更好地将所学知识应用于实践中。
设计目的微波电子线路的课程设计旨在落实课程理论教学所学知识，并将其应用于实践中。
其主要目的如下：•培养学生独立思考和解决问题的能力；•培养学生动手能力和实际操作能力；•学生通过实践应用所学知识，深入理解微波电子线路的基本原理和设计方法。
设计方案在微波电子线路课程设计中，我们选择了基础的带通滤波器设计。
设计方案如下：•设计一个中心频率为10GHz的二阶Chebyshev带通滤波器；•滤波器的相对带宽为10%，通带最大衰减不大于0.5dB；•采用贝塞尔公式计算传递函数，利用工程计算软件进行仿真和优化；•利用微波器件进行模拟搭建和测试。
设计步骤步骤一：计算理论值根据已知条件，我们可以利用贝塞尔公式进行计算，得到滤波器的理论值。
计算公式如下：$$ H(s) = \\frac{H_0}{1+(\\frac{s}{\\omega_0 Q})^2} *\\frac{1}{1+\\sqrt{2}(\\frac{s}{\\omega_0 Q})+(\\frac{s}{\\omega_0})^2} $$其中，H0为通带增益，$\\omega_0$为中心频率，Q为质量因数。
计算结果如下：•H0 = 2.33•$\\omega_0$ = 2π ×10 GHz•Q = 5步骤二：利用软件进行仿真仿真软件可以帮助我们更快速地得到滤波器的性能参数，并进行优化。
我们选择ADS软件进行仿真，仿真过程如下：1.利用贝塞尔公式在ADS软件中构建滤波器模型；2.对模型进行仿真，得到传输参数S21曲线；3.对S21曲线进行优化，确认参数和特性是否符合要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
f C , t S , Ri
1、绪论
3、微波混频器的工作原理 1．本振激励特性 2．非线性电阻、一次混频电路频谱 3．三端口等效电路 4、微波混频器的主要指标 1．指标 2．变频损耗、净变频损耗、附加损耗、失配损耗 3．噪声系数的定义 5、噪声系数与单端混频器 1．噪声系数 2．混频器电路构成 3．单端混频器电路
1、绪论
12、微波晶体管放大器的噪声 1、有源二端口网络噪声分析模型 2、噪声系数计算 3、最佳Yopt 及最小 Fmin 13、微波晶体管放大器设计 1、设计指标及步骤 2、单向化设计 3、稳定条件下最大增益设计 4、等增益圆几潜在不稳定条 15、固态负阻器件
1、绪论
一、本课在微波技术中的地位 1、微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、辐 射、测量及应用等问题的理论、技术与方法。其中， 除传输外，其余均与本课内容有关，而传输线组成的 元件又是电路的基本组成部分。有人把微波技术分成 有源和无源两大部分，本课虽是有源部分，但无源部 分也不可少。 2、本课的先行课程要求广泛：①电子线路②微波技术 ③半导体技术④在电路设计中还大量应用计算机技术。 3、本课的元件制造精度要求高、尺寸小，是微波技术 的最新领域，尺寸为微米量级，新技术含量高。
1、绪论
1、绪论
1、绪论
1、绪论
四、本课的主要内容和安排 1、绪论 1．本课程微波技术中的地位 2．本课内容的重要性 3．微波电子系统的组成与应用 4．本课的主要内容 2、肖特基势垒二极管 1．组成及工作原理 2．特性参数 R j , C j , RS , LS , CP 3．等效电路及参数
1、绪论
二、本课内容的重要性 纵观当今电子技术应用，以通信、电子战最为亮眼，微 波地位非常重要。而产生微波信号和接收、处理微弱微波信 号又占最重要的地位，是新有技术中的关键。微波信号处理 好了，其它电路技术是比较传统和现成的。而微波信号的产 生和处理正是本门课的最基本的内容，所以学好本课，不论 是对掌握现代电子技术应用关键，还是工作能力提高都是非 常重要的。 三、微波电子系统的组成及应用 微波电子系统：发射系统包括信号的产生、变频放大、调制 接收系统包括信号放大、本振混频、中放。 应用：微波通信，卫星通信，微波遥感，雷达，电子对抗， 空间技术，射电天文，测量，治疗与探测。
1、绪论
16、负阻振荡器与功率合成技术 17、PIN管与单刀单掷开关 18、复杂改进开关及电调衰减器 19、PIN数字移相器 20、速调管与行波管 21、磁控管 22、微波电子技术新进展 23、复习、作业讲解
1、绪论
6、微波平衡混频器电路与设计 1．平衡混频器简介 2．反相型平衡混频器 3． / 2 移相器平衡混频器 4．镜频开断路法回收 7、变容关及门-罗关系式 1. 变容管 2. 门-罗关系式及其应用 8、功率上变频器与变容管倍频器 1. 功率上变频器 2. 参量倍频器
1、绪论
9、阶跃管倍频器 1、阶跃恢复二极管 2、阶跃管倍频器组成与原理 3、各部分电路分析 10、微波晶体管及其S参数 1、双基极晶体管 2、场效应管 3、异结管及高迁移率晶体管 4、S参数及Z、Γ 11、功率增益及稳定性 1、三种功率增益 2、稳定性分析