微波电路与系统课程介绍
华为微波培训
Lr、Lt 分别为收、发馈线损耗 ，dB;
L Er 分路系统的损耗， dB;
事实上，发收站之间电波传播所经历的空间并不是自由空间。在电波传播的过程中， 地面会对电波产生反射，绕射和散射，空气中的水气和氧气会对电波产生吸收， 雨会对电波产生散射和吸收。总之，传播电路上的介质和物体不同程度地对电波 的幅度、相位和极化产生影响。
1. 微波发展历史、微波传输的特点、前景（Page3） 2.微波概念、站点分类（枢纽站、中继站、终端站）拓扑图。 抗衰落分集技术、新技术应用（Page10） 3.微波设备的组成、分类、框架。（Page42） 4. IDU/ODU/中频电缆/馈线系统/合路器/天线，设备安装、 天线调测、各部件功能。（Page63） 5.华为微波分类、RTN620、ODU介绍。常用单板介绍。微 波调测和配置，手持终端配置使用。（Page105） 6. 故障处理、案例
d)。水上线路比陆地线路严重。因为水上线路容易产生温度随高度剧 烈下降的折射条件，以致较易形成大气波导。此外水面线路反射系数 大，容易形成反射性衰落。 e)。平原线路比山区线路严重。因平原线路容易形成大气分层现象， 地面反射系数也较大。 f)。太阳升起与降落时，衰落也较严重。 3。衰落产生的机理 a)大气吸收衰耗 任何物质的分子都是由带电粒子组成的，这些粒子都有其固有的电磁 谐振频率，当通过这些物质的微波频率接近它们的谐振频率时，这些 物质对微波产生共振吸收。统计表明大气吸收对微波频率在12GHz一 下时，吸收小于1dB，和自由空间相比，可以忽略。
微波电路课程设计报告(DOC)
重庆大学本科学生课程设计指导教师评定成绩表说明：1、学院、专业、年级均填全称。
2、本表除评语、成绩和签名外均可采用计算机打印。
重庆大学本科学生课程设计任务书2、本表除签名外均可采用计算机打印。
本表不够，可另附页，但应在页脚添加页码。
摘要本次主要涉及了低通滤波器，功分器，带通滤波器和放大器，用到了AWR，MATHCAD和ADS 软件。
在低通滤波器的设计中，采用了两种方法：第一种是根据设计要求，选择了合适的低通原型，利用了RICHARDS法则用传输线替代电感和电容，然后用Kuroda规则进行微带线串并联互换，反归一化得出各段微带线的特性阻抗，组后在AWR软件中用Txline算出微带线的长宽，画出原理图并仿真，其中包括S参数仿真，Smith圆图仿真和EM板仿真。
第二种是利用低通原型，设计了高低阻抗低通滤波器，高低阻抗的长度均由公式算得出。
在功分器的设计中，首先根据要求的工作频率和功率分配比K，利用公式求得各段微带线的特性阻抗1，2，3端口所接电阻的阻抗值，再用AWR软件确定各段微带线的长度和宽度，设计出原理图，然后仿真，为了节省材料，又在原来的基础上设计了弯曲的功分器。
同时通过对老师所给论文的学习，掌握到一种大功率比的分配器的设计，其较书上的简单威尔金森功分器有着优越的性能。
对于带通滤波器，首先根据要求选定低通原型，算出耦合传输线的奇模，偶模阻抗，再选定基板，用ADS的LineCalc计算耦合微带线的长和宽，组图后画出原理图并进行仿真。
设计放大器时，一是根据要求，选择合适的管子，需在选定的频率点满足增益，噪声放大系数等要求。
二是设计匹配网络，采用了单项化射界和双边放大器设计两种方法。
具体是用ADS中的Smith圆图工具SmitChaitUtility来辅助设计，得到了微带显得电长度，再选定基板，用ADS中的LineCalc计算微带线的长和宽。
最后在ADS中画出原理图并进行仿真，主要是对S参数的仿真。
为了达到所要求的增益，采用两级放大。
微波电路-实验内容
微波通信概述微波无线通信是以空间电磁波为载体传送信息的一种通信方式，构建微波无线通信时不需要用线缆连接发信端和收信端。
因而在航空航天通信、海运和个人移动通信以及军事通信等方面，微波无线通信是其它通信方式所不可替代的。
微波通信是一种先进的通信方式，它利用微波（载频）来携带信息，通过电波空间同时传送若干相互无关的信息，并且还能再生中继。
由于微波具有频率高、频带宽、信息量大的特点，因此被广泛地应用于各种通信业务中。
如微波多路通信，微波接力通信，散射通信，移动通信和卫星通信等。
同时，用微波各波段的不同特点可实现特殊用途的通信，具体如下：A. S-Ku波段的微波适于进行以地面为基地的通信；B. 毫米波适用于空间与空间之间的通信；C. 毫米波段的60GHz频段的电波大气衰减大，适用于近距离的保密通信；D.90GHz频段的电波在大气中衰减很小，是一个无线电窗口频段，适用于地—空和远距离通信。
E.对于很长距离的通信L波段更适合。
微波通信的主要特点根据所传输基带信号的不同，微波通信又分为两种制式。
用于传输频分多路——调频（FDM-FM）基带信号的系统称作模拟微波通信系统。
用于传输数字基带信号的系统称作数字微波通信系统。
后者又进一步的分为PDH微波和SDH微波通信两种通信体制。
SDH微波通信系统是未来微波通信系统发展的主要方向，利用调制和复用技术，一条微波线路可以传送大量的信息。
这是微波通信的一个主要优点，例如，一个标准的4GHz微波载波，带宽约为10%~20%，可以传送几万条电话信道或几十万条电视信道。
微波通信系统的组成微波通信传输线路的组成形式可以是一条主干线,中间有若干分支,也可以是一个枢纽站向若干方向分支.但不论哪种组合形式,主要是有由微波终端站、中继站和分路站等组成的。
如图所示：终端站中继站再生中继站终端站微波微带电路系统实验设计平台一、适用范围本设计平台主要面向各大中专院校微波通信工程、电子工程、通信工程等专业开设的《微波技术》、《微波电路》、《天线原理》、等课程的实验教学及课程设计、毕业设计而研制的最新产品。
微波电路及设计的基础知识
微波电路及设计的基础知识1. 微波电路的基本常识2. 微波网络及网络参数3. Smith圆图4. 简单的匹配电路设计5. 微波电路的电脑辅助设计技术及常用的CAD软件6. 常用的微波部件及其主要技术指标7. 微波信道分系统的设计、计算和指标分配8. 测试及测试仪器9. 应用电路举例微波电路及其设计1.概述所谓微波电路，通常是指工作频段的波长在10m～1cm(即30MHz～30GHz)之间的电路。
此外，还有毫米波〔30～300GHz〕及亚毫米波〔150GHz～3000GHz〕等。
实际上，对于工作频率较高的电路，人们也经常称为“高频电路”或“射频〔RF〕电路”等等。
由于微波电路的工作频率较高，因此在材料、结构、电路的形式、元器件以及设计方法等方面，与一般的低频电路和数字电路相比，有很多不同之处和许多独特的地方。
作为一个独立的专业领域，微波电路技术无论是在理论上，还是在材料、工艺、元器件、以及设计技术等方面，都已经发展得非常成熟，并且应用领域越来越广泛。
另外，随着大规模集成电路技术的飞速发展，目前芯片的工作速度已经超过了1GHz。
在这些高速电路的芯片、封装以及应用电路的设计中，一些微波电路的设计技术也已得到了充分的应用。
以往传统的低频电路和数字电路，与微波电路之间的界限将越来越模糊，相互间的借鉴和综合的技术应用也会越来越多。
2.微波电路的基本常识2.1 电路分类2.1.1 按照传输线分类微波电路可以按照传输线的性质分类，如：图1 微带线图2 带状线图3 同轴线图4 波导图5 共面波导2.1.2 按照工艺分类微波混合集成电路：采用别离组件及分布参数电路混合集成。
微波集成电路〔MIC〕：采用管芯及陶瓷基片。
微波单片集成电路〔MMIC〕：采用半导体工艺的微波集成电路。
图6微波混合集成电路例如图7 微波集成电路〔MIC〕例如图8微波单片集成电路〔MMIC〕例如2.1.3 微波电路还可以按照有源电路和无源电路分类。
《微波技术与天线》课程教学中理论性与工程应用性的结合探讨
《微波技术与天线》课程教学中理论性与工程应用性的结合探讨摘要:“微波技术与天线”是一门既强调理论性又强调工程性的课程,而传统教学时常常忽略理论性和工程性的结合,通过在教学过程中介绍微波与天线的最新应用,教学实践中应注重培养学生的工程思维和工程意识,将工程观点贯彻于各个教学环节中,提高分析工程问题、解决工程问题的能力。
关键词:教学教改工程思维工程意识随着信息时代的到来,作为信息主要载体的高频电磁波——微波不仅在卫星通信、计算机通信、移动通信、射频识别等领域得到了广泛的应用,而且深入到了各行各业,甚至在人们的日常生活也扮演着角色,因此在教授“微波技术与天线”课程中,不但需要把理论知识传授给学生,还要在教学过程中增强工程应用性。
1 课程有强的理论性和强的工程应用性“微波技术与天线”课程主要涉及微波技术、天线与电波传播和微波应用系统等方面内容,该课程既有强的理论性又有强的工程应用性。
“化场为路”方法分析均匀传输线,它是把传输线等效为分布参数电路,建立传输线方程,求出满足边界条件的电压、电流的分布,分析传输线的阻抗、反射系数及驻波比等传输特性,其结构有平行双线、同轴线、带状线和微带线。
在麦克斯韦方程基础上,求出满足边界条件的波动解,得出空间各点的电场和磁场的表达式,进而分析电磁波传输特性,波导理论介绍矩形波导、圆波导、同轴线等的物理构成及工作原理,它们的场结构在三维空间分布。
天线理论介绍各种线天线、面天线的三维结构、馈电原理、辐射方向图等[1]。
本课程多方面体现与工程应用紧密联系。
如同轴线应用在有线电视、闭路监控系统、电信企业的传输部门等;波导应用在功率较高的场合如雷达、基站等,功率分配器、隔离器、定向耦合器等应用在室内分布系统和基站等,天线的应用有手机天线、蓝牙天线、基站天线等等。
2 教学理论性和工程应用性不能很好结合教材可能由于篇幅所限,或过于陈旧,不能很好地体现微波技术与天线的实际工程应用;教学过程中过于偏重理论教学,实践教学所占比重较小,在有限的课时教学中传统方式仅仅能将基本的、重要的概念、原理、方法教授给学生,而对微波技术的发展前沿问题、最新的工程应用涉及较少;另外缺少学科建设及科研经费,造成实验室先进仪器设备相对匮乏,所开实验不能体现微波与天线的工程应用,也不能提供给学生开放式教学所必需的环境。
非线性微波电路与系统 第三章..
Company name
非线性微波电路与系统
3.1 谐波平衡法
3.1.1 谐波平衡方程的建立
一般非线性二端口部件的等效电路
等效电路中的输入输出网络一般为匹配、偏置、 滤波等电路。
Company name
非线性微波电路与系统
Ym,n diag Ym,n (kwp ) , k 0,1,2,......, K
即
Ym ,n
Ym ,n (0) Y ( w ) m ,n p ... ... ... Ym ,n (kwp )
Vb1 V s 0 0 Vn1 V ...... n 2 V b2 0 ...... 0
非线性微波电路与系统
电子工程学院 电磁场与微波技术 主讲人： 徐锐敏
LOGO
（教授）
非线性微波电路与系统
3.1 谐波平衡法
谐波平衡法：
分析单一的频率信号激励强或弱的非线性电 路。用于分析功放、倍频器、带本振激励的混频器 等。 变换矩阵法（大/小信号法）： 分析两个频率信号激励的非线性电路，其中 一个激励信号幅度很大而另一个幅度很小。用于混 频器、调制器、参量放大器、参量上变频器等。
I
即
Is
YNN
V
I = Is + YNN V
Company name
非线性微波电路与系统
3.1.1 谐波平衡方程的建立
电路图中的N+1,N+2端口的激励源转换为端口1至N的电 流源。到此，我们完成了求解流入线性子网络的电流向 量。
即：流入线性子网络的 电流＋流入非线性子网 络的电流＝0
0
《微波电路》课件
随着信息技术的不断发展，微 波电路的工作频率和传输带宽
也在不断增大。
集成化、小型化
随着微电子技术的发展，微波 电路的集成化程度越来越高， 体积越来越小。
多功能化
微波电路正向着多功能化的方 向发展，如同时处理多种信号 、实现多种功能等。
低成本、低功耗
随着市场竞争的加剧，低成本 、低功耗的微波电路成为研究
测试技术
微波电路的测试包括信号源测试、接 收机测试和系统测试等。信号源测试 主要是测试信号源的频率、功率和调 制等特性；接收机测试主要是测试接 收机的灵敏度、动态范围和抗干扰能 力等特性；系统测试主要是将微波电 路与其他系统进行集成测试，验证整 个系统的性能和功能。
05
微波电路的典型应用案例
微波通信系统中的微波电路
微波电路与生物医学工程 的融合
生物医学工程中的无损检测、生物传感器等 技术需要利用微波电路进行信号传输和处理 ，这种交叉融合有助于推动两个领域的共同
发展。
THANKS
感谢观看
系统误差
系统误差是由测量系统的硬件设备、线路损耗、连接器失 配等因素引起的误差。这些误差可以通过校准和修正来减 小。
方法误差
方法误差是由测量方法本身引起的误差，如信号源的频率 稳定度、测量接收机的动态范围等。这些误差可以通过选 择合适的测量方法和条件来减小。
微波电路的调试与测试技术
调试与测试的重要性
新型微波半导体材料
新型微波半导体材料如宽禁带半导体材料（如硅碳化物和氮 化镓）具有高电子迁移率和化学稳定性，为微波电路的发展 提供了新的可能性。
新型微波器件在微波电路中的应用
新型微波电子器件
随着微电子技术的不断发展，新型微波 电子器件如微波晶体管、微波集成电路 等不断涌现，这些器件具有体积小、重 量轻、可靠性高等优点，在雷达、通信 、导航等领域得到广泛应用。
微波电路与系统
仿真分析
通过CAD软件对设计进行 仿真分析，可以预测电路 性能并优化设计方案。
典型微波电路设计实例
放大器设计
根据性能指标选择合适的晶体 管或场效应管，设计匹配网络 和偏置电路，实现放大功能。
混频器设计
利用非线性元件实现频率转换 ，设计本振电路和滤波网络， 实现混频功能。
振荡器设计
选择合适的振荡器件，设计反 馈网络和输出匹配网络，实现 振荡功能。
接收机系统组成及工作原理
低噪声放大器
对接收到的微弱信号进行放大 ，同时降低噪声干扰。
中频放大器
对中频信号进行放大，以便于 后续处理。
天线
接收空间中的微波信号。
混频器
将接收到的微波信号与本振信 号进行混频，产生中频信号。
解调器
从中频信号中解调出原始信息 信号。
天线系统与馈线系统
天线类型
根据应用需求选择不同类型的天线，如抛物面天线、微带天线等。
功率放大器
是微波电路中的重要组成部分，用于将微弱的微波信号放大到足够的功率水平 以驱动负载。常见的功率放大器有行波管放大器、速调管放大器等。在选择功 率放大器时，需要考虑输出功率、效率、线性度等指标。
03
微波电路分析与设计
微波电路分析方法
等效电路法
数值分析法
将微波电路中的元件用集总参数元件 等效，进而利用电路理论进行分析。 这种方法适用于低频段和简单电路。
是一种具有放大、振荡等功能的三端器件。根据工作原理和结构不同，可分为双 极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）两大类。在微波电路中，常采用具有 高电子迁移率和高频特性的FET，如GaAs FET、GaN FET等。
场效应管与功率放大器
场效应管（FET）
- 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)。
参考资料：《射频/微波电路导论》 雷振亚 西安 电子科技大学出版社 2005.8
参考资料：《微波固态电路》言华 北京理工大学 出版社 1995
参考资料： 《Microwave Solid State Circuits Design》 Inder Bahl A John Wiley & Sons Inc，Publication， 2003
要讲授PIN开关、衰减器和移相器的设计方 法。本章授课学时—4学时。 实践性教学环节 实践性教学环节主要以仿真实验为主。实验 部分学时—4学时。
7
考核方式
本课程平时考核占总分20%（以作业和出勤率 综合考核）；
实验环节占总分20%（实验报告）； 期末考试占总分60%（开卷笔试）；
8
建议教材及参考资料
微波电路与系统
微波电路与系统课程介绍
电子科技大学 贾宝富 博士
1
绪论
前期课：微波技术， 电子线路 内容： 微波电路理论，应用技术，
半导体知识，通信系统概念
2
本课的相关课程与技术
相关课程：
电磁场 -- 基础课， 电场磁场分布，电波传播 微波技术--无源电路， 分布参数、传输线、微波网络、
滤波器、匹配、 阻抗变换 射频电路--有源电路， 放大、振荡、变频、滤波、收发信机
• 第一章：引言 • 简单介绍微该章内容 。本章授课学时—1学时。 • 第二章：微波集成电路基础 • 介绍微波平面集成传输线、微波单片集成电 路。理解微带电路的不连续性。掌握阻抗变 换电路、功率分配器和耦合器。本章授课学 时—5学时。
4
教学内容
5
教学内容
第五章：微波倍频器 了解微波倍频器的工作机理。本章主要讲授
微波倍频电路的设计方法。本章授课学时 —6学时。 第六章：微波振荡器 本章主要讲授负阻振荡器和晶体管振荡器的 工作原理。要求学生掌握微波负阻振荡器和 晶体管振荡器的设计方法。本章授课学时 —8学时。
6
教学内容
第七章：微波控制电路 了解微波PIN控制电路的工作机理。本章主
有源电路定义： • 中国习惯指含半导体器件的各种电路
• 英文书刊: active circuit 仅指有高频能量增长的电路 如:放大器、振荡器 passive circuit 指无能量增长的电路
如: 混频器、检波器、开关、限幅器 信息工业领域：
信息采集 ---- 信息传输 ---- 信息处理
3
教学内容
• 第三章：微波晶体管放大器 • 了解微波三极管的工作机理。本章主要讲授
微波低噪声放大器和功率放大器的设计方法 。讲授过程中以线性分析为主，简单介绍非 线性电路的分析方法。本章授课学时—10 学时。 • 第四章：微波混频器和检波器 • 本章主要讲授微波二极管混频器与检波器的 工作原理。要求学生掌握微波混频器与检波 器的设计方法。本章授课学时—10学时。
9