西电 微波大作业..共16页
微波大作业
四端口网络研究分析1.四端口网络的基本性质性质1无耗互易四端口网络可以完全匹配，且为一理想定向耦合器。
性质2有理想定向性的无耗互易四端口网络不一定四个端口均匹配，即是说四个端口匹配是定向耦合器的充分条件，而不是必要条件。
性质3有两个端口匹配且相互隔离的无耗互易四端口电路必然为一理想定向耦合器，且其余两个端口亦匹配并相互隔离。
2.理想定向耦合器一个可逆无耗四端口网络，各个端口完全匹配，有一个端口同输入端口完全隔离，输入功率在其余两个端口上分配输出，这种网络称为理想定向耦合器。
如①口为输入端口，其它三个为输出口或隔离口。
由隔离口的端口的不同，其相应的矩阵为]S、[]03S、[]04S。
[02性质1 无耗互易四端口网络可以完全匹配，且为一理想定向耦合器。
（可由互易网络的幺正性证明。
）对于上图中(a)，其散射矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=00000000][241423132423141302S S S S S S S S S对于上图中(b)，其散射矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=00000000][341434232312141203S S S S S S S S S 对于上图中(c)，其散射矩阵为[]⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=00000000342434132412131204S S S S S S S S S 性质2 有理想定向性的无耗互易四端口网络不一定四个端口均匹配，即是说四个端口匹配是定向耦合器的充分条件，而不是必要条件。
[]⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡ΓT Γ-T T -ΓT Γ=0000j jCjC j j jC jC j S 性质 3 有两个端口匹配且相隔离的无耗互易四端口电路必然为一理想定向耦合器，且其余两个端口亦匹配并相互隔离。
[]⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=00000000342434132412131204S S S S S S S S S3..定向耦合器的技术参数以常用的互易无耗][04S 为例。
微波考试用(西电第二版)
［例1- 1］一根特性阻抗为50 Ω、 长度为0.1875m耗均匀传输线, 其工作频率为200MHz, Z l=40+j30 (Ω), 试求其输入阻抗。
解: 由工作频率f =200MHz 得相移常数β=2πf/c =4π/3将Z l=40+j30 (Ω), Z0=50,z =l =0.1875及β值代入式（1- 3），有[例1-2］一根75Ω均匀无耗传输线, 终端接有负Z l=R l+j X l, 欲使线上电压驻波比为3, 则负载的实部R l 虚部X l 应满足什么关系？解: 由驻波比ρ=3, 可得终端反射系数的模值应为将Z l=R l+j X l, Z 0=75整理得负载的实部R l 部X l 应满足的关系式为(R l-125)2+X 21=1002即负载的实部R l 和虚部X l 为（125, 0）、半径为100的圆上, 而下半圆对应负载为容抗。
［例 1- 3］设有一无耗传输线, 终端接有负Z l=40-j30(Ω):①要使传输线上驻波比最小, 多少？②此时最小的反射系数及驻波比各为多少？ ③离终端最近的波节点位置在何处？ ④画出特性阻抗与驻波比的关系曲线。
解: ① 要使线上驻波比最小, 的模值最小,即 将上式对Z 0求导, 并令其为零, 经整理可402+302-Z 02=0即Z 0=50Ω。
这就是说, 当特性阻抗Z Ω时终端反射系数最小, 从而驻波比也为最小。
② 此时终端反射系数及驻波比分别为③ 由于终端为容性负载, 位置为④ 终端负载一定时, 曲线如图 1- 7 所示。
其中负载阻抗Z l=40-j30 (Ω)可见，当Z 0=50Ω时驻波比最小, 图 1- 7 特性阻抗与驻波系数的关系曲线 [例 1-4]现有同轴型三路功率分配器，如图1-10该功分器在2.5GHz-5.5GHz 波比均小于等于1.5，插入损耗为，配到各个输出端口，试计算（1）输入端的回波损耗贝表示）；（2）功率的比值（用百分比表示）。
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。
西电微波电子线路大作业1教材
微波电子线路大作业姓名：班级：021014学号：一 肖特基势垒二极管与混频器1 肖特基势垒二极管利用金属与半导体接触形成肖特基势垒构成的微波二极管称为肖特基势垒二极管。
这种器件对外主要呈现非线性电阻特性，是构成微波混频器、检波器和微波开关等器件的核心元件。
目前绝大多数混频器都采用肖特基势垒二极管，因为肖特基势垒二极管的耗尽电容比PN 结电容小的多，因此肖特基势垒二极管更适合微波频率下工作。
肖特基势垒二极管的等效电路如右图所示：肖特基二极管作为非线性电阻应用时，除结电容之外，其他都是寄生参量，会对电路的性能造成影响，应尽量减小它们本身的值，或在微波电路设计时，充分考虑这些寄生参 量的影响。
一般地，肖特基势垒二极管的伏安特性可以表示为：对于理想的肖特基势垒，；当势垒不理想时，,点接触型二极管,面结合型二极管。
如下图是肖特基势垒二极管的伏安特性曲线：肖特基势垒二极管特性参量：1） 截止频率2） 噪声比（理想情况下） 3） 中频阻抗 4） 变频损耗2 混频器微波混频器的核心元件是肖特基势垒二极管。
混频机理是基于肖特基势垒二极管结电阻的非线性管子在偏压和本振的激励下，跨导随时间变化，加上信号电压后出现一系列频率成分的电流，用滤波器取出所需中频即可。
j R SR j C p C SL描述二极管混频器的混频过程，需要建立一个等效电路。
由于混频二极管是一个单向器件，不仅与和差拍产生新的频率，而其电流在一定的阻抗上所建立起的电压也会反过来加到二极管上该电压与和差拍，也产生新的频率。
混频器等效电路如右图所示：信频、中频和镜频电流的幅值为：由等效电路可以求出变频损耗。
微波混频器的作用是将微波信号转换为中频信，频率变换后的能量损耗即为变频损耗。
变频损耗主要包括三部分：(1) 由寄生频率产生的净变频损耗。
(2) 由混频二极管寄生参量引起的结损耗 。
(3) 混频器输入/输出端的失配损耗。
结论；混频器的变频损耗载镜频开路时变频损耗最低，镜频匹配时变频损耗最高。
微波电子线路大作业
微波电子线路大作业02091411范仕祥一．PIN 管微波开关按功能分有两种：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，而实际的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 ↓， 则： 功率容量：并联开关：导通时 截止时串联开关：导通时 截止时00ln 's s f R I I T T I I ττ==、2010(2)4f dn dm f Z R P P Z R +=2302B dn V P Z =2020(2)4f dn dm f Z R P P Z R +=2308B dn V P Z =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。
多管阵列型开关是在均匀传输线上等间隔的并联(或串联)若干个PIN 管而构成，根据微波网络理论可对阵列型开关进行分析。
单管开关级联就可做成阵列式开关，因此阵列式开关的分析可归结为级联网络分析，可用传递矩阵相乘的方法求出阵列开关的衰减特性。
采用多管串联的电路形式，可加大该通道开关的功率容量：而采用多管并联的形式，则可提高该通道开关的隔离度。
西电 微波大作业
试验结果表明，蒸汽杀青由于蒸汽含水量高,原料外层受高温 影响,因此杀青后的茶叶几乎无减重,部分叶绿素受破坏,原料所含 营养物质随冷凝水而部分流失,品质不太理想。微波杀青与炒青方 式加工的茶叶品质均好,色泽方面无明显差异,但微波杀青升温迅 速、温度均匀、热效率高、杀青时间短(为炒青时间的1/8),可连 续进行，且微波杀青所用能源为电能，对加工环境没有污染。 微波作为一种新的 能量传递方法，已被日 本、新加坡、印尼等国 用于茶叶的杀青和烘干， 提高了茶叶的品质档次， 取得了明显的经济效益。 但微波杀青也在茶叶香 气、滋味上存在不足， 可对微波加工参数作进 一步的试验调整，或采 用组合式杀青方法。
安徽岳西将微波冷 冻干燥生产工艺成功应 用于茶叶制作中，实现 了高效、节能、环保、 安全，兼有杀菌功能， 更好的保证了岳西翠兰 品质。
于其热由重 够长细电的应死效较到由 茶杀效于组 强发胞子电使亡应好较于茶 、 饮菌应微， 的育膜和径微；使的大高饮 料温对波从 微受的离分波而蛋效损温料 香度生杀而中波到通子布电微白果失长在 气低物菌诱的电抑透的，场波质。。时常 的于的利发氢场制性浓影改对变微而，规 保常破用遗键可而能度响变微性波微会热 持规坏了传松以死，，了了生，对波使 。方作热基弛导亡使从细细物导微杀茶力 法用效因、致。微而胞胞的致生菌叶杀 ，，应突断生此生改膜膜生微物，香菌 有因和变裂物外物变周断物生的具气中 利此非。和的足生了围面效物热有受， ， RNA
DNA
茶叶在贮运过程中 易生虫，在黑茶的渥堆 过程中也常发生昆虫污 染的现象。过去常用药 物熏蒸的杀虫方法，但 存在药物残留的问题。 采用微波处理可以取得 良好的杀虫效果，杀虫 效果与茶叶和虫体的介 电性质密切相关，当茶 叶的含水量小于12％时， 有利于增强杀虫的效果。
西电微波电子线路作业
微波电子线路作业班级：020911姓名：张盎农学号：02091086ADS混频器设计耦合器设计仿真结果J"尺*人¥申.* *rr”：M «SHW®I噩I逼AHKOD I A低通滤波器设计仿真结果川尸r« Lwp 1|代年*甲r *包誓爭欽》国■* H 4 4| |b b 种吐母和週输出频谱仿真1按照文档所连D-■10-错误提示2直接代入数值修改后端口 1:P=dbmtow (-20),功率源输出信号功率为 -20dBmFreq=3.6GHz,射频输入频率 端口 2：P=dbmtow ( 10)，功率源输出信号功率为 10dBmFreq=3.8GHz,本振输入频率谐波平衡仿真控制器设置如图所示■■I ■ i>li 1 -b -i.i -1 ■ I I"Ha > bl HO" »9 D 戈4■也申會譽令墓览熔样 囲園、 a«i.«i<rt 吉盥：：*" VJt 趣理1J JIL- +fiL.罪询 HL N guU肛I —IN. [uiLcE>rJ U阿 py MET +省申申mu * »国■'看警％嗚宀Tij*r*<77*9144本振与输出修改端口 2重新设置：P=dbmtow ( LO_pwr ),即设置变量 LO_pwr 增加变量设置VAR ，设置如图所示{■L B |J I ^ £*L M I fi.Ku^j UisEr-1.2 ■Qind^l 1F*7mm¥"MU ：I 器 y RM MIIC 囲心珂泗帕目■ I F 1 HB*1 .M|pjnn^i ：r»4f GMfFmq 可二3 tS GHz 0就讪叮 ◎隹羽冃W-0 靜 rfru L=2 bamC_JMW _ _ .TU &*5f-TW^*r vw-1島『mmL=10 2 Hl1L7*ct、ni氯i 斡训><1财tttn L=1£] 4G imnr&SmTL«Ua 匕 Wub 「 L=25niMMW F_M11I 伽3 比刚 hhlfitabJ *1利 C7 mrn> iM 二P 9fi mm 加』却«mMLH TL5宫 g.二1血 T 训■!斛HIIWL-10.2 ffV•:皿」f hSKi>[o CIA亍••ronnMum-3 九血oimP=dbmlD«4^FnH|=3c 6<«H±」 J 四臨・ idllLI 中Akij j fi ： uUh-uOttMlQd h F<PORT2Num---27=9OIMH 円如11晦■巩1训 rreqj-3B 0H1仿真结果从图像结果可看出 Vout 输出与本振功率有关三阶交调分析将的端口 1的单品功率源更换为多频功率源 P_n To ne ,对其设置如图所示修改端口 2和VAR 的设置，如图所示修改谐波平衡仿真控制器，设置如图所示 插入测量方程控件 Meas Eqn ，并对其参数如图设置EH"HARM Qh 心 BALANCEEDft□Cfh ■-iiirnriTsi R 斗1肿個H01l •iw&PddE 屮戸-9 GHz 电 IW*討盲(j-H/On»12|=Jfiwaapl别pg □ pi XtEL □ _pw r~ Art liTABnceNHSTBllj^lflB T M IHtDHiEVNiBrvP'lF Swii 如imNwepih ■ >M ■”理 rinNtvw 烛S*i lnw«»Nm[5> 5<n 5®r1-1 Sbp=X SfcU-l話MUM世IULn_prn 10tM <U ：B F=1gm i E 呻NwilSuniflr ----------|TP 0D5 ranJW^D-AJ LFWU5j I i!B“in Rgm«D BCdioPOPTi rjNum-1b-^n-'CetWW=D 価 moi回asPAfiAUErtR:PlH=t12 um=? £-30 Ohm(a zQt!mKraCLO_pwrj Fnqi=3 ・ GH EmmTU bU3M ："MMubr 吩0 N Him rrilll仿真结果vf(E g U L cos L t) (E o U L cos L t)I sa eI sa SPE gU L cos L t二，理论分析 微波混频器1、 微波混频器的作用与用途微波混频器是通信、雷达、电子对抗等系统的微波接收机以及很多微波测量 设备所不可缺少的组成部分。
西电微波实验报告
实验一传输线理论一、实验目的(1) 了解基本传输线、微带线的特性。
(2) 熟悉RF2000教学系统的基本构成和功能。
(3) 利用实验模组实际测量微带线的特性。
(4) 利用Microwave Office或Ansoft Designer软件进行基本传输线和微带线的电路设计和仿真。
(5) 掌握射频微波电路的指标内容和记录格式。
二、实验设备三、理论分析(1) 基本传输线理论。
(2) 无耗传输线的工作状态。
(3) 微带线理论的设计。
四、硬件测量1)测量开路传输线(MOD-1A)、短路传输线(MOD-1B)、50Ω微带线(MOD-1C)，使用频率均为50~500MHz。
2)准备好实验用的仪器和设备以及相关软件。
3)测量步骤：(1)MOD-1A的S11测量：设定频段BAND-3，对模组P1端口做S11测量，并将测量结果记录于表1-1。
(2)MOD-1B的S11测量：设定频段BAND-3，对模组P2端口做S11测量，并将测量结果记录于表1-2。
(3)MOD-1C的S11测量：设定频段BAND-3，对模组P3端口做S11测量，并将测量结果记录于表1-3。
(4)MOD-1C的S21测量：设定频段BAND-3，对模组P3及P4端口做S21测量，并将测量结果记录于表1-3。
4)实验记录：BdFre(MHz)表1-1 MOD-1A的S11测量BdFre(MHz)表1-2 MOD-1B的S11测量300350400450500-30-25-20-15-10-50510d BFre(MHz)MOD-1C S11 MOD-1C S12 MOD-1C S21表1-3 MOD-1C 的S 参数测量5) 硬件测量结果的参考值：RF2KM1-1A MOD-1A S11≥ -1dBMOD-1B S11≥ -1dB MOD-1C S11≤ -15dB MOD-1C S21≥ -0.5dB五、软件仿真利用Microwaveoffice 软件仿真模型图，并作出数据图。