射频微波(知识点)
一、射频/微波技术及其基础
1、射频/微波技术的基础 ? 什么是微波技术
研究微波的产生、放大、传输、辐射、接收和测量的科学。射频/微波技术是研究射频/微波信号的产生、调制、混频、驱动放大、功率放大、发射、空间传输、接收、低噪声放大、中频放大、解调、检测、滤波、衰减、移相、开关等各个电路及器件模块的设计和生产的技术，利用不同的电路和器件可以组合成相应的射频/微波设备。微波技术主要是指通信设备和系统的研究、设计、生产和应用。
? 微波技术的基本理论是以麦克斯韦方程为核心的场与波的理论
2、射频/微波的基本特性
? 频率高、穿透性、量子性、分析方法的独特性
射频频段为30 ～ 300MHz ，微波频段为300MHz ～ 3000GHz ，相对应波长为1m ～0.1mm ，照射于介质物体时能深入到该物质的内部。根据量子理论，电磁辐射能量不是连续的，而是由一个个的“光量子”组成，单个量子的能量与其频率的关系为e = h ·f
式中,h = 4×10-15电子伏·秒 (eV ·S) 成为普朗克常数
3、射频/微波技术在工程里的应用
? 无线通信的工作方式
1、单向通信方式
通信双方中的一方只能接收信号，另一方只能发送信号，不能互逆，收信方不能对
发信方直接进行信息反馈
2、双向单工通信方式
3、双向半双工通信方式
通信双方中的一方使用双频双工方式，可同时收发；另一方则使用双频单工方式，
发信时要按下“送话”开关。
4、双向全双工通信方式
通信双方可以通信进行发信和收信，这时收信与发信一般采用不同的工作频率，通
-讲 开关按-讲 按-讲 受话器受话器
二、电磁波频谱1
2、射频/
?GSM900系统的频道配置
GSM-900系统采用等间隔方式，频道间隔为200KHz，同一信道的收发频率间隔为45MHz, 频道序号和频道标称中心频率的关系为
F上行（n）= 890.2 +（n-1）×0.2 MHz
F下行（n）= F上行（n）+ 45 MHz
式中：频道序号 n = 1 ～ 124
在我国的GSM900网络中，1～94号载频分配给中国移动使用，96～124号载频分配给中国联通使用，95号载频作为保护隔离，不用于业务。
?DCS1800系统的频道配置
DCS1800系统采用等间隔方式，频道间隔为200KHz，同一行到的收发频率间隔为95MHz，频道序号和频道标称中心频率的关系为
F上行（n）= 1710.2 +（n-512）×0.2 MHz
F下行（n）= F上行（n）+ 45 MHz
式中：频道序号 n = 512 ～ 885
在我国的DCS1800网络中，512～561号载频分配给中国移动使用，686～736号载频分配给中国联通使用。
?WCDMA的频道配置
WCDMA的工作频道为20MHz，可在60MHz内任意选择，信道带宽为5MHz。
?TD-SCDMA的频率配置
工作频率
●1800～1920 MHz（上/下行共用）
2010～2025 MHz（上/下行共用）
2300～2400 MHz（上/下行共用）
●*1850～1910 MHz（上/下行共用）
1930～1990 MHz（上/下行共用）
●*1910～1930 MHz（上/下行共用）
注：1、*用在ITU定义的区域2，此频段分配属研究频段
2、其他频段有相关主管部门确定
中国移动TD-SCDMA网的频率范围及信道
2010～2025MHz；信道带宽：1.28MHz；信道间隔：1.6MHz
载频有效工作带宽计算：
（N-1）×1.6MHz + 1.28MHz + (M-1)×5MHz
式中：N为频点数，M为组数
三、射频/微波工程中的重要参数
1、频率、阻抗和功率的表征
?频率
1、频率的定义
频率是单位时间内重复的次数。频率和周期在数学上互为倒数，即f=1/T
2、有关信号频率的基本电路
在射频/微波电路里，直接与信号频率相关的电路及仪器有信号发生器、频率变换器、频率选择器。
?功率
1、功率的定义
描述射频/微波信号的能量大小，单位是瓦特，用符号Ｗ表示。
2、有关射频/微波信号功率的基本电路
在射频/微波电路里，直接与信号功率相关的电路及仪器有衰减器、功率分配/合路器、定向耦合器、放大器
?阻抗
1、阻抗的定义
在特定频率下，描述射频/微波电路对微波信号能量传输的影响的一个重要参数。
2、有关射频/微波阻抗的基本电路
阻抗变换器、阻抗匹配器、阻抗标准器
四、射频/微波工程测量技术
1、测量的重要性
?测量是人类认识和改造世界的一种重要的手段。在人们对客观事物的认识过程中，经常需要进行定性、定量的分析，这时就要进行测量。测量是通过实验方法对客观事物取得定量数据的过程，通过大量的测量，人们可以逐步准确地认识各种客观事物，建立起各种定理和定律。所以，杰出的科学家门捷列夫说：“没有测量，就没有科学”。电子信
息科学是现代科学技术的象征，它的三大支柱是：信息获取（测量技术）、信息传输（通信技术）、信息处理（计算机技术），三者中信息的获取是首要的，而电子测量是获取信息的重要手段。
? 微量技术包括哪些方面？
微波信号特性的测量和微波网络特性的测量
2、微波频率的测量
? 直接影响信号的频率稳定度的因素为如下五方面。
1. 频率源的参数变化
2. 外界干扰的影响
3. 频率源噪声的影响 （1）附加噪声 （2）干扰噪声 （3）调频闪变噪声
4. 信号的杂散（或寄生信号）引起频率不稳定性
5. 交流干扰（或称哼扰调制） ? 射频/微波工程对频率特性的要求
1、时域特性
频率误差：指直放站在工作频带内输入频率与输入频率的偏差 调制准确度：可用相位误差来衡量，直放站相位误差是指直放站输出相位轨迹与其回归线之差。
2、频域特性
移动通信系统里通信信号的频域特性是对通信设备的重要指标，该指标要求的表征形式较多，最主要的是用噪声、频谱等特性来表示。 ? 频差倍增技术
该技术是将频差通过倍增器，扩大后再进行测量，也可称为“频率倍增技术”
被测频率（f x ）、标称频率（f s ）、频率偏差（Δf ）有如下关系
频差倍增有三种方式：直接倍增、一级倍增、多级倍增
3、微波功率的测量
? 基本概念：
测量微波功率的最常用方法是“热”的方法，即把微 波能量转换成热能，然后用测热的方法进行测量。常用的测热式功率测量仪器有量热式功率计、热偶式功率计和测辐射热器式功率计等。 ? 对数单位
1、 绝对功率电平（dBm ）
以基准量P0 = 1mW 作为零功率电平（0dBm ），则任意功率（被测功率）Px 的功率电平定义为：
fs fx = fs ± Δf
f M = fs ± M Δf x s f f f =±?0
()()10lg 10lg 1X X mW P P mW P dBm P mW ==
2、 相对功率（dB ）
相对功率即两个功率之比的对数:
若P1 = 10×P2，则有 这个无量纲的数为1，称为1贝尔（Bel ）。在实际应用时，贝尔太大，通常采用分贝，写为dB （deci Bel ），1贝尔等于10dB 。 3、 功率的定义及其信号源反射系数的影响 信号源的资用功率。
信号源传输到无反射负载上的功率（也称为发生器功率）。
信号源入射到任意负载上的功率以及信号源传输到任意负载上的净功率等
a1为信号源入射到负载的入射电压波波幅； b1为负载反射的反射电压波波幅；
bG 为信号源传输到无反射负载的电压波波幅； ΓG 为信号源的反射系数； ΓL 为负载的反射系数。
当负载的反射系数与信号源的反射系数成复数共轭是，其反射系数满足ΓL = ΓG* 的条件。此时信号源传输到负载上的功率最大。
4、微波阻抗的测量
分布参数阻抗的基本概念
传输线上的电压和电流
式中：V 为电压复数； I 为电流复数；
A ，
B 为由终端负载特性决定的复常数；
Z0为传输线的特性阻抗，该参数仅与传输线的结构、尺寸和频率有关；
γ = α + j β为是传输线的另一个参数，其中α是衰减常数，j β是相位常数。 传输线上的阻抗关系
在分布参数电路中，线上任一点的复数阻抗定义为该点的复数电压与复数电流之比。，
线上任一点P 的阻抗Zp ，
式中：l 为由P 点至终端负载的距离
在终端负载处，l = 0，可求得终端负载阻抗ZL 为
12
lg P P 12
22
10lg lg 1P P P P ==
z z V Ae Be
γγ-=+01()
z z I Ae Be Z γγ-=-0l l P l
l
V Ae Be
Z Z I Ae Be γγγγ--+==-00
11L B
A B A Z Z Z B A B
A
+
+==--
可得：得到线上任一点P 的阻抗ZP 与终端负载阻抗ZL 的关系式
对于无耗传输线，α = 0，γ = α + j β，则
可以看出，因此分布参数阻抗在沿线的不同位置各不相同，是沿线位置的函数 电压反射系数与回波损耗 电压反射系数：线上任一点的电压反射系数定义为该点反射波电压与该点入射波电压之比值，反射系数Γ = | Γ |e j φ，是一个由模| Γ |和相角φ组成的复数量。根据定义，线上任一点P 的反射系数Γp ，用数学式表示为： 式中：l 为由P 点至终端负载的距离。
在终端负载处，l = 0，负载的反射系数为 对于无耗线有：
或
表明，沿无耗线移动参考面位置时，反射系数模不变，都等于终端负载的反射系数模 |ΓL|，而沿线反射系数的相角则随l 成线性关系变化。
驻波比：电压驻波比的定义是电压最大值|V| max 与电压最小值|V| min 之比值（英文缩写为VSWR ），简称驻波比。一般用符号K:1表示，用数学式表示为：
驻波比是无量纲的标量，为了表征电压驻波的相位，通常取从测试参考面往源端移动到第一个电压最小点处的距离l min 作为驻波相位的标志。取许多电压最小点中的第一个电压最小点，实际是规定了驻波相位的单值变化范围为0 ≤ l min ≤ λ/2。必要时也可以取半波长任意整数倍的其它最小点位置代替。
驻波比与反射系数的关系：
式中：K 为驻波比；|ΓL|为反射系数摸。 二端口网络的S 参数
当端口2连接无反射负载时，从端口1看入网络的反射系数
当端口2连接无反射负载时，从端口1到端口2的传输系数
当端口1连接无反射负载时，从端口2到端口1的传输系数
当端口1连接无反射负载时，从端口2看入网络的反射系数
000()()L
P L Z Z th l Z Z Z Z th l γγ+=+00
0()
()
L P L Z jZ tg l Z Z Z jZ tg l ββ+=+2l l
r P l
i V Be B e V A Ae
γγγ--Γ===L j L L B
e A
?Γ==Γ(2)2L j l l P L L e e ?ββ--Γ=Γ=Γ,,(2)P L P L L l ??βΓ=Γ=Γ-max
min
K V V =max min 1K 1L
L
V V +Γ==-ΓK 1K 1L -Γ=+1211111222211222
b S a S a
b S a S a
=+=+11121
0b
S a a ==22121
b
S a a ==11212
b
S a a ==222
1
2
0b S a a ==
六、射频微波的测量仪器
1、微波信号发生器
?信号发生器是产生不同频率、不同波形和不同幅度的电压和电流信号，并加载到被测器件或设备上，然后用其他的测量仪器测量其输出响应。
?信号发生器的主要应用有
作为激励源：作为某些点在设备如移动通信设备的激励信号源，尤其是在移动通信射频工程里可作为信源
作为校准源：产生一些标准信号，用于对一般的信号源进行校准，尤其是微波信号的频谱特性的测量，需要有低噪声信号发生器作为标砖信号
信号仿真：在电子设备测量中，场需要产生模拟实际环境特性的信号，可对于干扰信号进行仿真。
?微波信号发生器的主要特性有？
?频率特性
频率范围：微波信号发生器的各项技术指标都得到保证时的输出频率范围
频率准确度和分辨率：微波信号发生器的频率准确度指标称输出信号频率相对于标准频率的相对偏差程度。微波信号的频率准确度取决于读数精度和校准精度。读数精度决定于频率刻度盘或其他读数装置上所能分片的最小增量，即分辨率。
频率稳定度：由于微波源的内部随机噪声和电气、机械以及环境的不稳定因素引起的震荡频率的相对起伏，其表征量分为频域和时域。时域方面通常用频率漂移特性来衡量微波信号发生器由于环境温度、湿度的变化、电子器件以及其他的老化等因素引起的频率漂移。频域方面用相位噪声谱密度来表征频谱纯度。
?功率特性：输出电平、幅度稳定性、幅度均匀性、输出驻波比、高频泄露
?调制特性：调制种类、调制信号特性、调制指数、调制失真、几声调制等。
调制种类：正弦调幅、脉冲调幅、调频和调相等方式
调制信号特性：正弦调幅脉冲调制、调频
2、频率合成信号发生器
?什么是频率合成？
?频率合成就是对一个参考频率进行频率的加和减（混频）、乘（倍频）、除（分频），以得到所需要的一系列信号频率，而且所有的输出频率都与参考频率相关，具有完全一样的频率准确度和长期频率稳定度。
?实现频率合成的方法
?直接合成：基准信号通过脉冲形成电路产生谐波丰富的窄脉冲，进过混频、分频、倍频、滤波进行频率的变换和组合，产生大量的离散频率，最后通过滤波器取出所需频率。方法包括多晶体频率合成法、单晶体谐波选频法和十进制多晶体直接合成法。
?间接合成：间接合成是通过锁相环来完成频率的加、减、乘、除，故也称为锁相合成法?锁相环路基最基本组成框图
锁相环的基本形式
? 混频式锁相环：利用锁相环对输入信号频率进行加、减运算，也称为加减环。
? 倍频式锁相环：利用锁相环对输入信号频率进行乘法运算。常有脉冲控制和数字环两种
数字环原理图
? 分频式锁相环：利用锁相环对输入信号进行除法运算。
? 锁相环的基本理论
? 锁相环路的锁定过程
锁相环开始工作时，压控振荡器（VCO ）的固有输出信号频率f 0（即开环时VCO 自由振荡频率），总是不等于输入信号频率f i （通常是参考频标频率），即存在固有的频差：Δf = f
0 - f i ，则两个信号之间的相位差将随时间变化，经相位比较器，鉴出与之相应的误差电压Vd （t ），然后，通过环路滤波器加到VCO 上。VCO 受误差电压控制，使压控振荡器的频率向着输入信号的频率靠拢，也就是使差拍频率越来越低，直至消除频差而锁定。
环路从失锁状态进入锁定状态的上述过程，称为锁相环的捕捉过程。锁相环处于锁定状态时具有两个基本特性，一个特性是输入信号和VCO 输出信号之间只存在一个稳态相位差，而不存在频率差；另一个特性是VCO 的输出频率稳定在输入频率（参考频标频率）上，
锁相合成法就是利用这一特性来稳定频率。
（a ）（b ）
? 锁相环的跟踪特性和同步带宽
当环路锁定时，VCO 的输出频率（也称环路输出频率）f 0等于环路输入频率f i ，也就是说，环路输出频率可以精确地跟踪上输入频率的变化，这就是环路的跟踪特性，所以环路的锁定状态又称跟踪状态或同步状态。当输入频率变化超过一定范围（即固有频差超过一定值），输出频率不再能跟踪输入频率的变化，这时环路将“失锁”。 在环路保持锁定的条件下，把输入频率所允许的最大变化范围定义为同步带宽。在锁相合成器中，输入频率是基准频率f r ，相对于输出频率f 0，可认为基准频率f r 不变，那么，同步带宽可理解为在环路保持锁定的条件下，VCO 频率f 0允许变化的最大范围。 ? 锁相环路的捕捉与捕捉带宽
锁相环从失锁状态进入锁定状态是有条件的，当锁相环处于失锁状态，若调谐VCO 的输出频率f 0，使它逐渐向基准频率f r 靠近，即减小固有频差△f 0＝f 0－f r ，只有当固有频差减小到一定值，环路才能从失锁状态进入锁定状态。为此，“捕捉带宽”可定义为环路最终能够自行进入锁定状态的最大允许的固有频差。
锁相环的捕捉过程是环路从失锁状态进入锁定状态的过程。只要固有频差△f 0小于环路的捕捉带宽，那么，通过捕捉，环路总能进入锁定，当然，捕捉过程是需要一定时间。通
? 锁相环路的基本特性：锁定特性、载波跟踪特性、调制跟踪特性、低门限特性。 ?
? NT ＝（P ＋1）N2＋（N1－N2）P ＝PN1＋N2 假如，P ＝10，则总分频比为NT ＝ 10N1＋N2
fo(t)
t
fi
0r
f Nf ）f r
? 小数分频锁相频率合成器
整数分频锁相环，为了提高频率分辨力，就必须减小fr ，其结果使转换时间过大，这是一对矛盾。为了解决这一矛盾，可采用小数分频锁相环路，这样就能在不改变参考频率的条件下提高频率分辨了。为了能提高分辨率，又不降低参考频率，在小数分频锁相频率合成电路中，设计可编程分频器提供小数的分频比，每次改变某频率位小数实现输出频率切换，这样就可以再不降低参考频率的情况下提高输出频率分辨率。小数分频比有如下关系式：
3、DDS 合成信号发生器
? 工作原理
可编程DDS 系统的核心是相位累加器，它由一个加法器和一个N 位相位寄存器组成，N 一般为24～32。每来一个外部参考时钟脉冲，相位寄存器便以步长M 递加。相位寄存器的输出与相位控制字相加后可输入到正弦查询表地址上。正弦查询表包含一个正弦波周期的数字幅度信息，每一个地址对应正弦波中0°～360°范围的一个相位点。查询表把输入地址的相位信息映射成正弦波幅度信号，然后驱动DAC 以输出模式量。
相位寄存器每过2N/M 个外部参考时钟后返回到初始状态一次，相位的正弦查询表每消费一个循环也回到初始位置，从而使整个DDS 系统输出一个正弦波。输出的正弦波周期To=Tc2N/M ，频率fout=Mfc/2N ，Tc 、fc 分别为外部参考时钟的周期和频率。DDS 在理论上输出的最大频率f max = f r / 2，实际工作中：f 0 max = f r / 4 ? DDS 的特点
DDS 是以标准参考源作为基准，对所要求频率进行相位取样，合成的频率与单位周期内相位取样量多少有关。DDS 是一个开环系统，无任何反馈环节，它的频率转换时间由低通滤波器附加的时延来决定，因此DDS 的调谐时间短，一般只有nS 级，最大不超过2μS 。DDS 的频率分辨率很高，正是由于DDS 是一个开环系统，无任何反馈环节，因此，当一个转换频率的指令加在DDS 的数据输入时，它会迅速合成所要求的频率信号DDS 可在极宽的频率范围之内（一般超出一个倍频程）输出幅度平坦的信号。并且输出频响可以预测。DDS 中几乎所有部件都属于数字信号处理部件，易于集成、功耗低、体积小、重量轻。
4、频谱分析仪
? 频谱分析仪的主要用途
1. 测量正弦信号的频谱纯度
2. 测量调制信号的频谱
3. 测量非正弦波的频谱
4. 测量通信系统的发射机质量
5. 测量激励源响应
6. 测量放大器的性能
7. 噪声频谱测量及分析
8. 电磁干扰的测量 。 ? 频谱分析仪的分类
1、数字式频谱仪 数字滤波式频谱仪
快速傅里叶变换式频谱仪
2、模拟式频谱仪
实时：并行滤波频谱仪
()(1)A P Q A Q
m P -++=
非实时：并行滤波频谱仪、可调频频谱仪、扫频外差频谱仪
? 频谱仪主要设置参数
1、频率显示范围：可以用开始频率和终止频率来设置，或用中心频率和频率跨度设置
2、电平显示范围：用最大显示电平（参考电平）及两成跨度来设置
3、频率分辨率：频率分辨率带宽（RBW ），通过中品滤波器来设置（对于外差原理工作的
频谱仪）。频率分辨率是决定分析带宽的指标。
4、扫描时间：记录整个频谱所需的时间。小德分辨率带宽相应的需要长的扫描时间 ? 外差式频谱分析仪的结构
（1）射频输入部分（射频前端）
（2）中频信号处理部分（中频滤波和放大） （2）中频信号处理部分（中频滤波和放大） （3）视频信号处理 （3）视频信号处理 （4）检波器 （5）踪迹处理
? 使用频谱仪时设置参数及其相关性
1、扫描时间、频率跨度和VBW/RBW 由于使用了模拟或数字滤波器，所以扫描速度会受到中频和视频滤波器的 瞬态响应时间所限。若VBW ＞RBW ，则视频滤波器的瞬态时间没有影响。在这种情况下，需要的瞬态响应时间与RBW 的平方成反比，其关系式为： 式中：Tsweep 为是给定频跨与分辨率带宽下所需的最小扫描时间，单位为s ；
BIF 为分辨率带宽，单位为Hz ； Δ f 为显示频宽，单位为Hz ； k 为比例系数
2
sweep IF f
T k B ?=
在现代频谱仪中，VBW 可与RBW 连动。通常可按下面的进行选择RBW/VBW ：
测量正弦信号时，RBW/VBW = 0.3或1。 测量脉冲信号时，RBW/VBW = 0.1。 测量噪声信号时，RBW/VBW = 10。 2、参考电平与射频衰减
为了使对数放大器、包络检波器和A/D 转换器达到全部动态，必须正确地在最后使
用中频放大器。调整增益以使对数放大器、包络检波器或A/D 转换器满负荷。虽然中频增益也依赖于衰减器，通过改变参考电平可间接设置中频增益。若参考电平不变，增加衰减器将会同时增加中频增益。如果显示的信号电平超过参考电平将会引起过载，可通过增加参考电平来减小中频增益。
在现代频谱仪中，射频衰减器与参考电平连动，连动准则使输入信号的电平对应于
参考电平，从而最大的混频器电平在满负载下的混频器电平是参考电平与射频衰减器之差，其具体关系如下：
式中：Lmix 为满负载下第一混频器的输入电平，单位dBm 。 Lin,max 为满负载时对应的输入电平，单位dBm 。 LRef 为参考电平，单位dBm 。
a RF 为射频衰减器的设置，单位为dB 。
3、过载
当使用频谱仪时，应尽量避免由于输入信号过大产生过载。过载会发生在信号通路
中几个点上。因此，必须正确设置射频衰减器和参考电平（中频增益）。为此，对频谱仪的关键单元及其相关的使用准则进行分析。
频谱仪的第一混频器单元
通过分辨率滤波器进行中频信号处理 对频谱仪的过载保护
? 频谱分析仪的主要技术特性
1、选择性：选择性表明选择信号频谱的能力，指能吧靠得最近的相邻两个分量（两条
相邻谱线）分辨出来的能力。通常，用频谱分辨率来表示选择性的优劣。分辨率的高低主要取决于窄带中频滤波器的带宽
谱仪的分辨率主要取决于中频窄带滤波器频率特性的-3dB 点和-60dB 点描述，带宽
越小，则分辨率越高。
分辨带宽RBW （-3dB 带宽） -60dB 带宽： 形状因子FF
2、灵敏度：灵敏度是表示接收微弱信号的能力。频谱仪灵敏度的定义为在特定的分辨带宽下，或归一化到1Hz 带宽时的本底噪声，常以dBm 为单位。灵敏度常常也用最小可测的信号幅度表示，其数值上等于显示平均噪声电平DANL 。
3、动态范围：频谱分析仪的动态范围指标是表征频谱仪同时测量大小信号的能力，用最大信号与最小信号之比的dB 值表示。影响频谱仪的动态范围的因素：
● 混频器的内部失真（限制了最大信号电平） ● 内部噪声电平（限制了最小信号电平）
为了最好的信噪比，希望混频器的工作电平尽可能高；
希望产生的内部失真最小，则要求混频器工作电平尽可能低。
● 本振相位噪声（限制了测量近端微弱信号的能力）
,max Re mix in RF f RF
L L a L a =-=-
4、 频谱精度：代频谱仪的本振通过锁相环同步到一个稳定的参考振荡器上。频谱仪的
频率精度也就是参考源的精度，并且受参考源的温度和长期稳定度的影响。
5、 电平测量误差：使用频谱仪测量电平时，多个分量会引入不确定度。因此。在出厂
之前频谱仪要进行工厂校准以记录各个误差分量并储存到频谱仪中，显示的电平已考虑了这些误差分量的影响以提高测量精度。
◆ 常用测量功能
测量空间无线号
1、空间信号电平测量
如图，接收天线位置的空间信号的电平Pr 如下： Pr = P0 - Gr + LC （dBm ）
其中：P0为频谱仪显示功率电平（dBm ）。 Gr 为接收天线增益（dB ）。LC 为接收电缆的损耗（dB ）。
2、空间损耗测量Lp （已知发射机功率Pt 和发射天线增益Gt ） LP = Pt + Gt - Pr （dB ）
3、发射机功率测量
Pt = P0 - Gr +LC + Lp - Gt （dBm ） 测量正弦信号
1. 测量信号的绝对电平（dBm ）
2. 测量信号的相对电平（dBc ）
3. 频率测量
4. 频谱纯度（寄生频率分量和噪声）的测量
● 谐波
● 在基波两侧存在杂散、寄生调制和噪声
调制信号的测量
已调幅信号的幅度随着调制信号瞬时值的变化而变化，若调制信号是正弦波，即：
已调幅信号为：
式中，ma 称为调幅系数，它的大小反映了调幅的深度。
发射天线
()cos M M u t U t =Ω000
0000()(1cos )sin 11
sin sin()sin()22
M
M M U u t U t t U U t U t U t
ωωωω=+Ω=++Ω+-Ω
谐波失真度的测量
把非正弦周期振荡信号的基波、各次谐波逐个分离出来进行测定，然后获得其失真度数据。这种测量方法的特点是测量的准确度较高，但需要配备高性能的频谱分析仪，同时，测量时间也比较长。频谱分析法可用于低频、高频和超高频信号的非线性失真测量。 三阶互调的测量
相位噪声的测量
相位噪声，实际上是用单边带相位噪声谱密度（SSB ）表征，SSB 是指相对于
载波一定频偏处的1Hz 带宽内电平（能量）与载波电平的比值，用L （f ）来表示，单位为dBc/Hz
1、 频谱仪分辨率的选择
当测量某一频偏处的相位噪声时，必须小心选择频谱仪的合适的较小带宽。如果分辨率带宽太大，频谱仪的中频滤波器就不能在频偏f 处对载波有足够的抑制，当用宽的中频滤波器时，分辨率带宽要逐步减少直到测量的相位噪声不再减小。
12
121212（a ） 输入信号
（b ） 输出信号
2、 动态范围
为了减少热噪声的影响，需要一高的信号电平输入到第一级混频器前，高的1dB 压缩点对于在远离载波处获得大的测量动态范围也是很重要的。
● 测量载波电平及邻近的相位噪声
升高RF 衰减器直到频谱仪的参考电平与信号电平相符 ● 测量远离载波的相位噪声
减小RF 衰减器，增加动态范围，混频器远端的相位噪声影响小
七、无源器件的特性及技术指标
同轴负载的主要技术指标：工作频率范围、回波损耗（驻波比）、功率容量
2、衰减器
衰减器是在指定的频率范围内引入一定的预先设定的衰减量的器件，可以用于放大器输入/输出端电平的控制、传输链路中的电平控制、分支衰减量的控制等。 分类：有源衰减器、无源衰减器：固定衰减器、可变衰减器。
衰减器的主要技术指标：工作频率、衰减量、幅频特性、回波损耗、功率容量、功率系数 主要用处：1.控制功率电平 2.去耦元件
3.相对标准：作为比较功率电平的相对标准。
4.用于雷达抗干扰中的跳变衰减器
3、功分器
功率分配器简称为功分器，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路相等或不相等能量的器件，也可以反过来将多路信号能量合成一路输出，此时也可称为合路器。它是一个可逆网络，既可作为分配器用，又可作为合路器用。
功率分配器的类型很多，有波导型、同轴线型、腔体型、微带型等功分器。大功率微波功分器采用波导或同轴线结构，中、小功率则用带状线型或微带线结构。 功分器的主要技术指标：
3、 输入输出驻波比
4、 隔离度
5、 分配损耗
22
332
1
10lg 10lg P D P S ==1
10lg
A N =12
10lg
P I P =13
10lg
P I P =1111111S K S +=-22222
11S K S +=-33
33311S K S +=
-
6、 插入损耗 或
7、 幅度平衡度：频带内功分器所有输出端口之间的幅度误差误差的最大值。 8、 频带宽度。
微带功分器的技术指标
定向耦合器的应用
● 利用定向耦合器可以获得一部分能量，可用于监测功率、频率和频谱。 ● 利用定向耦合器组成反射计，可测量插入衰减、回波损耗、驻波比等。
● 在雷达系统里，用定向耦合器将主线中的部分能量提取出来，供调试和测量用。 ● 在移动通信系统里，尤其是室内分布系统，采用大量的定向耦合器，实现系统信号
覆盖。
● 在微波测量功率时，利用定向耦合器扩大测量功率范围 定向耦合器的主要技术指
1、 耦合度C
2、 耦合（分配损耗）
由于定向耦合器输入信号的一定能量传输到耦合端而引起主线输出功率的减小，它等于主线插入损耗的最小理论值，称为耦合损耗或分配损耗。分配损耗的大小与耦合度的关 3、 隔离度D 和方向性D ′
定向耦合器的隔离度D 的定义为输入端口①的输入功率P1与隔离端④的输出功率P4之比，用分贝（dB ）表示为：
隔离度
方向性
4、 输入/输出驻波比
1
3
10lg P
C P =12441411110lg 10lg 20lg P
D P S S ===2313
2441
10lg 10lg S P D D C P S '===-1111
11S K S +=
-2222
11S K S +=
-
5、频带宽度
6、插入损耗
移动通信系统中微带耦合器的技术指标
移动通信系统中腔体耦合器的技术指标
5、滤波器
滤波器具有选频功能，可以分隔频率，使需要的频率通过，而抑制不需要或有害的频率信号。
常用的微波滤波器有：
1.集中参数滤波器
2.微带线滤波器
3.机械结构的滤波器（腔体滤波器）
滤波器的技术指标
1. 频率范围
滤波器的通带频率范围，也称为工作频率范围，可有两种定义方式：
●3dB带宽：由通带最小插入损耗点（通带传输特性的最高点）向下移3dB时
测得通带宽度。
●插损带宽：满足插入损耗时所测得的带宽。
2. 插入损耗
3. 带内波动
4. 带外抑制
5. 矩形系数
6. 输入、输出端驻波比 带通滤波器的特性曲线
移动通信系统中的滤波器实例
功率（d B m ）
2、TD-SCDMA滤波器
6、双工器
在移动通信系统里，移动台（手机）、基站、直放站、增强器等双工工作时，通过天线共用器，使同一副天线得以同时提供给收、发信机使用，并且要求不互相影响，这种收、发天线共用器，又称为双工器。
这里所说的收、发信号之间不互相影响，主要是指发射信号对接收信号的影响，因为，发射信号电平比接收信号电平高得多。发射信号对接收信号的主要影响有两方面： 一方面是发射信号电平不能通过双工器泄入收信机。因为，高的发射功率可能使收信机前端电路轻者阻塞、重者烧毁。因此，必须通过一系列抑制电路，将进入收信机前端电路的电平抑制到阻塞电平以下，实现的措施，可以通过设置高性能收信带
常用微波元件
常用微波元件 关键词：微波元件、隔离器、环行器 引言： 微波元件的功能在于微波信号进行各种变换，按其变换性质可将微波元件分为以下三类： 一：线性互易元件 凡是元件中没有非线性和非互易性物质都属于这一类。常用的线性互易元件包括：匹配负载、衰减器、移相器、短路活塞、功分器、微波电桥、定向耦合器、阻抗变换器和滤波器等。 衰减器作为线性互易元件，其频率范围可以从0至26.5GHz, 功率高达2000W。 被应用于民用，军事，航天，空间技术等。 高标准的达到“两高一低”，高功率，高隔离度，低插损。 其频率的范围，主要由客户的需求，从而去定制频率。 以下简单介绍50W功率的同轴衰减器，此衰减值可达到60Db, 频率可为8GHz, 12.4GHz, 18GHz，N型接头。 正面背面侧面 二：线性非易元件 这类元件中包含磁化铁氧体等各向异性媒介，具有非互易特性，其散射矩阵是不对称的。但仍工作于线性区域，属于线性元件范围。常用的线性非互易性元件有隔离度、环形器等。 三：非线性元件 这类元件中含有非线性物质，能对微波信号进行非线性变换，从而引起频率的改变，并能通过电磁控制以改变元件的特性参量。常用的非线性元件有检波器，混频器，变频器以及电磁快控元件等。 微波元件分类：
近年来，为了实现微波系统的小型化，开始采用由微带和集中参数元件组成的微波集成电路，可以在一块基片上做出大量的元件，组成复杂的微波系统，完成各种不同功能。 简要的介绍波导型，同轴型，微带型的产品。 波导隔离器频率范围主要为：2.4-110GHz （具体的频段由客户定制） 于衰减器的使用范围类同，主要使用在民用，军事，航天，空间技术等。 同样具备“低插损，高隔离度，高功率”的特性。 优译波导隔离器 同轴：A ：低频率12MHz 至 1875MHz, 含FM, VHF, UHF 等。 B ：700MHz 至26.5GHz, 含GSM, CDMA, WCDMA, LTE, L.S.C.X 波段等。 优译同轴隔离器
微波、射频与激光的区别(内容清晰)
微波、射频与激光 微波、射频和激光都是通过高温将肿瘤细胞杀死。目前临床上一根治术为主，但并非所有实体肿瘤都适合根治术，有些年龄叫大或者合并其他比较严重疾病者不一定适用，一般晚期癌症患者也不适合根治术。以较小的创伤达到同样的疗效是人们追求的目标，微创医学顺应了这一发展趋势，肿瘤不予切除而采用原位灭活是现代微创治疗医疗的一个重要思想。 微波：微波治疗疾病主要是通过热效应和生物效应来实现的。微波是指频率从300MHZ到GHZ范围内的电磁波。微波对人体组织的热效应效率高、穿透力强、具有内外同时产生热的优点。微波在人体组织内产生热量，作用可达5--8厘米，可穿透衣物和石膏等体表覆盖物，直达病灶部位促进血液循环、水中吸收和新肉芽生长。 一种是微波从体外照射进去，另一种是把微波送到患部直接照射肿瘤，这二种治疗方式可根据病变部位来选择。但有一个共同要求是：必须使病变的温度保持在42.5-43.5℃的范围内，温度低了对肿瘤治疗无效，温度高了将造成对病变周围健康组织的损害，因此微波治疗肿瘤时，一定要严格控制肿瘤部位的温度。 微波进行切割的原理的把双极辐射器送到患部，进行瞬时放电，把病变组织固化。这个治疗方法的实质是通过微波的趋肤效应，把病变组织从表面逐步向内的烧死，从而达到治疗目的。但必须注意定位准确，治疗部位要有及时采取冷却措施。 单针消融面积大于射频，可达到更高的治疗温度，电极所形成的凝固体呈锥形，不适合消融类圆形的肿瘤。 照射治疗5~10W，每次15-20分钟，20分钟，手术进行切割25~35W，最高可达50W，切割止血的作用。 缺陷：容易造成灼伤，有心脏起搏器或者内置金属类的禁用。 射频：在影像技术的引导下，将电极针直接插入肿瘤内，通过射频能量使病灶局部组织产生高温、干燥、最终凝固和灭活软组织及肿瘤。其工作原理为：当电子发生器产生射频电流（460KHZ）时，通过裸露的电极针使其周围组织细胞产生热凝固性坏死和变性。现有的技术可以产生直径约为3-5cm大小的球形或椭圆形凝固灶，并可控制所需凝固病灶的大小。几个球形或椭圆形凝固灶的叠合可产生更大的凝固灶。 射频目前医用射频大多采用200KHz －750KHz的频率。(内镜)射频治疗仪工作频率为400KHz。当射频电流流经人体组织时，因电磁场的快速变化使得细胞内的正、负离子快速运动，于是它们之间以及它们与细胞内的其它分子、离子等的摩擦使病变部位升温，致使细胞内外水分蒸发、干燥、固缩脱落以致无菌性坏死，从而达到治疗的目的。 肿瘤经皮射频消融治疗是在影像学(CT、B超等)导向下，使用射频热效应引起组织凝固性坏死而达到切除肿瘤的目的，目前已在众多的姑息疗法中成为新的热点。该技术的主要作用原理为弹头发出中高频率的射频波(460k Hz)，能激发组织细胞进行等离子震荡，离子相互撞击产生热量，达到80-100℃，可有效快速地杀死局部肿瘤细胞，同时可使肿瘤周围的血管组织凝同凝固形成一个反应带，使之不能继续向肿瘤供血和有利于防止肿瘤转移。 整个治疗过程是在电脑控制于电视屏幕监视下进行，集束电极发出的射频波一次可使组织凝同性坏死范围(灭活肿瘤区)达5cm×5cm×5cm，是一种最先进的杀伤肿瘤较多而损害机体较轻的“导向治疗方法”和微创的肿瘤切除治疗方法。 射频消融系统包含射频发生器、电极针及电极板。最重要的是电极针。目前常用的电
射频与微波技术知识点总结
射频/微波的特点: 1.频率高 2.波长短 3.大气窗口 4.分子谐振 微波频率：3003000 波长：0.11m 独特的特点：的波长与自然界物体尺寸相比拟 在波段，由于导体的趋肤效应、介质损耗效应、电磁感应等影响，期间区域不再是单纯能量的集中区，而呈现分布特性。 长线概念：通常把导线（传输线）称为长线，传统的电路理论已不适合长线！系统的组成： 传输线：传输信号 微波元器件：完成微波信号的产生、放大、变换等和功率的分配、控制及滤波天线：辐射或接收电磁波 微波、天线与电波传播的关系：（简答） 微波： 对象：如何导引电磁波在微波传输系统中的有效传输 目的：希望电磁波按一定要求沿微波传输系统无辐射的传输； 天线 任务：将导行波变换为向空间定向辐射的电磁波，或将在空间传播的电磁波变为微波设备中的导行波 作用：1.有效辐射或接收电磁波；2.把无线电波能量转换为导行波能量 电波传播 分析和研究电波在空间的传播方式和特点 常用传输线机构：矩形波导共面波导同轴线带状线 微带线槽线
分析方法 场分析法：麦克斯韦方程满足边界条件的波动解传输线上电磁场表达式分析传输特性 等效电路法：传输线方程满足边界条件的电压电流波动方程的解沿线等效电压电流表达式分析传输特性 称为传输线的特性阻抗 特性阻抗Z0通常是个复数, 且与工作频率有关。 它由传输线自身分布参数决定而与负载及信源无关, 故称为特性阻抗 对于均匀无耗传输线, 0, 传输线的特性阻抗为 此时, 特性阻抗Z0为实数, 且与频率无关。 常用的平行双导线传输线的特性阻抗有250Ω, 400Ω和600Ω三种。 常用的同轴线的特性阻抗有50 Ω 和75Ω两种。 均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗及工作频率有关, 且一般为复数, 故不宜直接测量。 无耗传输线上任意相距λ /2处的阻抗相同, 一般称之为λ /2重复性。 传输线上电压和电流以波的形式传播, 在任一点的电压或电流均由沿方向传播的行波（称为入射波）和沿方向传播的行波（称为反射波）叠加而成。 传播常数γ: α为衰减常数, 单位为 β为相移常数 对于均匀无耗传输线来说, 由于β与ω成线性关系, 故导行波的相速与频率无关, 也称为无色散波。当传输线有损耗时, β不再与ω成线性关系, 使相速υp 与频率ω有关,这就称为色散特性。 定义传输线上任意一点 z 处的反射波电压（或电流）与入射波电压（或电流）0L Z C =)j /()j (0C G L R Z ωω++=β ωωγj )j )(j (+=++≈a C G L R
微波技术应用
微波技术 一概述 微波是指波长范围为1ｍｍ～1ｍ，频率范围为30×102 ～30×105ＭＨｚ，具有穿透特性的电磁波。常用的微波频率为91 5ＭＨｚ和 2 450ＭＨｚ。微波作为一种电磁波，通常应用于广播、电视及通信技术中，近年来，随着科学技术的发展，微波作为一种能源，已逐渐应用于食品杀菌、干燥、烘烤、膨化、解冻等方面。 微波技术在食品工业中的应用可追溯到四十年代末期，1947年由美国雷声公司马文·贝克根据微波的加热效应制成了世界上第一台用于食品加热的微波炉。鉴于微波具有在食品内部生热并迅速产生均匀温度的观点，人们开始研究将它用于工业加热技术上以其开辟新的热能源，提高热能利用率和缩短加工时间，大约经历了十余年的探索，终于在1965年由美国Cryodry Comporation 公司研制成功了世界上第一台 915MHz/50kW隧道式微波干燥设备，并在Seyfert Foods食品公司首次投入实际应用，用来干燥油炸马铃薯片。此后微波能技术在美国、日本、加拿大和欧洲等发达国家在用来解决食品工业中的多种加热干燥、烹制、杀虫灭菌和回温解冻等方面相继获得成功并表现出强大的技术优势。到七十年代，世界各国普遍推广应用。例如在气候温和潮湿的日本，微波在食品工业中的应用占整个工业应用的60%。我国自1973年由南京电子管厂率先研制成功了工业微波干燥设备以来，经过了20年的努力，也积累了比较丰富的经验。目前我国已成功地应用微波能烧烤食品、干果焙烤、牛肉干燥、蔬菜脱水、快餐面干燥、食品杀菌、饮料杀菌、白酒陈化催熟等许多领域，并取得显著进展。 二微波技术的原理及特点 综合微波技术在食品工业中的各种应用可归结为如下原理。 （一）微波加热干燥原理 微波加热技术是一种新的加热方式。它是依靠以每秒245000万次速度进行周期变化的微波透入物料内，与物料的极性分子相互作用，物料中的极性(如水分子)吸收了微波能以后，改变其原有的分子结构，亦以同样的速度作电场极性运动，致使彼此间频繁碰撞而产生了大量的摩擦热，从而使物料内各部分在同一瞬间获得热能而升温。由于微波辐射下介质的热效应是内部整体加热的，即理论上所谓的“无温度梯度加热”，基本上介质内部不存在热传导现象，因此，微波可相当均匀地加热介质。微波加热技术与传统加热方法相比，有如下特性：①穿透力强。②热惯性小。③呈现选择加热特性。④具有反射性和透射性。 微波干燥是在微波理论，微波技术和微波电子管成就的基础上发展起来的一门新技术，微波干燥已在许多领域内获得广泛的应用。它是应用微波加热的原理， 使品温度上升，达到干燥的目的。微波干燥具有如下的特点： 1 .干燥速度快、干燥时间短 由于常规加热需要加热传热介质和环境，再进入食品，故需较长时间才能达到所需加热温度。而微波加热则是加热物体直接吸收微波能，加热速度大大高于常规加热方法，此时只需一般方法的十分之一到百分之一的时间就能完成整个加热和干燥的过程。 2. 产品质量高 由于加热时间短，又非热效应配合，因此，可以保存加工原料的色、香、味,并且维生素的破坏也较少。 3. 加热均匀
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。其中第一级放大为低噪声放大，第二级放大为双共轭匹配放大。 由于在微波领域，很多时候要用经验值，而不是理论值，来达到所要求的元件特性，因此在算出理论值之后，常常需要进行一些调整来达到设计要求。 关键词：低通原型Kuroda规则功率分配比匹配网络微带线 课程设计正文 1.切比雪夫低通滤波器的设计 1.1 设计要求： 五阶微带低通滤波器： 截止频率2.5GHZ 止带频率：5GHZ 通带波纹：0.5dB 止带衰减大于42dB
微波技术应用行业
山东康来机械设备有限公司Shandong Kang Lai mechanical equipment Co., Ltd. 加上设计人思想
企业介绍： 山东康来机械设备有限公司是集科、工、贸为一体，从事研发、生产微波设备的高新技术企业，创始于2009年。其前身是济南康来微波设备有限公司，2016年企业发展壮大，公司体制改革变更为股份制企业。 公司致力于微波技术在食品、制药、化工、冶金、纺织、木材、石油、橡胶、陶瓷、造纸、粮食、干果、饮料、海鲜、新能源、环保等领域的开发应用及成套设备的生产制造。所有产品按GMP、FDA标准设计制造，其各项主要技术指标居于国际先进水平。公司产品有2450MHz、915MHz两大系列50多种型号、规格，得到国内外许多食品、制药、保健品、化工等企业的支持及应用。其主导产品有：微波食品干燥灭菌设备、微波药品干燥灭菌设备、微波化工产品干燥处理设备、微波木材烘干杀虫设备、微波调味品烘干杀菌设备、微波辣椒制品干燥杀菌设备、微波五谷烘烤设备、微波陶瓷固化设备、微波茶叶杀青机、微波口服液等中成药品灭菌设备、微波橡胶硫化设备、微波纸张干燥设备、微波昆虫(黄粉虫、蝇蛆)干燥设备、微波废物消毒设备、微波烧结设备、微波真空萃取、微波真空干燥设备、微波试验炉等多种系列和品种。 公司凭借多年设计、制造微波设备的经验，可以按用户的不同要求提供最佳的设备设计方案，供用户选择。公司所供产品免费负责安装、调试、操作培训；实行“三包”，保修一年和终身技术服务。 企业宗旨：同顾客以双赢，与员工共发展，给股东以回报，对社会以贡献。 企业愿景：创行业顶级品牌，供专业实用设备。 企业精神：真诚信赖，执着追求，稳健务实，拓新致远。 经营理念：以技术为龙头，以管理打基础，以人才为根本，以品牌闯天下。 服务理念：客户满意是检验我们工作的唯一标准。 （名片夹） 联系人： 联系方式：
射频微波技术课程设计
射频微波技术课程设计 专业班级： 学号： 学生姓名: 指导教师： 年月日
设计题目：圆极化微带天线仿真设计 一、内容摘要 微带天线（microstrip antenna）在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀方法制成一定形状的金属贴片，利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。微带天线分2 种：①贴片形状是一细长带条，则为微带振子天线。②贴片是一个面积单元时，则为微带天线。如果把接地板刻出缝隙，而在介质基片的另一面印制出微带线时，缝隙馈电，则构成微带缝隙天线。 二、设计任务及指标： 设计一种谐振频率为920MHz的圆极化贴片天线，利用Ansoft公司的HFSS13.0对其进行建模并对其进行仿真分析天线的远区辐射场特性并进行一系列优化。进一步理解微带天线的特性与应用，掌握微波天线的工程设计方法和技巧，熟悉三维电磁场仿真工具HFSS，了解微波天线产品的系统概念，提高专业素质和工程实践能力。 （1）工作频段：900~1200MHz。 （2）基板FR4：H=1.5mm，Er=4.4，tand=0.02。 （3）驻波比小于1.5。 （4）轴比小于3dB。 （5）方向性系数高于3dB。 （6）极化方式RHCP。 三、设计原理： 1.微带贴片天线的工作原理 微带贴片天线是由介质基片、在基片一面上有任意平面形状的导电贴片和基片另一面上的地板所构成。 天线要解决的两个重要问题是阻抗特性和方向特性。前者要解决天线与馈线的匹配问题； 后者要解决定向辐射或定向接收问题，也就是要解决提高发射功率或接收机灵敏度的问题。 而不论是阻抗特性还是方向特性都必须首先求出天线在远区的电磁场分布，为此要求解满足天线边界条件的麦克斯韦方程组。对于这样一个电磁场的边值问题，严格的数学求解是很困难的。因此，经常采用工程近似的方法进行研究，即用某种初始场的近似分布代替真实的准确分布来计算辐射场。 微带天线的辐射机理实际上是高频的电磁泄漏。一个微波电路如果不是被导体完全封闭，电路中的不连续处就会产生电磁辐射。例如微带电路的开路端，结构尺寸的突变、折弯等不连续处也会产生电磁辐射（泄漏）。当频率较低时，这些部分的电尺寸很小，因此泄漏也笑；但随着频率的增高，电尺寸增大，泄漏就大。在经过特殊设计，即放大成贴片状，并使其工作在谐振状态，辐射就明显增强，辐射效率就大大提高，从而成为有效的天线。 图1是一个简单的微带贴片天线的结构，由辐射元、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数包括辐射元的长度L、辐射元的宽度W、介质层的厚度h、介质的相对介
微波技术在各领域的应用 (2)
微波技术在各领域的应用 发布来源:三乐微波发布时间:2014/５/30 ８:５7:0０ 一、微波原理 微波就是指波长在1mm~1０00mｍ、频率在３00MHｚ-３0０GＨz范围之间的电磁波,因为它的波长与长波、中波与短波相比来说,要“微小”得多,所以称之为“微波”。 微波有着不同于其她波段的重要特点,它自被人类发现以来,就不断的得到发展与应用,19世纪末,人们已经知道了超高频的许多特性,赫兹用火花振荡得到了微波信号,并对其进行了研究,仅证实了麦克斯韦的一个预言—电磁波的存在。20世纪初期对微波技术的研究又有了一定的进展,1936年４月美国科学家South Worth用直径为1２.5cｍ青铜管将9ｃm的电磁波传输了2６0ｍ远,波导传输实验的成功激励了当时的研究者,因为它证实了麦克斯韦的另一个语言—电磁波可以在空心的金属管中传输,因此在第二次世界大战中微波技术的应用就成了一个热门的课题。战争的需要,促进了微波技术的发展,而电磁波在波导中传输的成功,有提供了一个有效的能量传输设备,微波电真空振荡器及微波器件的发展十分迅速。在1943年终于制造除了第一台微波雷达,工作波长在１0cｍ。在第二次世界大战期间,由于迫切需要能够对敌机及舰船进行了探测定位的高分辨率雷达,大大促进了微波技术的发展。第二次世界大战后,微波技术进一步迅速发展,不进系统研究了微波技术的传输理论,而且向着多方面的应用发展,并且一直在不断的完善,我国开始研究与利用微波技术实在2０世界70年代初期,首先在连续波磁控管的研制方面取得重大进展,特别就是大功率磁控管的研制成功,为微波技术的应用提供了先决条件。此后我国在微波领域迅速发展,8０年代我公司生产出中国第一台微波炉,到目前为止,家用微波炉、工业微波应用
微波技术在各领域的应用
微波技术在各领域的应用 发布来源：三乐微波发布时间：2014/5/30 8:57:00 一、微波原理 微波是指波长在1mm~1000mm、频率在300MHz-300GHz范围之间的电磁波，因为它的波长与长波、中波和短波相比来说，要“微小”得多，所以称之为“微波”。 微波有着不同于其他波段的重要特点，它自被人类发现以来，就不断的得到发展和应用，19世纪末，人们已经知道了超高频的许多特性，赫兹用火花振荡得到了微波信号，并对其进行了研究，仅证实了麦克斯韦的一个预言—电磁波的存在。20世纪初期对微波技术的研究又有了一定的进展，1936年4月美国科学家South Worth用直径为12.5cm青铜管将9cm的电磁波传输了260m远，波导传输实验的成功激励了当时的研究者，因为它证实了麦克斯韦的另一个语言—电磁波可以在空心的金属管中传输，因此在第二次世界大战中微波技术的应用就成了一个热门的课题。战争的需要，促进了微波技术的发展，而电磁波在波导中传输的成功，有提供了一个有效的能量传输设备，微波电真空振荡器及微波器件的发展十分迅速。在1943年终于制造除了第一台微波雷达，工作波长在10cm。在第二次世界大战期间，由于迫切需要能够对敌机及舰船进行了探测定位的高分辨率雷达，大大促进了微波技术的发展。第二次世界大战后，微波技术进一步迅速发展，不进系统研究了微波技术的传输理论，而且向着多方面的应用发展，并且一直在不断的完善，我国开始研究和利用微波技术实在20世界70年代初期，首先在连续波磁控管的研制方面取得重大进展，特别是大功率磁控管的研制成功，为微波技术的应用提供了先决条件。此后我国在微波领域迅速发展，80年代我公司生产出中国第一台微波炉，到目前为
射频与微波论文-射频与微波应用与发展综述
射频与微波技术应用与发展综述 班级： 姓名： 学号： 序号： 日期：
摘要： 微波技术是近一个世纪以来最重要的科学技术之一,从雷达到广播电视、无线电通信，再 到微波炉，微波技术对社会发展和人们生活的进步产生着深远的影响。本文介绍了微波技 术的发展以及在各个领域中的应用,并对微波技术未来的发展方向进行了讨论。Abstract： Microwave technology is one of the most important technology in the nearly century, from radar to broadcast TV, radio communication, microwave oven, microwave technology had a profound impact on society development and progress of people's lives .The paper introduced the development of microwave technology and it’s applications in various fields. It also discussed the future direction of microwave technology. 关键词：微波技术，微波电效应，污水处理 Keywords: Microwave technology, microwave electric effect, sewage treatment 微波是指波长在1mm～1000mm、频率在300MHz～300GHz范围之间的电磁波，因为 它的波长与长波、中波与短波相比来说，要“微小”得多，所以它也就得名为“微波”了。微波有着不同于其他波段的重要特点，它自被人类发现以来，就不断地得到发展和应用。 19世纪末，人们已经知道了超高频的许多特性，赫兹用火花振荡得到了微波信号，并对其 进行了研究。但赫兹本人并没有想到将这种电磁波用于通信，他的实验仅证实了麦克斯韦 的一个预言──电磁波的存在。20世纪初期对微波技术的研究又有了一定的进展，1936年4 月美国科学家SouthWorth用直径为12．5cm青铜管将9cm的电磁波传输了260m远，波导 传输实验的成功激励了当时的研究者，因为它证实了麦克斯韦的另一个预言──电磁波可以 在空心的金属管中传输，因此在第二次世界大战中微波技术的应用就成了一个热门的课题。战争的需要，促进了微波技术的发展，而电磁波在波导中传输的成功，又提供了一个有效
射频与微波技术原理及应用汇总
射频与微波技术原理及应用培训教材 华东师范大学微波研究所 一、Maxwell(麦克斯韦)方程 Maxwell 方程是经典电磁理论的基本方程，是解决所有电磁问题的基础，它用数学形式概括了宏观电磁场的基本性质。其微分形式为 0 B E t D H J t D B ρ???=- ????=+??=?= (1.1) 对于各向同性介质，有 D E B H J E εμσ=== (1.2) 其中D 为电位移矢量、B 为磁感应强度、J 为电流密度矢量。 电磁场的问题就是通过边界条件求解Maxwell 方程，得到空间任何位置的电场、磁场分布。对于规则边界条件，Maxwell 方程有严格的解析解。但对于任意形状的边界条件，Maxwell 方程只有近似解，此时应采用数值分析方法求解，如矩量法、有限元法、时域有限差分法等等。目前对应这些数值方法，有很多商业的电磁场仿真软件，如Ansoft 公司的Ensemble 和HFSS 、Agilent 公司的Momentum 和ADS 、CST 公司的Microwave Studio 以及Remcom 公司的XFDTD 等。 由矢量亥姆霍兹方程联立Maxwell 方程就得到矢量波动方程。当0,0J ρ==时，有 222200E k E H k H ?+=?+= (1.3) 其中k 为传播波数，22k ωμε=。 二、传输线理论 传输线理论又称一维分布参数电路理论，是射频、微波电路设计和计算的理论基
础。传输线理论在电路理论与场的理论之间起着桥梁作用，在微波网络分析中也相当重要。 1、微波等效电路法 低频时是利用路的概念和方法，各点有确切的电压、电流概念，以及明确的电阻、电感、电容等，这是集总参数电路。在集总参数电路中，基本电路参数为L、C、R。由于频率低，波长长，电路尺寸与波长相比很小，电磁场随时间变化而不随长度变化，而且电感、电阻、线间电容和电导的作用都可忽略，因此整个电路的电能仅集中于电容中，磁能集中于电感线圈中，损耗集中于电阻中。 射频和微波频段是利用场的概念和方法，主要考虑场的空间分布，测量参数由电压U、电流I转化为频率f、功率P、驻波系数等，这是分布参数电路。在分布参数电路中，电磁场不仅随时间变化也随空间变化，相位有明显的滞后效应，线上每点电位都不同，处处有储能和损耗。 由于匀直无限长的传输系统在现实中是不存在的，因此工程上常用微波等效电路法。微波等效电路法的特点是：一定条件下“化场为路”。具体内容包括： (1)、将均匀导波系统等效为具有分布参数的均匀传输线； (2)、将不均匀性等效为集总参数微波网络； (3)、确定均匀导波系统与不均匀区的参考面。 2、传输线方程及其解 传输线方程是传输线理论的基本方程，是描述传输线上的电压、电流的变化规律及其相互关系的微分方程。电路理论和传输线之间的关键不同处在于电尺寸。集总参数电路和分布参数电路的分界线可认为是l/λ≥0.05。 以传输TEM模的均匀传输线作为模型，如图1所示。在线上任取线元dz来分析(dz<<λ)，其等效电路如图2所示。终端负载处为坐标起点，向波源方向为正方向。 图1. 均匀传输线模型图2、线元及其等效电路根据等效电路，有
是德科技 N9311X-射频和微波附件介绍
是德科技 N9311X 用于低成本手持式和 台式解决方案的射频和 微波附件套件 产品快报
N9311X 射频和微波附件套件是是德科技经济型手持式和台式解决方案的补充产品(N934xC/N9340B/N9330B/N9310A/N9320B/N9000A)。 当您使用是德科技手持式和经济型台式解决方案进行测量时，这些附件可为您提供完整的解决方案。 天线 天线频率范围天线增益重量尺寸其他信息 N9311x-50070 至1000 MHz无65 克113.5 厘米(全长), 19.5 厘米(伸缩), 10 节 180 °可调伸缩式拉杆天线, 附带N 型 (阳头) 至BNC 型(阴头) 适配器, 50 ΩN9311x-501700 至2500 MHz无70 克210x20毫米全向天线, 附带N型(阳头)至SMA型 (阴头)适配器, 50?Ω N9311x-504*700 MHz - 4 GHz 4 dBi270 克340x200x25毫米对数周期天线, 50?Ω N9311x-508*680 MHz - 8 GHz 5 dBi250 克340x200x25毫米对数周期天线, 50?Ω N9311x-518*680 MHz - 18 GHz 5 dBi250 克340x200x25毫米对数周期天线, 50?Ω * N9311x-504/508/518 运输包装包括: 天线、铝制手提箱、可分离手枪式握柄与"微型三脚架" 模式、N 型至SMA 型工具箱。 N9311X-500N9311X-501N9311X-504 带通滤波器 带通滤波器 3 dB 通带抑制插入损耗VSWR阻抗N9311X-550814 至850 MHz≥? 36 dBc, 740 MHz 时 ≥36 dBc, 915 MHz 时 ≤0.5 dB≤1.550 ΩN9311X-551880 至915 MHz≥ 35 dBc, 862 MHz 时 ≥35 dBc, 932 MHz 时 ≤1 dB≤1.550 ΩN9311X-5521707.5 至1787.5 MHz≥ 35 dBc, 1550 MHz 时 ≥35 dBc, 1925 MHz 时 ≤0.4 dB≤1.550 ΩN9311X-5531845 至1915 MHz≥ 35 dBc, 1770 MHz 时 ≥35 dBc, 1986 MHz 时 ≤0.6 dB≤1.550 ΩN9311X-5541910 至1990 MHz≥ 35 dBc, 1825 MHz 时 ≥35 dBc, 2070 MHz 时 ≤0.6 dB≤1.550 Ω N9311X-551
射频与微波技术原理及应用总结归纳
精心整理 射频与微波技术原理及应用培训教材 华东师范大学微波研究所 一、Maxwell(麦克斯韦)方程 Maxwell 方程是经典电磁理论的基本方程，是解决所有电磁问题的基础，它用数学形式概括了宏观电磁场的基本性质。其微分形式为 E D H J D B ρ ??=???=+?=?= 对于各向同性介质，有 D E B H J E εμσ=== (1.2) 其中D 为电流密度矢量。方程，得到空间任何位置的电场、磁场分布。对Maxwell 方程只有公司的Ensemble 和HFSS 、Agilent 公司的Momentum Remcom 公司的XFDTD 等。 0,0J ρ==时，有 222 2 00 E k E H k H ?+=?+= (1.3) 其中k 为传播波数，22k ωμε=。 二、传输线理论 传输线理论又称一维分布参数电路理论，是射频、微波电路设计和计算的理论基础。传输线 理论在电路理论与场的理论之间起着桥梁作用，在微波网络分析中也相当重要。 1、微波等效电路法
低频时是利用路的概念和方法，各点有确切的电压、电流概念，以及明确的电阻、电感、电容等，这是集总参数电路。在集总参数电路中，基本电路参数为L 、C 、R 。由于频率低，波长长，电路尺寸与波长相比很小，电磁场随时间变化而不随长度变化，而且电感、电阻、线间电容和电导的作用都可忽略，因此整个电路的电能仅集中于电容中，磁能集中于电感线圈中，损耗集中于电阻中。 射频和微波频段是利用场的概念和方法，主要考虑场的空间分布，测量参数由电压U 、电流I 转化为频率f 、功率P 、驻波系数等，这是分布参数电路。在分布参数电路中，电磁场不仅随时间变化也随空间变化，相位有明显的滞后效应，线上每点电位都不同，处处有储能和损耗。 由于匀直无限长的传输系统在现实中是不存在的，因此工程上常用微波等效电路法。微波等效电路法的特点是：一定条件下“化场为路”(1)(2)(3)2、传输线方程及其解 传输线方程是传输线理论的基本方程，的微分方程。 λ)，其 图图2、线元及其等效电路 11()()Z I z dz Y U z dz = (2.1) 其中Z z 1z 2U B I B z z e e e e γγγγ--++12(z)=A (z)=A { (2.2) 结论：1.电压、电流具有波的形式; 2.电压、电流由从信号源向负载传播的入射波和从负载向信号源传播的反射波叠加而 成，即(),()U z U U I z I I +-+-=+=+。 3、传输线的特性参数
微波魔T的课程设计
魔T的设计 一、设计目的 由于关于微波的一些理论、概念都比较抽象，理解不深刻。为了把一些理论用形象的方法表现出来，出现了许多关于微波的仿真软件。本次设计就是在这些软件的基础上进行的。其目的就是通过学习基于有限元的微波EDA仿真软件HFSS软件，加强对相关知识的理解和掌握，提高在射频领域的应用能力。本设计基于微波元器件的理论级熟练掌握HFSS仿真软件基础上，设计一个魔T，查看魔T的S参数并分析场分布图。 二、设计方案 从设计目的出发，本文主要是研究魔T的S参数并分析场分布图。因此对于这个课设，可以在一个魔T设定多个端口，以确定魔T的内部的分布特性。 三、设计原理 魔T是波导分支器的一种，是一种功率分配器元件。E面T分支、H-T分支也是波导分支器。 E面T分支是在主波导宽面上的分支，其轴线平行于主波导的TE10模的电场方向。 H-T分支是在主波导窄边面上的分支，其轴线平行于主波导的TE10模的磁场方向。 将E--T分支和H--T分支合并,并在接头内加匹配以消除各路的反射,则构成匹配双T,如右图所示,它有以下特征: 1.四个端口完全匹配. 2.端口“①、②”对称，即有 3.当端口“③”输入，端口“①、②”有等辐同相波输出，端口“④”隔离。 4.当端口“④”输入，端口“①、②”有等辐反相波输出。端口“③”隔离。 5.当端口“①或②”输入时，端口“③、④”等分输出而对应端口“②”或“①”隔离。 6.当端口“①、②”同时加入信号时，端口“③”输出两信号相量和的1/倍，端口“④”输出两信号差的1/倍。端口“③”称为魔T的H臂或和臂，端口“④”称为魔
T的E臂或差臂。 由个散射参数可得魔T的[S]矩阵为 总之：魔T具有对口隔离，邻口3DB摔减及完全匹配的关系。 四、设计步骤及内容 1、打开HFSS软件，建立新的工程。并设置模型单位为mm和模型的默认材料为真空。 2、创建魔T： 画出长方体，是其长边沿Z轴，并设其上表面为P1，在此面上设激励。 根据画出的长方体分别旋转到三个90度、180度、270度处。依次为p2、p3、p4口。然后进行组合，形成魔T。如图：
射频器件及应用介绍
射频器件及应用
理察森电子 2008.11.27
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射频器件及应用
内容提要
1、直放站系统组成； 2、射频器件分类及著名品牌介绍； 3、Freescale 大功率射频器件LDMOS封装、命名及特 性介绍； 4、器件规格书的阅读理解； 5、应用LDMOS管的功率放大器设计概述； 6、LDMOS功放管使用、安装及调试注意事项； 7、讨论与提问。
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一、直放站系统信号流图
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微波技术在生物医学上的应用与展望
微波技术在生物医学上的应用与展望 姓名：曹宇峰 学号：************** 课程名称：微波技术基础 教师：** 电子科技大学电子工程学院 *年*月
摘要：介绍了微波这一特殊频段电磁波的特点。由特点到应用，简单说明了微波技术在生物医学领域独特的应用方面，微波杀菌、微波检测、微波治疗。微波技术的医学应用为人类带来了极大的便利。然而，微波的用处远不及此。随着对微波的深入了解，微波将会在生物医学领域发挥更加重要的作用。 关键词:微波技术生物医学应用展望 一、微波 微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西，则会反射微波。 1.1穿透性 微波比其它用于辐射加热的电磁波，如红外线、远红外线等波长更长，因此具有更好的穿透性。微波透入介质时，由于微波能与介质发生一定的相互作用，以微波频率2450兆赫兹，使介质的分子每秒产生24亿五千万次的震动，介质的分子间互相产生摩擦，引起的介质温度的升高，使介质材料内部、外部几乎同时加热升温，形成体热源状态，大大缩短了常规加热中的热传导时间，且在条件为介质损耗因数与介质温度呈负相关关系时，物料内外加热均匀一致。 1.2似光性和似声性 微波波长很短，比地球上的一般物体（如飞机，舰船，汽车建筑物等）尺寸相对要小得多，或在同一量级上。使得微波的特点与几何光学相似，即所谓的似光性。因此使用微波工作，能使电路元件尺寸减小；使系统更加紧凑；可以制成体积小，波束窄方向性很强，增益很高的天线系统，接受来自地面或空间各种物体反射回来的微弱信号，从而确定物体方位和距离，分析目标特征。 由于微波波长与物体（实验室中无线设备）的尺寸有相同的量级，使得微波的特点又与声波相似，即所谓的似声性。例如微波波导类似于声学中的传声筒；喇叭天线和缝隙天线类似与声学喇叭，萧与笛；微波谐振腔类似于声学共鸣腔。
射频识别技术课程设计报告
宁波大学 机械工程与力学学院工业工程系 课程设计报告 2012 — 2013学年第1学期 课程名称现代物流设施与规划 设计题目RFID射频识别技术 组组员号 专业班级 2012年12月23日
目录 一、设计任务和要求 (3) 二、设计背景和意义 (3) 三、技术方案与技术路线 (4) 四、取得的成果 (6) 五、遇到的问题及解决方案 (8) 六、分析总结 (9) 参考文献 (9)
一、设计任务和要求 1、学会资料的查询：从Internet上搜寻RFID射频识别技术的相关文献，对射频识别技术有一个大概的认识和了解； 2、学会专研：通过帮助文档及相关资料的查阅，了解射频识别技术的原理和应用场合，寻找一个射频识别技术的应用场合并且设计一个相应的应用射频识别技术系统； 3、要求以小组为单位完成，组员全程参与及合作； 4、公开演示成果，并由老师随机向组员提问； 5、记小组分；第16周课提交资料并进行演示。 二、项目背景和和意义 我们小组选择医院这个社会矛盾的聚集点，设计一款可以帮助提高医院服务救助水平的应用RFID射频识别技术的系统。医院作为救死扶伤的场所也越来越多的引起了大家的关注。由于我国的医院服务救助水平和医务人员的素质都有待提高，不时会有一些恶性的医 疗事故的发生，使人们存在对医护人员排斥甚至厌恶感。针对医药费用的纠纷也常常见诸报纸等新闻媒介。 救死扶伤最重要的就是时间。时间就是生命这句话在医疗救助中绝对称得上是真理。众所周知，现代工业的高速发展给我们带来无比快捷舒适的生活方式的同时恶性疾病也在我国逐年快速增加。例如大家熟知的呼吸道疾病、恶性肿瘤、心脑血管疾病等等。这些疾病的特点是发病迅速对抢救时间要求极高并且都极易因为抢救不及时造成病人的生命危险。急救车上有一系列的设备装置和药品，随时准备提供给患者。美国国民患者安全理事会首席专家说，2003年11月至2005年6月，由于急救车的问题引起了8起事故，都是由于相应的设备不在车上或药物过期造成的。这并非人为疏忽，而是在这些推车上至少有三种不同的物品，虽然有检查各物品是否配备的程序，尤其是在急救室执行急救过程中，迅速完成这项检查任务仍然很困难。如何及时了解患者情况，节约医护人员在救助过程中的时间就成了关键中的关键。我们小组成员针对紧急救助情况如何节约时间给出了方案。
射频微波(知识点)
一、射频/微波技术及其基础 1、射频/微波技术的基础 ? 什么是微波技术 研究微波的产生、放大、传输、辐射、接收和测量的科学。射频/微波技术是研究射频/微波信号的产生、调制、混频、驱动放大、功率放大、发射、空间传输、接收、低噪声放大、中频放大、解调、检测、滤波、衰减、移相、开关等各个电路及器件模块的设计和生产的技术，利用不同的电路和器件可以组合成相应的射频/微波设备。微波技术主要是指通信设备和系统的研究、设计、生产和应用。 ? 微波技术的基本理论是以麦克斯韦方程为核心的场与波的理论 2、射频/微波的基本特性 ? 频率高、穿透性、量子性、分析方法的独特性 射频频段为30 ～ 300MHz ，微波频段为300MHz ～ 3000GHz ，相对应波长为1m ～0.1mm ，照射于介质物体时能深入到该物质的内部。根据量子理论，电磁辐射能量不是连续的，而是由一个个的“光量子”组成，单个量子的能量与其频率的关系为e = h ·f 式中,h = 4×10-15电子伏·秒 (eV ·S) 成为普朗克常数 3、射频/微波技术在工程里的应用 ? 无线通信的工作方式 1、单向通信方式 通信双方中的一方只能接收信号，另一方只能发送信号，不能互逆，收信方不能对 发信方直接进行信息反馈 2、双向单工通信方式 3、双向半双工通信方式 通信双方中的一方使用双频双工方式，可同时收发；另一方则使用双频单工方式， 发信时要按下“送话”开关。 4、双向全双工通信方式 通信双方可以通信进行发信和收信，这时收信与发信一般采用不同的工作频率，通 -讲 开关按-讲 按-讲 受话器受话器
二、电磁波频谱1 2、射频/