微波电路与系统

微波电路的工艺原理及应用

微波电路的工艺原理及应用1. 引言微波电路是在微波频段进行信号传输、处理和控制的电路系统。

它在通信、雷达、无线电测量以及其他应用中发挥着重要作用。

本文将介绍微波电路的工艺原理及其在各个领域的应用。

2. 微波电路的工艺原理微波电路的工艺原理主要包括材料、设计和制造过程，下面将分别进行讲解。

2.1 材料微波电路的工艺中需要使用一些特殊的材料，以满足高频高速传输的需求。

常用的材料包括： - 陶瓷基片：具有优良的绝缘性能和稳定的电性能，能够实现高频传输。

- 金属化膜：用于制作导线、电极等电路元件。

- 衬底材料：提供电路支撑和封装的基础。

2.2 设计微波电路的设计需要考虑信号的传输、耦合和抗干扰等因素。

设计时需要充分理解电路元件参数和信号传输特性，应用电磁场理论和微波传输线理论进行设计优化。

常用的设计工具有： - 微波仿真软件：用于仿真电路的工作性能，验证设计方案的可行性。

- 条线和微带线：用于传输微波信号，具有低损耗和可靠性。

2.3 制造过程制造微波电路时，需要采用一些特殊的工艺步骤，以保证电路的性能和稳定性。

- 掩膜光刻技术：用于制作电路的导线、电极等元件。

- 焊接技术：将电路元件进行连接，保证信号的传输和耦合。

- 薄膜沉积技术：用于制作微波电路的金属化膜，提高电路的导电性能。

3. 微波电路的应用微波电路在各个领域都有广泛的应用，下面将介绍其在通信、雷达和无线电测量中的应用。

3.1 通信在通信领域，微波电路被广泛应用于无线传输和网络设备中。

它可以实现高速数据传输、信号放大和滤波等功能。

常见的应用包括： - 宽带通信系统：通过微波电路实现高速数据传输，提供稳定的通信连接。

- 无线基站：微波电路用于信号的放大和滤波，提高信号的传输质量和可靠性。

3.2 雷达雷达技术中的微波电路用于发射和接收雷达信号，提供距离、速度和方向等信息。

在雷达系统中，微波电路的应用包括： - 天线：微波电路用于天线的匹配和信号的传输。

微波感应电路8页

微波感应人体传感器2008-11-12 08:531。

工作原理微波感应控制器使用直径9厘米的微型环形天线作微波探测，其天线在轴线方向产生一个椭圆形半径为0～5米（可调）空间微波戒备区，当人体活动时其反射的回波和微波感应控制器发出的原微波场（或频率）相干涉而发生变化，这一变化量经HT7610A进行检测、放大、整形、多重比较以及延时处理后由白色导线输出电压控制信号。

高可靠微波感应控制器内部由环形天线和微波三极管组成一个工作频率为2.4GHz的微波振荡器，环形天线既做发射天线也可接收由人体移动而反射的回波。

内部微波三极管的半导体PN结混频后差拍检出微弱的频移信号（即检测到人体的移动信号) ,微波专用微处理器HT7610A首先去除幅度太小的干扰信号只将一定强度的探测频移信号转化成宽度不同的等幅脉冲，电路只识别脉冲足够宽的单体信号，如人体、车辆其鉴别电路才被触发，或者两秒内有2～3个窄脉冲，如防范边沿区人走动2～3步，鉴宽电路也被触发，启动延时控制电路工作。

如果是较弱的干扰信号，如小体积的动物，远距离的树木晃动、高频通讯信号、远距离的闪电和家用电器开关时产生的干扰予以排除。

最后输HT7610A 鉴别出真正大物体移动信号时，控制电路被触发，输出2秒左右的高电平，并有LED2同步显示，输出方式为电压方式，有输出时为高电平（4伏以上），没有输出时为低电平。

微波专用的微处理器HT7610A的时钟频率为16KH，当初次加电时，系统将闭锁60秒，期间完成微处理器的初始化并建立电场，这时LED1点亮60秒后熄灭，系统自动进入检测状态，当检测到有效信号时，将有5秒信号输出，并由指示灯LED2同步显示。

控制器的外形上图所示，面板上设置有灵敏度调整孔，可以使监控距离在1～7米范围内可调，顺时针转动距离变远，逆时针转动距离变近， LED1、LED2用于指示TX982的工作状态，1.2米长的双芯屏蔽线用于连接电源和负载，其中红色线用来接正电源，白色线接输出，铜网屏蔽层接电源负极，必要时可以用类似电缆加长至50米以内使用。

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。

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

微波电路的技术研究与应用

微波电路的技术研究与应用一、微波电路的概述微波电路是一种特殊的高频电路，在通信、雷达、无线电等领域中有着广泛的应用。

微波电路的频率范围一般在300MHz到300GHz之间，其特点是具有高速、大容量等优点，因此在现代通信系统中扮演着重要的角色。

二、微波电路的种类1. 微带线微带线是一种常用的微波传输线路，是用于制作微波集成电路的主要元件。

它由一层金属覆盖在介质基板上构成，嵌入在基板的内部，具有低成本、低损耗、小体积等优点。

2. 高频放大器高频放大器是一种用于放大微波信号的电路，它的主要作用是将输入信号放大到所需的输出幅度。

高频放大器的主要性能指标包括放大增益、频带宽度、可靠性等。

3. 微波滤波器微波滤波器是一种用于滤波微波信号的电路，它的主要作用是将输入信号中某个频率范围内的信号滤去或保留，以实现信号的分离或合并。

微波滤波器分为有源滤波器和无源滤波器两种类型。

4. 微波混频器微波混频器是一种用于将不同频率的信号混合产生中频信号的电路，它的主要作用是将输入信号的频率转换到新的频率范围内，以实现多路信号的混合和解调。

三、微波电路的应用1. 通信领域微波电路在通信领域中应用广泛，主要包括无线电通信、卫星通信、移动通信等。

无线电通信中，微波电路主要用于收发机、反射器、放大器等电路中，以实现协议通信和广播。

2. 雷达领域雷达是一种用于探测目标位置和速度的设备，微波电路在雷达领域中具有重要作用。

微波电路主要用于雷达天线、放大器和混频器等电路中，以实现雷达信号的发射、接收和处理。

3. 无线通信领域微波电路在无线通信领域中应用广泛，主要包括无线网络、卫星通信、移动通信等。

微波电路主要用于天线、放大器、滤波器等电路中，以实现无线信号的传输和处理。

四、微波电路的制作工艺微波电路制作工艺相对复杂，要求制作精度高，材料的选择和工艺控制也很关键。

一般来说，微波电路的制作工艺包括以下几个方面：1. 材料选择微波电路材料的选择非常重要，主要包括基板材料、电极材料和封装材料等。

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）

微波技术基础电子科大第12次课

低频的集总参数带通滤波器，关心每一个元器件的值，与传输线无关。
分布参数电路与集总参数电路的区别

分布参数电路：当元器件的尺寸与波长可比拟时，电磁场（幅度相位）不仅随时间变化，而且同时随空间位置变化，电磁波在电路中传输的滞后效应显著。传输线就不能再简单的认为只是电路上两点之间的连接方式，而应该等效为具有分布参数的电路网络，线上各点的电位不同，处处有储能和损耗，导体上存在有损耗电阻、电感，导体间存在分布电容和漏电导。在设计时必须把传输线作为电路的一部分来考虑。

TEM模的一个重要特性就是电磁场垂直于传播方向，场分布与静场相同，电压、电流和特性阻抗可以由电磁场唯一确定。另外，传输线参数，如，单位长度的电感和电容等也可以由电磁场唯一定义，这样，传输线理论就把集总参数电路理论用来解决一般的电磁场问题（化场为路）。最后，矩形波导，圆波导和槽线支持的是非TEM模，单导体系统也无法确定对应电压波和电流波。在这次课，我们只研究TEM模传输线的分布参数电路理论，对于波导系统的分布参数理论在以后的课程中介绍。
专业资料发电厂发电厂用户家中用户家中交流电频率fis50hz波长llis5??106m传输线的形式1专业资料集成电路微带线带状线通孔从此处截面pcb基板tw上图的横截面t信号微带地地电源信号带状线信号带状线地地电源信号微带铜导线copperplanefr4基板w信号频率f5ghz波长ll6cm微带线带状线传输线的形式2专业资料?选择何种形式的传输线必须根据其应用场合和目的例如用于传输兆瓦级电磁能量的高功率传输线必须具有高功率容量和低损耗特性一般都非常笨重
传输线的参量

每个单元均可由L1，C1，G1，R1四个参数来决定。 L1表示导体的自感，与单位长度传输线内存储的磁能时均值相关。 C1表示导体之间的电容耦合，决定于导体的接近程度，与单位长度传输线内存储的电能时均值相关。 G1表示由介质引起的单位长度的传输线上的功率耗散的时均值。 R1表示由金属的有限导电率引起的传输线上的功率损耗的时均值。 G1，R1表示的是传输线的衰减（损耗）参量。