微波射频网

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 = h2f

-15

式中,h = 4310电子伏2秒 (eV2S) 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

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

-15

式中,h = 4×10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

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

?????B??E???t????????D ??H?J? (1.1)

?t????D??????B?0对于各向同性介质，有

????D??E????? B??H (1.2)

????J??E??????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

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

?????B??E???t????????D ??H?J? (1.1)

?t????D??????B?0对于各向同性介质，有

????D??E????? B??H (1.2)

????J??E??????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

实验四 射频滤波器设计、 仿真、制作与测试

一、滤波器原理1.1 滤波器的概念Pin PL

~O f

滤滤滤

ZL O f0 f

如图所示的双端口网络, 设从一个端口输入一具有均匀功率谱的 信号,信号通过网络后,在另一端口的负载上吸收的功率谱不再是均匀的, 也就是说,网络具有频率选择性,这便是一个滤波器。 通常采用工作衰减来描述滤波器的衰减特性：

Pin LA = 10 lg dB PL

Pin和PL分别为输出端接匹配 负载时的滤波器输入功率和 负载吸收功率。

2012-4-26

MW & Opti. Commu. Lab, XJTU

低通

带通

带阻2012-4-26 MW & Opti. Commu. Lab, XJTU

高通3

三种滤波器函数

2012-4-26

MW & Opti. Commu. Lab, XJTU

1.2 滤波器的技术指标 (1)工作频率：滤波器的工作频率范围 工作频率： 工作频率 (2) 插入损耗：由于滤波器的介入,在系统内引入的损耗 插入损耗： (3) 带内纹波：插入损耗的波动范围 带内纹波： (4) 带外抑制 带外抑制:规定滤波器在什么频率上会阻断信号,是滤 波器特性的矩形度的一种描述方式。也可用带外滚降来描 述,就是规

实验四 射频滤波器设计、 仿真、制作与测试

一、滤波器原理1.1 滤波器的概念Pin PL

~O f

滤滤滤

ZL O f0 f

如图所示的双端口网络, 设从一个端口输入一具有均匀功率谱的 信号,信号通过网络后,在另一端口的负载上吸收的功率谱不再是均匀的, 也就是说,网络具有频率选择性,这便是一个滤波器。 通常采用工作衰减来描述滤波器的衰减特性：

Pin LA = 10 lg dB PL

Pin和PL分别为输出端接匹配 负载时的滤波器输入功率和 负载吸收功率。

2012-4-26

MW & Opti. Commu. Lab, XJTU

低通

带通

带阻2012-4-26 MW & Opti. Commu. Lab, XJTU

高通3

三种滤波器函数

2012-4-26

MW & Opti. Commu. Lab, XJTU

1.2 滤波器的技术指标 (1)工作频率：滤波器的工作频率范围 工作频率： 工作频率 (2) 插入损耗：由于滤波器的介入,在系统内引入的损耗 插入损耗： (3) 带内纹波：插入损耗的波动范围 带内纹波： (4) 带外抑制 带外抑制:规定滤波器在什么频率上会阻断信号,是滤 波器特性的矩形度的一种描述方式。也可用带外滚降来描 述,就是规

一、 判断题：

微波传输设备题库

1、 由于大气的折射作用，使实际的电波不是按直线传播，而是按曲线传播。 （ √ ） 2、 如果考虑电磁波绕射轨迹，那将给电路设计及收信各指标的计算带来相当大的方便。（ 3 ） 3、 折射分为三类：无折射、负折射及正折射。 （ √ ） 4、 余隙的变化就是地球凸起高度变化。 （ √ ） 5、 微波在传播过程中的衰落主要是大气和地面造成的。 （ 3 ） 6、 数字微波电路质量指标要求天馈线系统电压波波系数应<1.5。 ( 3 ) 7、 频率选择性衰落主要是多径效应造成的。 （ √ ） 8、 抗衰落技术主要是采用分集技术和抗衰落天线。 （ 3 ） 9、 在数字微波通信中必须使用能适应时间变化的自适应均衡器。 （ √ ） 10、 在采用浅调频勤务方式的系统中，勤务通道电平的失调只影响勤务通道的性能。 （ 3 ） 11、 天馈线吊装应有专人负责在场监护，以防天馈线意外损坏及人身伤亡事故的发生。（ √ ） 12、 微波工程经安装调试、电路开通后，还存在一定的设备质量问题，即可投入试运行阶段。（ 3 ） 13、 资料报表健全与否，是一个微波站管理好坏的直接体现。 （ √ ） 14、 多径传输所产生的衰落对扩频系统没有影响，反而有益。 （ √ ）

15、 微波电路的启用、停用和检修，应得到相关通信调度部门同意后，再由有关微波通信管理部门统一

安排。 （ √ ）

16、 跨网、直属省微波干线电路不必由国电通信中心协调管理。 （ 3 ）

17、 各级微波站负责所辖微波电路的运行管理和故障排除工作，并定期向上级微波站汇报电

电子科技大学 文光俊教授

电子科技大学

第三章 CAD技术

MMIC设计流程

电子科技大学 文光俊教授

MMIC设计平台电子科技大学

MMIC CAD特点CAD程序作用是为设计者提供一套工具的知识和技能，使设计更高效和有组织性。 电路示意图捕获器 支持工具库 2 分层设计能力

电子科技大学 文光俊教授

电子科技大学

电路元件库 仿真控制功能 最优化仿真功能 电路版图设计功能

电路仿真器集成CAD程序包中有许多不同的仿真器用于仿真MMIC电、热、成品率的特性。每一种仿真器在什么域(时域、频域、时域+频域)中进行?什么激励?仿真什么特征?应用在什么器件?都有响应的说明。3

电子科技大学 文光俊教授

电子科技大学

常见常用的电路仿真器数学解法应用和实例

仿真域激励器

DC分频多个DC非线性建立工作状态，描绘析域电平代数方 DC偏压曲线。程线性频单个小复杂线小信号稳态特性。计分析域信号正性代数算网络参数，MAG,双弦信号方程端口同时共扼匹配条件，等增益圆，稳定性因子K,等稳态圆。4

电子科技大学 文光俊教授

电子科技大学

谐波平衡分析

频域和时域

多个大信号正弦信号

复杂线性代数方程式，DFT和非线性普通差分方程(ODE)

功率放大器、混频器和振荡器等器件的大信号稳态性能。能

对高频率元器件的线性和非线性性能进行精确表征。以及获得更高的子系统集成能力的需求。正在逐渐改变着射频和微波设备的测试方式。本文将详细阐述这个问题。并介绍如何通过在测试系统中添加备用的内置信号发生器。以及通过增加扩展测试端口的数量,更有效地使用矢量网络分析仪(VNA)。此外。本文还介绍了为使校准精度保持双端口S参数测量的水平。VNA校准方法的演进过程。

维普资讯

使用A in get l矢量网络分析仪解决和射频 微波测量领域的难题Sov e Ha d n tn RF n c o a e Me s r me t y Usn i n N le t r u a dMir w v a u e n sb igAgl t A h i e V■ D v al安捷伦科技公司 a iB l d o

对高频率元器件的线性和非线性性能进行精确表征。以及获得更高的子系统集成能力的需求。正在逐渐改变着射频

实现精确系统仿真关键制在现代无线和航空/国防系统中，

(M至 P A M)的转换和互调失真

( ) I等现象。 MD因此，测量这些特性同样重要。

对射频元器件进行精确的振幅和相位测量极为重要。在系统仿真的设计阶段，需要对基础元器件的数据进行精

最常见的用于表征射

对高频率元器件的线性和非线性性能进行精确表征。以及获得更高的子系统集成能力的需求。正在逐渐改变着射频和微波设备的测试方式。本文将详细阐述这个问题。并介绍如何通过在测试系统中添加备用的内置信号发生器。以及通过增加扩展测试端口的数量,更有效地使用矢量网络分析仪(VNA)。此外。本文还介绍了为使校准精度保持双端口S参数测量的水平。VNA校准方法的演进过程。

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使用A in get l矢量网络分析仪解决和射频 微波测量领域的难题Sov e Ha d n tn RF n c o a e Me s r me t y Usn i n N le t r u a dMir w v a u e n sb igAgl t A h i e V■ D v al安捷伦科技公司 a iB l d o

对高频率元器件的线性和非线性性能进行精确表征。以及获得更高的子系统集成能力的需求。正在逐渐改变着射频

实现精确系统仿真关键制在现代无线和航空/国防系统中，

(M至 P A M)的转换和互调失真

( ) I等现象。 MD因此，测量这些特性同样重要。

对射频元器件进行精确的振幅和相位测量极为重要。在系统仿真的设计阶段，需要对基础元器件的数据进行精

最常见的用于表征射