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. 微波电路的计算机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
1
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
第1章
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。
第2章
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
2
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
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：采用分离元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。
3
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
图 6 微波混合集成电路示例
图 7 微波集成电路（MIC）示例
图 8 微波单片集成电路（MMIC）示例
2.1.3 按源分
微波电路还可以按照有源电路和无源电路分类。 其中，有 源电路包括放大器、 振荡器等；无源电路包括分路器、耦合器、移相器、开关、混频器和滤波器等。
4
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
2.2 常用的微波传输线电路元件和不连续性元件
图 9 传输线段
图 10 耦合线
图 11 开路线
图 12 短路线
5
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
图 13 直角拐弯线
图 14 阶梯线
图 15 渐变线
图 16 缝隙
图 17 T 型结
6
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
图 18 十字结 其他还有一些如扇形线、Lange 耦合器、交指电容和螺旋电感等等。
2.3 常用的微波元器件
这 里主要介绍 一 些 常用的 贴 装无源 器件和微波 半导体 器件。
图 19 片状叠层电容及单层电容
图 20 片状叠层电感及线绕电感
7
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
图 21 片状电阻
图 22 贴装可调电容
图 23 贴装电位器
图 24 微波二极管（封装及芯片）
8
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
图 25 微波三极管和场效应晶体管（封装及芯片）
图 26 微波单片集成电路（MMIC）（ 封装及芯片）
2.4 常用的微波介质基片
我们经常使用的微波介质材料如表 1 所示。
9
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
表 1 几种经常使用的微波介质材料 名称 介电常数（εr） 聚四氟乙烯玻璃纤维基片 2.7 陶瓷（Al2O3）基片(99%) 9.6 微波复合介质基片 可选 RT/duroid 5880 2.2 RO4003 3.38 TMM10I 9.8
备注 国产、进口 国产、进口 国产 Rogers 公司 Rogers 公司 Rogers 公司
RT/duroid Series RO4000 Series TMM Series 图 27 Rogers 公司生产的几种微波介质基片
第3章
微波网络及网络参数
3.1 具有特定内容（含义）的特殊微波网络 3.1.1 平行耦合线定向耦合器
1 2
4
3
图 28 平行耦合线定向耦合器 3.1.2 兰格（Lange）定向耦合器
10
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
0 -5
-15
1 4
DB(|S[2,1]|) Lange Coupler DB(|S[3,1]|) Lange Coupler DB(|S[4,1]|) Lange Coupler
-25
-35 6
2 3
8
10 Frequency (GHz)
12
14
图 29 Lange 定向耦合器 3.1.3 威尔金森（Wilkinson）功分器/合路器
0
Wilkinson Power Divider
2
-10
DB(|S[1,1]|) ~ PD DB(|S[2,1]|) ~ PD
-20
DB(|S[3,1]|) PD
1
-30
-40 18 19 20 Frequency (GHz) 21 22
3
图 30 功分器/合路器 3.1.4 阶梯阻抗变换器
1
2
图 31 阶梯阻抗变换器 3.1.5 微带线低通滤波器
11
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
图 32 微带线低通滤波器 3.1.6 平行耦合线带通滤波器
0
-20
dB (S (1,1)) dB (S (2,1))
-40
-60
-80 9 10 11 12 13 14 15
freq, GHz
图 33 平行耦合线带通滤波器 3.1.7 其它，如交指滤波器、谢夫曼移相器及分支线定向耦合器等，也都具有固 定（特定）的网络形式。 3.2 一般网络 微波网络是由各种微波元件 根据需要组合而成，所以网络的形式具有任意 性。上面介绍的那些特殊网络只是其中一些典型的形式而已。 一般来说，简单的网络通常是窄带的电路，如λg/4 线。这一点，在设计宽 带匹配电路时，需要引起注意。 3.3 网络参数 我们经常使用 S 参数（即散射参数）来描述微波网络。以下面的二端口网络 为例。
12
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
图 34 二端口微波网络 在图 34 所示的二端口微波网络中，a1 和 b1 分别为端口 1 的归一化入射电 压波和反射电压波；a2 和 b2 分别为端口 2 的归一化入射电压波和反射电压波。 二端口微波网络的输入和输出之间的关系可以表示为
b1 = s11 a 1 + s12 a 2 b 2 = s 21 a1 + s 22 a 2
即
（1）
b1 b 2 =
[S ]
a1 a 2 s 12 s 22
（2）
其中
[S ] =
s 11 s 21
式（1）称做散射方程， [S ] 叫散射矩阵或散射参数。 由式（1）可以得出二端口网络的 S 参数为： S11=
b1 a1 b2 a2 b1 a2 b2 a1
a 2=0 ，即当端口
2 匹配时（ZL=Z0）， 端口 1 的反射系数；
S22=
a1=0 ，即当端口
1 匹配时（ZS=Z0）， 端口 2 的反射系数；
S12=
a1=0 ，
即当端口 1 匹配时，端口 2 到端口 1 的传输系数；
S21=
a 2=0 ，即当端口
2 匹配时，端口 1 到端口 2 的传输系数。
通过上面的分析我们可以看出，微波网络的 S 参数具有确定的物理意义。实 际上，我们以往所经常使用的如 Z 参数、Y 参数和 H 参数等均可以通过计算与 S 参数互相换算。但在微波频率上，只有 S 参数是可以测量出来的，这样也就解决 了微波网络参数的测量问题。 另外，对于端口数为 N 的多端口网络，我们同样可以得到类似于式（1）的 表达式，这时 [S ] 为 N×N 维的矩阵。
13
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
4. 史密斯（ Smith ）圆图 Smith 圆图是一个非常有用的图形化的匹配电路设计和分析工具，且方便有 效，在微波电路设计过程中会经常用到。 另外，Smith 圆图有阻抗圆图和导纳圆图两种形式，可以视具体情况选用。
图 35 Smith 阻抗圆图
Z=30+j25Ω
图 36 Smith 圆图的应用示例
14
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
图 37 图解用的 Smith 圆图标准图纸 由图 35 我们可以看到，在 Smith 阻抗圆图中存在等电阻圆、等电抗线、纯 电阻线、电感平面（jωL）、电 容平面（1/ j ωC）、 开路点、短路点和 50Ω点等 等。 当然，相对应的在导纳圆图中也存在等电导圆和等导纳线等。 5. 简单的匹配电路设计举例 晶体管放大器匹配电路设计示例 6. 微波电路的计算机辅助设计技术及常用的 CAD 软件 自 20 世纪 70 年代以来，微波电路CAD 技术已经取得了很大的进步。一方面 是各 CAD 软件厂商推出了很多通用和专用的微波电路 CAD 软件产品， 包括电原理
15
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
图输入和微波电路的图形输入、电路的 仿真和优化、 容差分析、版 图生成及输出、 与测试仪器接口等功能，并有许许多多的电路模型库、元件库、半导体器件的线 性模型库和非线性模型库等可供选择，应该可以说是功能强大、使用方便、应有 尽有。而另一方面，微波电路 CAD 软件也已被广泛应用于各种微波电路的设计， 并成为微波工程师必须掌握的设计工具。 6.1 常用的微波电路 CAD 软件 微波电路的 CAD 软件大致可以分成下面几类： ① 线性/非线性微波电路仿真软件； ② 2.5D 平面电路电磁场仿真软件； ③ 3D 电磁场仿真软件； ④ 系统仿真软件； ⑤ 专用电路的设计软件。 ⑥ 排版软件 表 2 主要的微波电路 CAD 软件简介 序号 名称 主要性能 厂商 1 ADS 综合软件包 Agilent 2 Serenade 综合软件包 Ansoft 3 MW Office 线性/非线性电路、2.5D 电磁场仿真 AWR 4 GENESYS 线性/非线性电路、滤波器设计等 Eagleware 5 MMICAD 线性/非线性电路设计 OPTOTEK 6 Momentum 2.5D 平面电路电磁场仿真 Agilent 7 Ensemble 2.5D 平面电路电磁场仿真 Ansoft 8 em 2.5D 平面电路电磁场仿真 Sonnet 9 HFSS 3D 电磁场仿真 Ansoft 10 MW Studio 3D 电磁场仿真 CST 11 Symphony 系统仿真 Ansoft 12 Clementine 共形天线设计 Ansoft 13 Protel 电路板布线 PROTEL 14 AutoCAD 电路板布线 Autodesk 6.2 微波电路计算计辅助设计-简介 微波电路计算计辅助设计（CAD）技术是电子设计自动化（EDA）技术的一个 分支，用于射频及微波电路的计算机仿真和优化设计。 6.2.1 微波电路 CAD 的特点及主要内容 与其它电子 EDA 技术相比，微波电路 CAD 软件具有以下几个特点： ① 必须有精确的传输线模型和各种器件模型； ② 有时必须采用电磁场仿真等数值仿真工具； ③ 一般都具有 S 参数分析的功能。 在微波电路 CAD 技术中， 各种传输线及其不均匀区模型、元件之间的寄生耦 合模型以及微波有源器件的非线性模型等，在技术上的难度都非常大。 微波电路 CAD 包括线性微波电路的 S 参数计算、直流分析、线性/非线性噪 声分析、非线性电路的瞬态分析、非线性电路的谐波分析（功率压缩、交调和谐 波特性等）、 优化设计、容差分析、2.5D 及 3D 电磁场仿真、布线和版图设计等， 甚至还可以包括微波器件的建模和参数提取以及计算机辅助测试。
16
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
6.2.2 常用的分析方法 线性电路：采用等效电路模型和 S 参数矩阵级联计算。 非线性电路：Spice、谐波平衡法、包络仿真法等。 电磁场仿真：常采用矩量法和有限元法等数值计算方法。 6.2.3 优化 给定电路的网络拓扑结构、 各个元件的初始值，以及电路的设计指 标的目标 参数，CAD 软件将自动改变各元件值，直到满足要求。 CAD 软件通常都具有的，也是 最常用的优化方法是随机优化和梯度法。 当然， 一些软件还提供了其它的优化方法供选择。 6.2.4 设计步骤 微波电路 CAD 设计的步骤可大致总结如下： ① 根据技术性能指标的要求，选择半导体器件。 ② 对于不需要半导体器件的微波无源电路， 根据技术性能指标的要求， 选择网络拓扑结构。 ③ 根据所选器件的具体参数，设计匹配电路的拓扑结构。 ④ 确定（或计算）电路中各个元件的初始值。 ⑤ 根据技术性能指标的要求，设置优化目标（或参数）。 ⑥ 根据经验或试验性地选择若干优化变量（或元件）。 ⑦ 选择优化方法，并进行优化。 ⑧ 进行容差分析。 ⑨ 进行版图的设计并输出版图。 ⑩ 进行性能指标的复核，进行版图的检查，并提出结构设计的要求。 6.2.5 几点经验和建议 ① 必须保证器件选择、匹配电路或网络拓扑设计的正确性。 ② 电路中各元件初始值的选择应尽量准确。这将有利于优化计算的快 速收敛，并保证优化设计能够达到全局最优点，而不是局部的极小 （或极大）点。 ③ 对于存在多个优化目标参数的一般情况，应根据实际的需要，分出 主次或考虑折衷，并进行加权。 ④ 关于优化变量（或元件）的选择，一方面可以根据自己的经验，另 一方面也可以先选择其中几个进行试探。特别是当元件（或变量） 较多时，一般不主张都选择为优化变量。 ⑤ 对于优化方法的选择，通常是先随机法，后梯度法，这样将有助于 使设计达到全局最优。 ⑥ 在电路设计的过程中，必须要考虑元件标称值的因素。另外对于分 布参数电路，电路参数的取值必须要符合相应的工艺要求。 6.3 设计举例 6.3.1 例 1： 2GHz 低噪声放大器的设计 频率范围:1.95～2.05GHz； 管子型号:AT-41411，为微波双极晶体管 CAD 软件：ADS
17
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
Optimization of amplifier input and output matching networks for gain, input match, output match, and noise figure. The goals below are not all satisfied. R
R2 R=Rfb Ohm
Var Eqn
OPTIM
Optim Optim1 OptimType=Gradient ErrorForm=L2 MaxIters= P= DesiredError= StatusLevel= S_Param SetBestValues=yes SP1 V_DC Seed= SRC1 Start=10 MHz SaveSolns=no Vdc=3.0 V Stop=3.0 GHz SaveGoals=no Step=10 MHz SaveOptimVars=no CalcNoise=yes UpdateDataset=yes UseAllGoals=yes GoalName[1]= With SaveSons=no on the Nominal
S-PARAMETERS
VAR VAR1 Lfb=15 Rfb=77 Cfb=67 Rcol=200 Ccol=91 Lcol=28 Cemit=85 L L1 L=Lfb nH R=
C C1 C=Cfb nF
R R1 R=500 Ohm
R R4 R=67 kOhm
I_Probe Probe1
Optimization controller, only variables in measurement equations are output to the dataset. This saves memory.
Meas Eqn
MeasEqn meas1 Smatrix=S NF2=nf(2)
DC_Block DCBlock2 C C2 C=3.2 pF opt{ 1 pF to 10 pF } L L2 L=2.4 nH opt{ 1 nH to 10 nH } R= pb_hp_AT41411_19921101 Q1 L L3 L=7.2 nH opt{ 2 nH to 20 nH } R=
Term Term2 Num=2 Z=50 Ohm
Term DC_Block Term1 DCBlock1 Num=1 Z=50 Ohm
R R5 R=200 Ohm
C C4 C=Cemit nF
L L4 L=Lcol nH R=
C C3 C=0.5 pF opt{ 0.1 pF to 2 pF }
R R3 R=Rcol Ohm
GOAL
Goal OptimGoal3 Expr="dB(S21)" SimInstanceName="SP1" Min=11 Max= Weight=10 RangeVar[1]="freq" RangeMin[1]=1.95 GHz RangeMax[1]=2.05 GHz
GOAL
Goal OptimGoal1 Expr="dB(S11)" SimInstanceName="SP1" Min= Max=-10 Weight= RangeVar[1]="freq" RangeMin[1]=1.95 GHz RangeMax[1]=2.05 GHz
GOAL
Goal OptimGoal2 Expr="dB(S22)" SimInstanceName="SP1" Min= Max=-10 Weight= RangeVar[1]="freq" RangeMin[1]=1.95 GHz RangeMax[1]=2.05 GHz
C C5 C=Ccol nF
GOAL
Goal OptimGoal4 Expr="nf(2)" SimInstanceName="SP1" Min= Max=2.2 Weight=10 RangeVar[1]="freq" RangeMin[1]=1.95 GHz RangeMax[1]=2.05 GHz
图 38 2GHz 低噪声放大器电路
0.000 -5.00 dB ( m at i 1, ) S rx( 1) dB ( m at i 2, ) S rx( 2) -10.0 -15.0 -20.0 -25.0 -30.0 -35.0 3. 00G 2. 80G 2. 60G 2. 40G 2. 20G 2. 00G 1. 80G 1. 60G 1. 40G 1. 20G 1. 00G 800. M 600. M 400. M 200. M 0. 000
20.0 16.0 12.0 8.00 4.00 0.000 -4.00 -8.00 -12.0 -16.0 -20.0 3. 00G 2. 80G 2. 60G 2. 40G 2. 20G 2. 00G 1. 80G 1. 60G 1. 40G 1. 20G 1. 00G 800. M 600. M 400. M 200. M 0. 000
dB (S m at i 2) rx(1, ) dB (S m at i 1) rx(2, )
freq, Hz
freq, Hz
18
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
4.0 3.6 3.2 2.8 2.4 N F2 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 freq, GHz 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0
图 38 2GHz 低噪声放大器仿真结果 6.3.2 例 2： 5GHz 发夹式微带线带通滤波器的设计 CAD 软件： Momentum
图 39 发夹式带通滤波器电路图
0 -10
dB (S (1, 1)) dB (S (2, 1))
-20 -30 -40 -50 -60 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
freq, GHz
图 40 发夹式带通滤波器仿真结果
19
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
7. 一些常用的微波部件及其主要技术指标 在各种各样的微波电路中，放大器是相对最具有代表性的。因此，我们作为 重点对其进行介绍，而对于其它的电路，则只介绍其特殊的性能指标，同样的内 容不再重复。 7.1 放大器
Pin
Pout
图 41 放大器框图 ① 频率范围： f1～f2 ② 增益(G)： G=Pout/Pin ③ 噪声系数(NF)： Si / N i So / N o Si Ni No G Ni + N x ' = = = =1+ Nx Si G G Ni G Ni No
（3）
F =
（4）
式中 Nx 是出现在放大器的输出端，由放大器内部产生的噪声。 NF=10logF （5） 即
' NF=10log（ N x ）
所以，噪声系数 NF 就代表了放大器自身噪声贡献的大小。 ④ 输入、输出反射损耗及电压驻波比（VSWR） 反射损耗（LR）是在输入信号保持不变的情况下，从短路器反射的电压 与从被测负载反射的电压值比，并用 dB 表示。 1 LR=20log ρ 式中，ρ为被测负载的反射系数。
LR 20
（6）
ρ = 1 / 10
VSWR = ⑤
（7） （8）
1+ ρ 1 ρ
1dB 压缩点输出功率(P-1)： 随着输入功率的增加，当放大器的增益被压缩了 1dB 时的输出功率， 即为 1dB 压缩点输出功率。 P-1 是表示一个放大器的非线性特性和输出能力的一项重要指标。
20
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/129438244.html,
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.微波电路的计算机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：
J ER E I B 3 Di Er 图3同轴线 图1微带线 图2带状线
图4波导 DIELECTRIC ER 图5共面波导 2.1.2按照工艺分类 微波混合集成电路：采用分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微波混合集成电路示例
有源滤波器Active Filter(信号分离电路) 测量系统从传感器拾取的信号往往包含噪声和许多与被测量无关的信号，并且原始的测量信号经传输、放大、变换、运算及各种其它处理过程，也会混入各种不同形式的噪声，从面影响测量精度。 这些噪声一般随机性很强，很难从时域中直接分离，但限于其产生的机理，其噪声功率是有限的，并按一定规律分布于频率域中某一特定频带中。 滤波器（信号分离电路）：从频域中实现对噪声的抑制，提取所需要的信号，是各种测控系统中必不可少的组成部分。 对滤波器的要求：(1)滤波特性好；(2)级联特性好(输入，输出)； (3)滤波频率便于改变 滤波器举例： 心电信号的滤波：主要受到50Hz的工频干扰，采用50Hz陷波(带阻)滤波器。
一.滤波器的基本知识 ⒈按处理信号的形式分类：模拟:连续的模拟信号 (又分为：无源和有源) 数字：离散的数字信号。 ⒉理想滤波器对不同频率的作用： 通带内，使信号受到很小的衰减而通过。阻带内，使信号受到很大的衰减而抑制，无过渡带。
⒊按频谱结构分为5种类型： 滤波器对信号不予衰减或以很小衰减让其通过的频段称为通带；对信号的衰减超过某一规定值的频段称为阻带；位于通带和阻带之间的频段称为过渡带。根据通带和阻带所处范围的不同，滤波器功能可分为以下几种： 低通(Low Pass Filter) 高通(High Pass Filter) 带通(Band Pass Filter) 带阻(Band Elimination Filter) 全通(All Pass Filter)（理想）各种频率信号都
能通过，但不同的频率信号的相位有不同的变化， 一种移相器。 图2-2 按频谱结构分类的各种滤波器的衰减（1-幅频）特性 几个定义： (1)通带的边界频率：一般来讲指下降—3dB即对应的频率。 (2)阻带的边界频率：由设计时，指定。 (3)中心频率：对于带通或带阻而言，用f0或ω0表示。 (4)通带宽度：用Δf0或Δω0表示。 (5)品质因数：衡量带通或带阻滤波器的选频特性。定义为： Q=f0/Δf0或ω0/Δω0，Q值越高，选频性能越好。
硬件电子电路基础
第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识 一、什么是半导体 半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）
二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂──管子 ?温度──热敏元件 ?光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 ?自由电子──受束缚的电子（－） ?空穴──电子跳走以后留下的坑（＋） 三、杂质半导体──N型、P型 （前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 ?N型半导体（自由电子多） 掺杂为＋5价元素。如：磷；砷P──＋5价使自由电子大大增加原理：Si──＋4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 ?P型半导体（空穴多） 掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加 原理：Si──＋4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价 载流子组成：
o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。 2、PN结的结构 分界面上的情况： P区：空穴多 N区：自由电子多 扩散运动： 多的往少的那去，并被复合掉。留下了正、负离子。 （正、负离子不能移动） 留下了一个正、负离子区──耗尽区。 由正、负离子区形成了一个内建电场（即势垒高度）。 方向：N--> P 大小：与材料和温度有关。（很小，约零点几伏）
大连海事大学毕业论文 二0一一年六月
微波谐振腔特性参数的计算和仿真 专业班级：通信工程3班 姓名：张振北 指导教师：傅世强 信息科学技术学院
摘要 微波谐振腔其内部的电磁场分布在空间三个坐标方向上都将受到限制,均成驻波分布.微波谐振腔在微波电路中起着与低频LC振荡回路相同的作用,是一种具有储能和选频特性的谐振器件.这次主要研究矩形谐振腔和圆柱体谐振腔的特性参数的计算和仿真.计算时用VC++中的MFC编写一个小界面计算工具，当输入变量参数时，类似计算器形式直接输出计算结果，仿真所用软件为HFSS，对矩形谐振腔和圆柱谐振腔进行仿真，输入变量得出仿真结果并与上述结算结果进行比较。本文首先介绍了微波谐振腔的发展及前景和理论基础知识和MFC,Hfss等软件.然后分别进行了: 1.对金属谐振腔中特性参数的特性及计算方式进行深入探讨，学习其基本特 性与基本分析方法。 2.矩形谐振腔和圆柱谐振腔特性参数的计算在小界面计算方式方式下表示， 并举例输入变量得出计算结果。 3.用Hfss微波技术仿真软件对矩形谐振腔和圆柱谐振腔仿真,与之前的结 果进行比较。 4.在小界面计算工具在输入不同尺寸，内部填充不同材料，以及用铜，铁， 铝等材料作为谐振腔表面材料等多种情况下计算，得出不同结果，并用仿 真软件对矩形及圆柱谐振腔仿真，两组数据比较并得出结果。 本文主要研究金属谐振腔中矩形谐振腔及圆柱谐振腔特性参数的特性及计算方法，对其特性参数的特点，计算方式进行深入研究，然后运用编程软件对其编程，得到一个便捷的计算工具，并对矩形及圆柱谐振腔仿真，计算结果与仿真结果比较来判别计算工具的实用性与便捷性。 关键词：金属谐振腔，特性参数，MFC，小界面，Hfss，仿真
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. 微波电路的计算机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：采用分离元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微波混合集成电路示例 图7 微波集成电路（MIC）示例
术语定义 1. 额定电压 EMI滤波器用在指定电源频率的工作电压（中国：250V, 50Hz，欧洲：230V, 50Hz;美国：115V, 60Hz） 2. 额定电流 在额定电压和指定温度条件下（常为环境温度40C）, EMI滤波器所允许的最大连续工作电流（Imax）。在其他环境温度下的最大允许工作电流是环境温度的函数，可用如下公式得出： 3. 试验电压 在EMI滤波器的指定端子之间和规定时间内施加的电压。试验电压分为两种，一种是加载在电源（或负载）端子之间，称为线-线试验电压;另一种是加载在电源（或负载）任一端与接地端（或滤波器金属外壳）之间，称为线-地试验电压。4. 泄漏电流 EMI滤波器加载额定电压后，断开滤波器的接地端与电源安全地线的条件下，测得接地端到电源（或负载）任一端间的电流，该值直接与接地电容的容量有关，可由如下公式得出： 其中 F为工作频率， C为接地电容的容量， V为线-地电压 5. 插入损耗 是衡量滤波器效果的指标。指的是在一定条件下，EMI滤波器对干扰信号的衰减能力。它用滤波器插入前信号源直接传送给负载的功率和插入后传送给负载的功率的对数来描述。在50Q系统内测试时，可用下式来表示： IL=20Lg（E0/E1） 其中，IL- 插入损耗（单位：dB） EO-负载直接接到信号源上的电压 E1-插入滤波器后负载上的电压
6. 气候等级指EMI滤波器的工作环境等级，按IEC规定应按以下方式标注： XX/XXX/XX 前 2 位数字代表滤波器的最低工作温度中间数字代表滤波器的最高工作温度后 2 位数字代表质量认定时在规定稳态湿热条件下的试验天数 7. 绝缘电阻 绝缘电阻是指滤波器相线，中线对地之间的阻值。通常用专用绝缘电阻表测试。 8. 电磁干扰（EMI） 电磁干扰经常与无线电频率干扰（RFI ）交替使用。从技术上来说，EMI指的是能量形式（电磁），然而RFI指的是噪声频率的范围。滤波器用以消除EMI和RFI 中的多余电磁能。 9. 频率范围 电磁能量的频率带宽常用赫兹（Hz,每秒循环次数），千赫（KHz,每秒循环千次数）表示。电源滤波器的典型频率范围在150kHz to 30MHz （超过30MHz即为辐射）10. 阻抗失配 为了达到更好的滤波效果，要使滤波器与它的源阻抗和负载阻抗失配。如图所示。 11. 工作频率 电源滤波器的工作频率标称值为50/60Hz（中国、欧洲等为50Hz;北美为60Hz）。然而，电源滤波器在直流或400Hz的情况下工作，并不会损害其效力。 二、滤波器的作用 1. 什么是射频干扰（RFI）？ RFI 是指产生在无线电通讯时，所用频率范围内的一种多余的电磁能。传导现象的频率范围介于10kHz到30MHN间；辐射现象的频率范围介于30MHz到1GHz间。 2. 为何要关注RFI？ 之所以必须考虑RFI，基于两点原因：（1）他们的产品必须在其工作环境下正常运行，然而该工作环境常常伴随有严重的R F I。（2）他们的产品不能辐射RFI，以确保不干扰对健康及安全都至关重要的射频（RF）通讯。法律已对可靠的RF 通讯做出了规定，以确保电子设备的RFI 控制。 3. 什么是RFI 的传播模式？
1.1电路硬件设计基础 1.1.1电路设计 硬件电路设计原理 嵌入式系统的硬件设计主要分3个步骤：设计电路原理图、生成网络表、设计印制电路板，如下图所示。 图1-1硬件设计的3个步骤 进行硬件设计开发，首先要进行原理图设计，需要将一个个元器件按一定的逻辑关系连接起来。设计一个原理图的元件来源是“原理图库”，除了元件库外还可以由用户自己增加建立新的元件，用户可以用这些元件来实现所要设计产品的逻辑功能。例如利用Protel 中的画线、总线等工具，将电路中具有电气意义的导线、符号和标识根据设计要求连接起来，构成一个完整的原理图。 原理图设计完成后要进行网络表输出。网络表是电路原理设计和印制电路板设计中的一个桥梁，它是设计工具软件自动布线的灵魂，可以从原理图中生成，也可以从印制电路板图中提取。常见的原理图输入工具都具有Verilog/VHDL网络表生成功能，这些网络表包含所有的元件及元件之间的网络连接关系。 原理图设计完成后就可进行印制电路板设计。进行印制电路板设计时，可以利用Protel 提供的包括自动布线、各种设计规则的确定、叠层的设计、布线方式的设计、信号完整性设计等强大的布线功能，完成复杂的印制电路板设计，达到系统的准确性、功能性、可靠性设计。 电路设计方法(有效步骤) 电路原理图设计不仅是整个电路设计的第一步，也是电路设计的基础。由于以后的设计工作都是以此为基础，因此电路原理图的好坏直接影响到以后的设计工作。电路原理图的具体设计步骤，如图所示。
图1-2原理图设计流程图 （1）建立元件库中没有的库元件 元件库中保存的元件只有常用元件。设计者在设计时首先碰到的问题往往就是库中没有原理图中的部分元件。这时设计者只有利用设计软件提供的元件编辑功能建立新的库元件，然后才能进行原理图设计。 当采用片上系统的设计方法时，系统电路是针对封装的引脚关系图，与传统的设计方法中采用逻辑关系的库元件不同。 （2）设置图纸属性 设计者根据实际电路的复杂程度设置图纸大小和类型。图纸属性的设置过程实际上是建立设计平台的过程。设计者只有设置好这个工作平台，才能够在上面设计符合要求的电路图。 （3）放置元件 在这个阶段，设计者根据原理图的需要，将元件从元件库中取出放置到图纸上，并根据原理图的需要进行调整，修改位置，对元件的编号、封装进行设置等，为下一步的工作打下基础。 （4）原理图布线 在这个阶段，设计者根据原理图的需要，利用设计软件提供的各种工具和指令进行布线，将工作平面上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。 （5）检查与校对 在该阶段，设计者利用设计软件提供的各种检测功能对所绘制的原理图进行检查与校对，以保证原理图符合电气规则，同时还应力求做到布局美观。这个过程包括校对元件、导线位置调整以及更改元件的属性等。 （6）电路分析与仿真 这一步，设计者利用原理图仿真软件或设计软件提供的强大的电路仿真功能，对原理图的性能指标进行仿真，使设计者在原理图中就能对自己设计的电路性能指标进行观察、测试，从而避免前期问题后移，造成不必要的返工。
基础滤波器知识 一,滤波器基本概念 1,滤波器是什么? 滤波器(filter)是频率选择器件,用于在通信系统中对通信链路中的信号频率进行选择和控制 2,什么是带通滤波器(bandpass filter)? 带通滤波器是指只允许指定的一段有效频率分量通过,而将高于以及低于此段频率分量进行有效抑制的器件。此外，常见的滤波器形式还有低通，高通，低阻，高阻，带租。 3,什么是双工器（diplexer, duplexer）? 能同时对接收和发射提供通道，并对接收和发射的频率分量进行控制的滤波器，称为双工器。 4,无线通信用滤波器作用是什么? 我们的产品在通信系统中起何作用？用在何处？ 我们的微波射频产品在移动通信系统中叫射频前端。框图如下： 我们公司的产品主要用于提供无线通信收发信道，同时通过收/发两个带通滤波器对信号的选择和控制，抑制掉对通信频带有干扰的频率分量，同时避免了对其他通信方式所在的频带的干扰，并且有效保持接收和发射频带的隔离，提高通信质量。
5,基站双工器上的低通滤波器作用是什么? 为了有效抑制寄生通带，我们通过增加低通滤波器对其进行抑制。 6，什么是塔放（塔顶放大器），有什么作用？ 塔顶放大器的原理就是通过在基站接收系统的前端，即紧靠接收天线下增加一个低噪声放大器（LNA- Low Noise Amplifier）来实现对基站接收性能的改善。 塔放带来的好处是多方面的。这主要是由于塔放从技术原理上是降低基站接收系统噪声系数，从而提高基站接收系统灵敏度，这样它起到的作用是对基站接收性能的改善。 7，什么是dB, dBm, dBc? 1、dBm dBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lgP（功率值/1mw）。 [例1] 如果发射功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。 [例2] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为： 10lg（40W/1mw）=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。 2、dBi 和dBd dBi和dBd是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值，但参考基准不
第三章硬件基础知识学习 通过上一课的学习，我们貌似成功的点亮了一个LED小灯，但是还有一些知识大家还没有 彻底明白。单片机是根据硬件电路图的设计来写代码的，所以我们不仅仅要学习编程知识，还有硬件知识，也要进一步的学习，这节课我们就要来穿插介绍电路硬件知识。 3.1 电磁干扰EMI 第一个知识点，去耦电容的应用，那首先要介绍一下去耦电容的应用背景，这个背景就是电磁干扰，也就是传说中的EMI。 1、冬天的时候，尤其是空气比较干燥的内陆城市，很多朋友都有这样的经历，手触碰到电脑外壳、铁柜子等物品的时候会被电击，实际上这就是“静电放电”现象，也称之为ESD。 2、不知道有没有同学有这样的经历，早期我们使用电钻这种电机设备，并且同时在听收音机或者看电视的时候，收音机或者电视会出现杂音，这就是“快速瞬间群脉冲”的效果，也称之为EFT。 3、以前的老电脑，有的性能不是很好，带电热插拔优盘、移动硬盘等外围设备的时候，内部会产生一个百万分之一秒的电源切换，直接导致电脑出现蓝屏或者重启现象，就是热插拔的“浪涌”效果，称之为Surge... ... 电磁干扰的内容有很多，我们这里不能一一列举，但是有些内容非常重要，后边我们要一点点的了解。这些问题大家不要认为是小问题，比如一个简单的静电放电，我们用手能感觉到的静电，可能已经达到3KV以上，如果用眼睛能看得到的，至少是5KV了，只是因为 这个电压虽然很高，电量却很小，因此不会对人体造成伤害。但是我们应用的这些半导体元器件就不一样了，一旦瞬间电压过高，就有可能造成器件的损坏。而且，即使不损坏，在2、3里边介绍的两种现象，也严重干扰到我们正常使用电子设备了。 基于以上的这些问题，就诞生了电磁兼容(EMC)这个名词。这节课我们仅仅讲一下去耦
1、解释基本概念：集成电路，集成度，特征尺寸 参考答案： A、集成电路（IC：integrated circuit）是指通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体晶片（如硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能的集成块。 B、集成度是指在每个芯片中包含的元器件的数目。 C、特征尺寸是代表工艺光刻条件所能达到的最小栅长（L）尺寸。 2、写出下列英文缩写的全称：IC，MOS，VLSI，SOC，DRC，ERC，LVS，LPE 参考答案： IC：integrated circuit；MOS：metal oxide semiconductor；VLSI：very large scale integration；SOC：system on chip；DRC：design rule check；ERC：electrical rule check；LVS：layout versus schematic；LPE：layout parameter extraction 3、试述集成电路的几种主要分类方法 参考答案： 集成电路的分类方法大致有五种：器件结构类型、集成规模、使用的基片材料、电路功能以及应用领域。根据器件的结构类型，通常将其分为双极集成电路、MOS集成电路和Bi-MOS 集成电路。按集成规模可分为：小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路和巨大规模集成电路。按基片结构形式，可分为单片集成电路和混合集成电路两大类。按电路的功能将其分为数字集成电路、模拟集成电路和数模混合集成电路。按应用领域划分，集成电路又可分为标准通用集成电路和专用集成电路。 4、试述“自顶向下”集成电路设计步骤。 参考答案： “自顶向下”的设计步骤中，设计者首先需要进行行为设计以确定芯片的功能；其次进行结构设计；接着是把各子单元转换成逻辑图或电路图；最后将电路图转换成版图，并经各种验证后以标准版图数据格式输出。 5、比较标准单元法和门阵列法的差异。 参考答案：
大学 课程设计任务书 序进行装订上交（大张图纸不必装订） 2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。 指导教师签名：日期：
前言 (1) 一、背景知识 (2) 1、滤波器的发展 (2) 2、微波滤波器的应用 (2) 3、交叉耦合滤波器提出与发展 (3) 二、交叉耦合带通滤波器设计原理 (4) 1、交叉耦合滤波器的设计思路 (4) 2、新型耦合开环结构 (5) 3、交叉耦合滤波器的设计 (6) 三、仿真步骤 (9) 1、建立新工程 (9) 2、设置求解类型 (9) 3. 设置模型单位 (10) 4、建立滤波器模型 (10) 5、创建端口 (19) 6、创建Air (20) 7、设置边界条件 (20) 8、为该问题设置求解频率及扫频范围 (22) 9、优化仿真 (23) 10、保存工程 (24) 11、后处理操作 (25) 四、设计总结 (25) 参考文献 (27)
前言 微波滤波器是微波系统中重要元件之一，它用来分离或者组合各种不同频率信号的重要元件。在微波中继通信、卫信通信、雷达技术、电子对抗及微波测量中，具有广泛的应用。? 众所周知，滤波器的设计在低频电路中是用集总参数元件（电感L和电容C）构成的谐振回路来实现。但当频率高达300Mhz以上时，低频下的集总参数的LC谐振回路已不再适用了。这一方面由于当回路的线性尺寸和电磁波的波长可以比拟时，辐射相当显着，谐振回路的品质因数大大下降，因而必须采用分布参数的微波滤波器。?任何一个微波系统都是由各种各样的微波器件、有源电路和传输线等组成的。微波元件种类很多。按传输线类型可分为波导式、同轴式和微带式等；按功能可分为连接元件、终端元件、匹配元件、衰减元件、相移元件、分路元件、波型变换元件、滤波元件等；按变换性质可分为互易元件、非互易元件和非线性元件等。 本文正是根据微波滤波器的特性设计一种微带交叉耦合带通滤波器，要求其小型化、频段规则性高、边缘陡峭，可用于小型化天线系统。 摘要： 交叉耦合滤波器具有高选择性、低插入损耗、宽阻带、高的带外截止特性等，已被广泛应用于现代微波通信系统中，本文拟采用高品质谐振腔交叉耦合的形式实现该带通滤波器，结构简单紧凑，通带陡度较高，适合小型化设计，性能较高的天线或雷达双工器等电路使用。 关键词： 交叉耦合滤波器、微带线、设计、HFSS 一、背景知识 1、滤波器的发展 凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电信设备和各
非常好的滤波器基础知识 滤波器是射频系统中必不可少的关键部件之一，主要是用来作频率选择----让需要的频率信号通过而反射不需要的干扰频率信号。经典的滤波器应用实例是接收机或发射机前端，如图1、图2所示： 从图1中可以看到，滤波器广泛应用在接收机中的射频、中频以及基带部分。虽然对这数字技术的发展，采用数字滤波器有取代基带部分甚至中频部分的模拟滤波器，但射频部分的滤波器任然不可替代。因此，滤波器是射频系统中必不可少的关键性部件之一。滤波器的分类有很多种方法。例如：按频率选择的特性可以分为：低通、高通、带通、带阻滤波器等； 按实现方式可以分为：LC滤波器、声表面波/体声波滤波器、螺旋滤波器、介质滤波器、腔体滤波器、高温超导滤波器、平面结构滤波器。 按不同的频率响应函数可以分为：切比雪夫、广义切比雪夫、巴特沃斯、高斯、贝塞尔函数、椭圆函数等。 对于不同的滤波器分类，主要是从不同的滤波器特性需求来描述滤波器的不同特征。 滤波器的这种众多分类方法所描述的滤波器不同的众多特征，集中体现出了实际工程应用中对滤波器的需求是需要综
合考量的，也就是说对于用户需求来做设计时，需要综合考虑用户需求。 滤波器选择时，首先需要确定的就是应该使用低通、高通、带通还是带阻的滤波器。 下面首先介绍一下按频率选择的特性分类的高通、低通、带通以及带阻的频率响应特性及其作用。 巴特沃斯切比雪夫带通滤波器 巴特沃斯切比雪夫高通滤波器 最常用的滤波器是低通跟带通。低通在混频器部分的镜像抑制、频率源部分的谐波抑制等有广泛应用。带通在接收机前端信号选择、发射机功放后杂散抑制、频率源杂散抑制等方面广泛使用。滤波器在微波射频系统中广泛应用，作为一功能性部件，必然有其对应的电性能指标用于描述系统对该部件的性能需求。对应不同的应用场合，对滤波器某些电器性能特性有不同的要求。描述滤波器电性能技术指标有： 阶数（级数） 绝对带宽/相对带宽 截止频率 驻波 带外抑制 纹波 损耗
模拟电路设计基础知识(笔试时候容易遇到的 题目) 1、最基本的如三极管曲线特性(太低极了点) 2、基本放大电路，种类，优缺点，特别是广泛采用差分结构的原因 3、反馈之类，如：负反馈的优点（带宽变大） 4、频率响应，如：怎么才算是稳定的，如何改变频响曲线的几个方法 5、锁相环电路组成，振荡器（比如用D触发器如何搭） 6、A/D电路组成,工作原理如果公司做高频电子的，可能还要RF知识，调频，鉴频鉴相之类，不一一列举太底层的MOS管物理特性感觉一般不大会作为笔试面试题，因为全是微电子物理，公式推导太罗索，除非面试出题的是个老学究 ic设计的话需要熟悉的软件adence, Synopsys, Advant，UNIX当然也要大概会操作实际工作所需要的一些技术知识(面试容易问到) 如电路的低功耗，稳定，高速如何做到，调运放，布版图注意的地方等等,一般会针对简历上你所写做过的东西具体问，肯定会问得很细（所以别把什么都写上，精通之类的词也别用太多了），这个东西各个人就不一样了，不好说什么了。 2、数字电路设计当然必问Verilog/VHDL，如设计计数器逻辑方面数字电路的卡诺图化简，时序（同步异步差异），触发器有几种（区别，优点），全加器等等比如：设计一个自动售货
机系统，卖soda水的，只能投进三种硬币，要正确的找回钱数1、画出fsm（有限状态机）2、用verilog编程，语法要符合fpga设计的要求系统方面：如果简历上还说做过cpu之类，就会问到诸如cpu如何工作，流水线之类的问题3、单片机、DSP、FPG A、嵌入式方面（从没碰过，就大概知道几个名字胡扯几句，欢迎拍砖，也欢迎牛人帮忙补充）如单片机中断几个/类型，编中断程序注意什么问题 DSP的结构（冯、诺伊曼结构吗？）嵌入式处理器类型(如ARM)，操作系统种类 （Vxworks,ucos,winCE,linux），操作系统方面偏CS方向了，在CS篇里面讲了4、信号系统基础拉氏变换与Z变换公式等类似东西，随便翻翻书把如、h(n)=-a*h(n-1)+b*δ(n) a、求h(n)的z变换 b、问该系统是否为稳定系统 c、写出F IR数字滤波器的差分方程以往各种笔试题举例利用4选1实现F(x,y,z)=xz+yz 用mos管搭出一个二输入与非门。 用传输门和倒向器搭一个边沿触发器用运算放大器组成一个10倍的放大器微波电路的匹配电阻。 名词解释，无聊的外文缩写罢了，比如PCI、EC C、DDR、interrupt、pipeline IRQ,BIOS,USB,VHDL,VLSI VCO(压控振荡器) RAM (动态随机存储器)，FIR IIR DFT(离散傅立叶变换） 或者是中文的，比如 a量化误差 b、直方图 c、白平衡共同的注
EDI SACS5.2 pressCAD PARADIGM EPOS3.0 地球物理数据处理应用软件 Excess Plus5.8模具设计 ATLAS.ti5.0 StruCAD*3D应力分析有限元软件 PAM STAMP 2G v2005(世界首屈一指的冲压模拟软件) JmatPro4.1 材料性能模拟软件 Space-E v4.6 KD-RTI和KD-FRMC软件 E-Prime2.0 心理软件 GENESIS2000V9.0a5 SpeedCAD for electric motor desing Crystal Report 11开发版 Crystal Report 11开发版 Crystal Reports 10 Advanced Developer(水晶报表10高级开发版) Green Hills 3.0/3.5/3.6/4.0.7/4.2.3 GreenHills Multi for ARM v4.2.3 GreenHils Multi For MIPS V4.2.3 Metrowerks CodeWarrior 6.0/8.1 Metrowerks CodeWarrior HC05/HC08 WindRiver Diab 4.3/4.4/5.0/5.2 北京灵图VRMAP3.0软件 中视典VR-Platform7.0企业版 FLAC3D/FLAC2D SPSS 14/SPSS 15/SPSS 16统计软件 MAGMA压注模流分析软件 SURPAC5.2矿山工程软件 surpac vision LandMark 地震处理解释系统软件 流体计算软件FLUENT 6.3 Fluid Plan气动/液压设计工程软件 热力学计算软件THERMCAL 电子散热软件icepak4.3 Flomerics flotherm 7.0(电子电器设备空气流和热传导分析的专用CFD软件) Fluent Icepak v4.3（专用的热控分析CFD软件） 质的研究软件QSR NVivo 7.0 流体动力仿真软件HyPneu 汽车仿真软件Avl advisor2004 Avl Cruise4.0汽车性能仿真软件 韩国铸造分析软件AnyCasting9.2 anyPRE 前处理模块 anyPOST 后处理模块 anySOLVER 求解器模块 anyDBASE 数据库模块
微波加热技术常见问题解答 问题1：微波是什么？ 问题2：微波是怎样产生的？ 问题3：微波应用的频率有那些？ 问题4：微波加热的原理是什么？ 问题5：微波杀菌的机理是什么？ 问题6：微波的穿透能力如何？ 问题7：什么叫微波的选择性加热？ 问题8：微波加热为什么称之为内部加热方式？ 问题9：各种物质对微波的吸收能力如何？ 问题10：微波的脱水效率如何？ 问题1：微波是什么？答：微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波，微波是指频率为300MHz-300KMHz的电磁波，即波长在1米到1毫米之间的电磁波。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。 问题2：微波是怎样产生的？答：微波能通常由直流或50MHz交流电通过一特殊的器件来获得。可以产生微波的器件有许多种，但主要分为两大类：半导体器件和电真空器件。电真空器件是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件，或称之为电子管。在电真空器件中能产生大功率微波能量的有磁控管，多腔速调管，微波三、四极管，行波管等。在目前微波加热领域特别是工业应用中使用的主要是磁控管及速调管。
问题3：微波应用的频率有那些？答：因为微波应用极为广泛，特别是通信领域，为了避免相互间的干扰，国际无线电管理委员会对频率的划分作了具体规定。分给工业、科学和医学用的频率有 433 兆赫、915兆赫、2450兆赫、5800兆赫、22125兆赫，与通信频率分开使用。目前国内用于工业加热的常用频率为915兆赫和2450兆赫。微波频率与功率的选择可根据被加热材料的形状、材质、含水率的不同而定。问题4：微波加热的原理是什么？答：介质材料由极性分子和非极性分子组成，在电磁场作用下，这些极性分子从原来的随机分布状态转向依照电场的极性排列取向。而在高频电磁场作用下，这些取向按交变电磁的频率不断变化，这一过程造成分子的运动和相互摩擦从而产生热量。此时交变电场的场能转化为介质内的热能，使介质温度不断升高，这就是对微波加热最通俗的解释。 问题5：微波杀菌的机理是什么？答：微波灭菌的机理在于，细菌、成虫与任何生物细胞一样，是由水、蛋白质、核酸、碳水化合物、脂肪和无机物等复杂化合物构成的一种凝聚态介质。其中水是生物细胞的主要成分，含量在75～85％，因为细菌的各种生理活动都必须有水参与才能进行，而细菌的生长繁殖过程，对各种营养物的吸收是通过细胞膜质的扩散、渗透和吸附作用来完成的。在一定强度微波场的作用下，物料中的虫类和菌体也会因分子极化驰豫，同时吸收微波能升温。由于它们是凝聚态物质，分子间的作用力加剧了微波能向热能的能态转化。从而使体内蛋白质同时受到无极性热运动和极性转动两方面的作用，使其空间结构变化或破坏，而使蛋白质变性。蛋白质变性
X电容和Y电容知识 在交流电源输入端,一般需要增加3个安全电容来抑制EMI传导干扰。交流电源输入分为3个端子：火线（L）/零线（N）/地线（G）。在火线和地线之间以及在零线和地线之间并接的电容,一般统称为Y电容。这两个Y电容连接的位置比较关键,必须需要符合相关安全标准, 以防引起电子设备漏电或机壳带电,容易危及人身安全及生命。它们都属于安全电容,从而要求电容值不能偏大,而耐压必须较高。 一般情况下,工作在亚热带的机器,要求对地漏电电流不能超过0.7mA;工作在温带机器,要求对地漏电电流不能超过0.35mA。因此,Y电容的总容量一般都不能超过4700PF（472）。特别指出：作为安全电容的Y电容,要求必须取得安全检测机构的认证。Y电容外观多为橙色或蓝色,一般都标有安全认证标志（如UL、CSA等标识）和耐压AC250V或AC275V字样。然而,其真正的直流耐压高达5000V以上。必须强调,Y电容不得随意使用标称耐压AC250V或者DC400V 之类的普通电容来代用。在火线和零线抑制之间并联的电容,一般称之为X电容。由于这个电容连接的位置也比较关键,同样需要符合相关安全标准。X电容同样也属于安全电容之一。根据实际需要,X电容的容值允许比Y电容的容值大,但此时必须在X电容的两端并联一个安全电阻,用于防止电源线拔插时,由于该电容的充放电过程而致电源线插头长时间带电。 安全标准规定,当正在工作之中的机器电源线被拔掉时,在两秒钟内,电源线插头两端带电的电压(或对地电位)必须小于原来额定工作电压的30%。作为安全电容之一的X电容,也要求必须取得安全检测机构的认证。X电容一般都标有安全认证标志和耐压AC250V或AC275V字样,但其真正的直流耐压高达2000V以上,使用的时候不要随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的的普通电容来代用。 通常,X电容多选用耐纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容。这种类型的电容,体积较大,但其允许瞬间充放电的电流也很大,而其内阻相应较小。普通电容纹波电流的指标都很低,动态内阻较高。用普通电容代替X电容,除了电容耐压无法满足标准之外,纹波电流指标也难以符合要求。 根據IEC 60384-14,電容器分為X電容及Y電容: 1. X電容是指跨於L-N之間的電容器, 2. Y電容是指跨於L-G/N-G之間的電容器. (L=Line, N=Neutral, G=Ground) X電容底下又分為X1, X2, X3,主要差別在於: 1. X1耐高壓大於 2.5 kV, 小於等於4 kV, 2. X2耐高壓小於等於2.5 kV, 3. X3耐高壓小於等於1.2 kV Y電容底下又分為Y1, Y2, Y3,Y4, 主要差別在於: (耐直流电压等级) 1. Y1耐高壓大於8 kV, 2. Y2耐高壓大於5 kV,
硬件电子电路基础关于本课程 § 4—2乙类功率放大电路 § 4—3丙类功率放大电路 § 4—4丙类谐振倍频电路 第五章正弦波振荡器 § 5—1反馈型正弦波振荡器的工作原理 § 5— 2 LC正弦波振荡电路 § 5— 3 LC振荡器的频率稳定度 § 5—4石英晶体振荡器 § 5— 5 RC正弦波振荡器
第一章半导体器件 §1半导体基础知识 §1PN 结 §-1二极管 §1晶体三极管 §1场效应管 §1半导体基础知识 、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si锗Ge等+ 4价元素以及化合物） 、半导体的导电特性本征半导体一一纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略）
1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂一一管子 *温度--- 热敏元件 ?光照——光敏元件等 2、半导体中的两种载流子一一自由电子和空穴 ?自由电子——受束缚的电子（一） ?空穴——电子跳走以后留下的坑（+ ） 三、杂质半导体——N型、P型 （前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 *N型半导体（自由电子多） 掺杂为+ 5价元素。女口：磷；砷P—+ 5价使自由电子大大增加原理：Si—+ 4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子——数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子——数量多。 o 空穴——少子 o 自由电子------ 多子 ?P型半导体（空穴多） 掺杂为+ 3价元素。女口：硼；铝使空穴大大增加 原理：Si—+ 4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B——+ 3价 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子数量少。 o掺杂后由B提供的空穴——数量多。 o 空穴——多子 o 自由电子——少子
《微波技术基础》课程学习知识要点 第一章学习知识要点 1．微波的定义—把波长从1米到0.1毫米范围内的电磁波称为微波。微波波段对应的频率范围为: 3×108Hz～3×1012Hz。在整个电磁波谱中，微波处于普通无线电波与红外线之间，是频率最高的无线电波，它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽10000倍。一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个波段。 2．微波具有如下四个主要特点：1) 似光性、2) 频率高、3) 能穿透电离层、4) 量子特性。 3．微波技术的主要应用：1) 在雷达上的应用、2) 在通讯方面的应用、3) 在科学研究方面的应用、4) 在生物医学方面的应用、5) 微波能的应用。 4．微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科，它的基本理论是经典的电磁场理论，研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。一种是“场”的分析方法，即从麦克斯韦方程出发，在特定边界条件下解电磁波动方程，求得场量的时空变化规律，分析电磁波沿线的各种传输特性；另一种是“路”的分析方法，即将传输线作为分布参数电路处理，用克希霍夫定律建立传输线方程，求得线上电压和电流的时空变化规律，分析电压和电流的各种传输特性。 第二章学习知识要点 1. 传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。微波传输线是一种分布参数电路，线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数，它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。传输线方程是传输线理论中的基本方程。 2. 均匀无耗传输线方程为
() ()()()d U z dz U z d I z dz I z 22222 20 -=-=ββ 其解为 ()()() U z A e A e I z Z A e A e j z j z j z j z =+=---120121ββββ 对于均匀无耗传输线,已知终端电压U 2和电流I 2，则: 对于均匀无耗传输线,已知始端电压U 1和电流I 1，则: 其参量为 Z L C 00 0=，βπλ=2p ，v v p r =0 ε，λλεp r =0 3. 终端接的不同性质的负载，均匀无耗传输线有三种工作状态： (1) 当Z Z L =0时，传输线工作于行波状态。线上只有入射波存在，电压电流振幅不变，相位沿传播方向滞后；沿线的阻抗均等于特性阻抗；电磁能量全部被负载吸收。 (2) 当Z L =0、∞和±jX 时，传输线工作于驻波状态。线上入射波和反射波的振幅相等，驻波的波腹为入射波的两倍，波节为零；电压波腹点的阻抗为无限大，电压波节点的阻抗为零，沿线其余各点的阻抗均为纯电抗；电压（电流）波腹点和电压（电流）波节点每隔λ4交替出现，每隔2λ重复出现；没有电磁能量的传输，只有电磁能量的交换。 (3) 当Z R jX L L L =+时，传输线工作于行驻波状态。行驻波的波腹小于两倍入射波，波节不为零；电压波腹点的阻抗为最大的纯电阻R Z max =ρ0，电压波节点的阻抗为最小的纯电阻R Z min =0ρ； ()()?????-=-= sin cos sin cos 011011Z z jU z I z I z Z jI z U z U ββββ()()?????+=+= sin cos sin cos 022022Z z jU z I z I z Z jI z U z U ββββ
电路设计的基本原理和方法 本人经过整理得出如下的电路设计方法，希望对广大电子爱好者及热衷于硬件研发的朋友有所帮助。 电子电路的设计方法 设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案选择，然后对方案中的各个部分进行单元的设计，参数计算和器件选择，最后将各个部分连接在一起，画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。 一．明确系统的设计任务要求 对系统的设计任务进行具体分析，充分了解系统的性能，指标，内容及要求，以明确系统应完成的任务。 二．方案选择 这一步的工作要求是把系统要完成的任务分配给若干个单元电路，并画出一个能表示各单元功能的整机原理框图。 方案选择的重要任务是根据掌握的知识和资料，针对系统提出的任务，要求和条件，完成系统的功能设计。在这个过程中要敢于探索，勇于创新，力争做到设计方案合理，可靠，经济，功能齐全，技术先进。并且对方案要不断进行可行性和有缺点的分析，最后设计出一个完整框图。框图必须正确反映应完成的任务和各组成部分的功能，清楚表示系统的基本组成和相互关系。 三．单元电路的设计，参数计算和期间选择 根据系统的指标和功能框图，明确各部分任务，进行各单元电路的设计，参数计算和器件选择。 1．单元电路设计 单元电路是整机的一部分，只有把各单元电路设计好才能提高整机设计水平。 每个单元电路设计前都需明确各单元电路的任务，详细拟定出单元电路的性能指标，与前后级之间的关系，分析电路的组成形式。具体设计时，可以模仿传输的先进的电路，也可以进行创新或改进，但都必须保证性能要求。而且，不仅单元电路本身要设计合理，各单元电路间也要互相配合，注意各部分的输入信号，输出信号和控制信号的关系。 2．参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求，就需要用电子技术知识对参数进行计算。例如，放大电路中各电阻值，放大倍数的计算；振荡器中电阻，电容，振荡频率等参数的计算。只有很好的理解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时，同一个电路可能有几组数据，注意选择一组能完成电路设计要求的功能，在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题： （1）元器件的工作电流，电压，频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求； （2）元器件的极限参数必须留有足够充裕量，一般应大于额定值的1．5倍； （3）电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3．器件选择 （1）元件的选择 阻容电阻和电容种类很多，正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同，有解电路对电容的漏电要求很严，还有些电路对电阻，电容的性能和容量要求很高。例如滤波电路中常用大容量（100ｕF～3000uF）铝电解电容，为滤掉高频通常