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
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
医疗应用中的微波与射频技术 来源：互联网 多年来，器件公司一直为诸如核磁共振成像()系统等成像应用提供器件。虽然成像应用继续提供了坚实的机会，但许多其它医疗应用领域也开始为无线微波和技术敞开了大门。例如，远程监控支持在病人在家中的将诸如血压、脉搏等健康状况以无线方式发送给它们的医生。其它创新也在帮助医院和医疗中心得以跟踪资产和个人的位置。在现有的成像市场和无线技术正在创造的新机遇中，医疗产业业已成为一个实实在在的新市场，许多微波和射频公司都以此为目标。幸运的是，许多这样的机遇都只要求这些公司利用他们在电信和无线局域网领域已有的专业知识。 诸如MRI等成像设备的使用普及率在增加，目前全球每年要实施超过6千万例MRI诊断。它们通常用于诊断阿尔茨海默氏症(老年痴呆症)、癌症细胞和韧带撕裂等各种疾病和损伤。成像系统采用了多种射频/微波器件，包括振荡器、发射器和天线。例如，ADI公司现在就提供一款为提高成像分辨率而设计的20位数据转换器(DAC)AD5791。 AD5791具有真正的百万分之一(ppm)的分辨率和精度(图1)。AD5791具有±1LSB DNL 的相对精度规范，确保了操作一致性。该DAC的低频噪声仅为0.025ppm，输出漂移仅为0.05ppm/C。如此低的噪声减少了不期望的图像伪影，从而降低了对多次核磁共振扫描的需要，因此病人可以在更短时间内得到诊治。输出可配置为标准单极(+5V，+10V)或双极(±5V，±10 V)范围。AD5791的3线串行接口工作时钟速率为50MHz。 图1：ADI单芯片DAC具有很高精度，能实现非常清楚的诊断成像图片。
分光镜应用是射频/微波技术在医疗领域的另一个增长市场，它本质上是通过把光照射在标本上实现化学分析。近日，安捷伦和德州大学达拉斯分校宣布计划创建一个毫米波和亚毫米波电子表征设施。该设施最初将支持针对医疗保健和安全应用对在CMOS上实现180到300GHz光谱技术的可行性研究。 Hittite Microwave公司的一个新比较器产品线也锁定光谱应用。该公司表示，这6款比较器具有如下特性：20Gbps的速率、150mW的功耗、120ps的时钟到数据输出延时(图2)。通常情况下，它们具有最小60ps的可检出输入脉冲宽度，而额定的随机抖动仅为0.2ps。这些比较器支持±1.75V的共模输入电压范围，其典型过驱动和压摆率离差低于10ps。HMC874LC3C、HMC875LC3C和HMC876LC3C单片比较器具有带可编程迟滞的高速锁存特性，它们分别提供低摆幅PECL、CML和ECL输出驱动器。 图2：Hittite Microwave公司的比较器可满足分光镜应用要求。 该公司还发布了三款具有电平锁存输入的新的单片10GHz比较器HMC*LC3C、 HMC675LC3C和HMC676LC3C。这三款比较器支持10GHz输入带宽、同时具有85ps的传输延迟以及0.2psRMS随机抖动下的60ps最小脉冲宽度。它们具有10ps的过驱动和压摆率离差、小于140mW的功耗。这些器件具有差分锁存控制和可编程迟滞，可被配置工作在锁存模式或作为跟踪比较器使用。与该系列其它器件一样，它们分别提供低摆幅PECL、CML和ECL输出驱动器。 远程监控应用 在医院、诊所和家中，涉及无线网络的远程监控可能是最欣欣向荣的医疗市场。远程监控最吸引人的地方是它还可被用来与患者沟通及对患者提供教育。当然，需要同时发送和接收信息将对所需的设备和网络基础设施有不同需求。在伊利诺斯州进行的一项临床研究，就采用了远程监护来管理Gleevec这种药的施用。Gleevec是Novartis公司研制并生产的用于治疗慢性粒细胞白血病的药物。这项研究将*估一个以手机为基础的、称为eMedonline 的个性化药物管理系统的使用情况。
微波基本参数的测量 一、实验目的 1、了解各种微波器件； 2、了解微波工作状态及传输特性； 3、了解微波传输线场型特性； 4、熟悉驻波、衰减、波长（频率）和功率的测量； 5、学会测量微波介质材料的介电常数和损耗角正切值。 二、实验原理 微波系统中最基本的参数有频率、驻波比、功率等。要对这些参数进行测量，首先要了解电磁波在规则波导内传播的特点，各种常用元器件及仪器的结构原理和使用方法，其次是要掌握一些微波测量的基本技术。 １、导行波的概念： 由传输线所引导的，能沿一定方向传播的电磁波称为“导行波”。导行波的电场E 或磁场H 都是x 、y 、z 三个方向的函数。导行波可分成以下三种类型： (A) 横电磁波（TEM 波）： TEM 波的特征是：电场E 和磁场H 均无纵向分量，亦即：0=Z E ,0=Z H 。电场E 和磁场H ，都是纯横向的。TEM 波沿传输方向的分量为零。所以，这种波是无法在波导中传播的。 (B) 横电波（TE 波）： TE 波即是横电波或称为“磁波”（H 波），其特征是0=Z E ,而0≠Z H 。亦即：电场E 是纯横向的，而磁场H 则具有纵向分量。 (C) 横磁波（TM 波）： TM 波即是横磁波或称为“电波”(E 波)，其特征是0=Z H ，而0≠Z E 。亦即：磁场H 是纯横向的，而电场E 则具有纵向分量。 TE 波和TM 波均为“色散波”。矩形波导中，既能传输mm TE 波，又能传输mm TM 波（其中m 代表电场或磁场在x 方向半周变化的次数，n 代表电场或磁场在y 方向半周变化的次数)。 ２、波导管： 波导管是引导微波电磁波能量沿一定方向传播的微波传输系统，有同轴线波导管和微带等，波导的功率容量大，损耗小。常见的波导管有矩形波导和圆波导，本实验用矩形波导。 矩形波导的宽边定为x 方向，内尺寸用a 表示。窄边定为y 方向，内尺寸用b 表示。10TE 波以圆频率ω自波导管开口沿着z 方向传播。在忽略损耗，且管内充满均匀介质（空气）下，波导管内电磁场的各分量可由麦克斯韦方程组以及边界条件得到： ()sin()j t z o y x E j e ωβωμππα-=-， ()sin()j t z o x x H j e ωβμαππα -=
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
射频和微波开关测试系统基础 无线通信产业的巨大成长意味着对于无线设备的元器件和组件的测试迎来了大爆发，包括对组成通信系统的各种RF IC 和微波单片集成电路的测试。这些测试通常需要很高的频率，普遍都在GHz范围。本文讨论了射频和微波开关测试系统中的关键问题，包括不同的开关种类，RF开关卡规格，和有助于测试工程师提高测试吞吐量并降低测试成本的RF开关设 计中需要考虑的问题。 射频开关和低频开关的区别 将一个信号从一个频点转换到另一个频点看起来挺容易的，但要达成极低的信号损耗该如何实现呢？设计低频和直流(DC)信号的开关系统都需要考虑它们特有的参数，包括接触电位、 建立时间、偏置电流和隔离特性等。 高频信号，与低频信号类似，需要考虑其特有的参数，它们会影响开关过程中的信号性能，这些参数包括VSWR（电压驻波比）、插入损耗、带宽和通道隔离等等。另外，硬件因素，比如端接、连接器类型、继电器类型，也会极大的影响这些参数。 开关种类和构造 继电器内的容性是限制开关的信号频率的常见因素。继电器的材料和物理特性决定了其构成的内部电容。比如，在超过40GHz的射频和微波开关中，在机电继电器中采用了特殊的接触架构来获得更好的性能。图1显示了一个典型的构造，共同端接位于两个开关端接之间。所有信号的连接线路都是同轴线，来保证最佳的信号完整性（SI）。在这种情况下，连接器是SMA母头。对于更加复杂的开关结构，共同端接被各个开关端接以放射状围绕。 一系列复杂的开关拓扑在RF开关中得以采用。矩阵式开关可以实现每个输入与每个输出的连接。有两种类型的矩阵在微波开关架构中得以采用——blocking和non-blocking架构。一个blocking矩阵可将任意一个输入和任意一个输出进行连接，因此其他的输入和输出就不能同时连接。这对只需在一个时刻切换到一个信号频率的应用是一个有效的低成本方案，信号完整性也更好，因为有更少的继电器路径，特别是避免了相位延迟的问题。而non-blocking 矩阵允许多个路径的同时连接，这种架构具有更多的继电器和线缆，因此灵活性更强，不过 价格也更高。 层叠开关架构是多位置开关的一种替代形式。它采用多个继电器将一个输入连接到多个输出。路径长度（同时决定了相位延迟）是由信号经过的继电器的数量决定的。 树形架构是层叠开关架构的一种替代。相比层叠架构，对于同等规格的系统，树形技术需要更多的继电器，然而，选定的路经和其他不用的路经之间的隔离会更好，这样降低了继电器和通道之间的crosstalk。树形架构具备一些优势，包括无端接残余（unterminated stubs），各个通道特性也会相似。然而，在选定路经上具有多个继电器意味着损耗会更大，信号完整性 也令人堪忧。 RF开关卡架构 在测试仪器主机上的RF开关卡应用中，为保证信号完整性，需要理解许多电性能指标。
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
摘要 本文主要介绍了微波的基础知识，在第一章中介绍了微波的概念、基本特点以及微波在民用和军事上的应用，在第二章中介绍了微波传输线理论，主要介绍了TE型波的理论和传输特性。 10 This paper describes the basics of microwave in the microwave first chapter introduces the concept of the basic characteristics and microwave in the civilian and military applications, in the second chapter describes the microwave transmission line theory, introduces the theory and the type of wave Transmission characteristics.
微波技术基础 第一章微波简介 1.1 什么是微波 微波是频率非常高的电磁波，就现代微波理论的研究和发展而论，微波是指频率从GHz 300的电磁波，其相应的波长从1m~0.1mm，这段电磁频谱包~ MHz3000 括分米波（频率从300MHz~3000MHz），厘米波（频率从3GHz~30GHz），毫米波（频率从30GHz~300GHz）和亚毫米波（频率从300GHz~3000GHz）四个波段。 下图为电磁波谱分布图： 1.2微波的基本特点 1.似光性和似声性 微波波段的波长和无线电设备的线长度及地球上的一般物体的尺寸相当或小的多，当微波辐射到这些物体上时，将产生显著地反射、折射，这和光的反射折射一样。同时微波的传播特性也和几何光学相似，能够像光线一样直线传播和容易集中，即具有似光性。这样利用微波就能获得方向性极好、体积小的天线设
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
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
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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微波测量复习题 1.表征微波信号的三个重要基本参数，简要阐述微波测量与低频电子电路测量的区别和联 系。 （1）功率、频率、阻抗。 （2) ①低频电子电路的几何尺寸通常远小于工作波长，属于集中参数电路。便于测量的电压电流和频率是基本测试量。 微波元器件的几何尺寸通常和工作波长相比拟，属于分布参数电路。功率，频率和阻抗是基本测试量。 ②非TEM波传输线系统中电压、电流的定义失去了唯一性，如单导体传输线波导－模式 电压，模式电流。而在TEM波传输线系统工作于主模且在行波条件下，行波电压V、电流I和传输功率P仍满足与低频电路相同关系式。 ③它们在测量任务测量方法和测量仪器方面都有所不同。 2.测量的基本要素与之间互动关系 被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境 测量过程—基本要素之间的互动关系: 1制定出测试策略（测量算法）和操作步骤（测试程序） 2选择测试仪器，组建测试系统。 3分析测量误差并显示测量出结果。 3.什么是测量环境，举例说明 测量环境是指测量过程中人员、对象和仪器系统所处空间的一切物理和化学条件的总和。比如温度、湿度、力场、电磁场、辐射、化学气雾和粉尘，霉菌以及有关电磁量（工作电压、源阻抗、负载阻抗、地磁场、雷电等）的数值、范围及其变化。 4.测量误差来源有哪些？ （1）测量对象变化误差（对应测量基本要素）（2）仪器误差（3）理论误差和方法误差（4）人身误差（5）环境影响误差 5.计量与测量的关系 ?计量的任务是确定测量结果的可靠性。 ?计量是测量的基础和依据。 ?没有计量，也谈不上测量。 ?测量发展的客观需要才出现了计量。 ?测量是计量应用的重要途径。 ?没有测量，计量将失去价值 6.微波信号源的主要性能指标与含义 微波信号源就是产生微波信号的装置，又称为微波信号发生器。 主要性能指标：频率特性，输出特性，调制特性。 （1）频率特性--频率范围，频率的准确度和稳定度，频率分辨率，频率切换时间，频谱纯度。 （2）输出特性--输出电平，电磁兼容性，输出电平的稳定度、平坦度、准确度 （3）调制特性--让微波信号的某个参数值随外加控制信号而改变 *微波三极管的主要特征是利用静电控制原理控制交变电子流的大小，来实现信号产生和放大的功能。这种控制是借助改变控制栅极电压，影响阴极附近的电场来实现的。 7.给出定向耦合器耦合度、隔离度、方向性参数定义与之间关系 输入至主线的功率P1与副线中正向传输的功率P3之比称为定向耦合器的耦合度
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/
微波射频测试技术白皮书 第一部分：微波技术发展的挑战 微波射频电路是整个电子系统的重要组成部分，主要完成发射和接收信号的功率控制和频率搬移，对整个电子系统灵敏度，动态范围等指标有决定性的影响。典型的微波射频电路包含天线，放大器，滤波器，频率合成器，传输线等有源和无源电路。随着系统功能和性能要求的提高，电子系统对这些电路的要求越来越高，而且很多性能指标的要求还是互相制约的，例如为提高系统的传输效率和抗干扰能力，无线通信采用了复杂调制技术，从MSK调频到PSK调相再到多载波的OFDM调制方式，这会造成信号的功率动态范围越来越大，对于放大器而言就要求尽量宽的线性范围，同时系统对放大器的效率有严格要求以保证功率利用率指标，这对于传统放大器技术来讲是很难满足的。这个技术挑战大大推动了功率放大器线性化技术的出现和发展。现在射频微波应用领域的发展动态有以下典型的几个特点： 特点1：新型的半导体材料的应用 无论在大功率器件还是降低器件噪声性能上，由于新半导体材料的使用让电路的性能得到提高，例如：GaN材料大大提高了功率管的输出功率, 而磷化铟材料大大降低了微波放大器的噪声系数。 图1：微波集成电路技术 特点2：频率资源的扩展 通过获得更宽的频率资源来获得系统性能的增益是很多电子系统采用的技术，例如LTE中的频率聚合技术，通过毫米波工作频段的使用来提高传输速率并降低干扰等。毫米波的应用从简单的汽车防撞雷达扩展到宽带通信等领域。无线通信的信号带宽从几百KHz扩展到了超过100MHz的带宽。 特点3：数字技术和射频技术的结合 数字预失真功率放大器是数字信号处理技术和射频微波技术结合最好的代表。通过数字技术来扩展单一功率放大器的线性范围，线性化技术也被认为是射频技术的核心内容。 特点4：多通道技术 无论是军用相控阵雷达还是无线通信中的智能天线都是通过采用多通道技术来实现空间波束的控制和合成，通道数量从几个通道到上万通道不等，这对于射频微波电路的研制开发来讲是机遇也是很大的技术挑战。
微波射频仿真软件介绍 射频EDA仿真软件介绍（包括算法，原理） 一、前言 微波系统的设计越来越复杂，对电路的指标要求越来越高，电路的功能越来越多，电路的尺寸要求越做越小，而设计周期却越来越短。传统的设计方法已经不能满足系统设计的需要，使用微波EDA软件工具进行微波元器件与微波系统的设计已经成为微波电路设计的必然趋势。 EDA即Electronic Design Automation, 电子设计自动化。目前,国外各种商业化的微波EDA 软件工具不断涌现，微波射频领域主要的EDA 工具首推Agilent 公司的ADS软件和Ansoft公司的HFSS、Designer软件以及CST，其次是比较小型的有Microwave Office, Ansoft Serenade, Zeland, XFDTD, Sonnet，FEKO 等电路设计软件。下面将会将会简要地介绍一下各个微波EDA软件的功能特点和使用范围。 这些EDA仿真软件与电磁场的数值解法密切相关的，不同的仿真软件是根据不同的数值分析方法来进行仿真的, 在介绍微波EDA 软件之前先简要的介绍一下微波电磁场理论的数值算法。所有的数值算法都是建立在Maxwell方程组之上的，了解Maxwell方程是学习电磁场数值算法的基础。 电磁学问题的数值求解方法总的可分为时域和频域两大类。在频域，数值算法有：有限元法 ( FEM -- Finite Element Method）、矩量法( MoM -- Method of Moments），差分法( FDM -- Finite Difference Methods），边界元法( BEM -- Boundary Element Methed），和传输线法( TLM -- Transmission-Line-matrix Method）。频域技术发展得比较早，也比较成熟。在时域，数值算法有：时域有限差分法( FDTD –Finite Difference Time Domain ），和时域有限积分法( FITD –Finite Integration Time Domain）。时域法的引入是基于计算效率的考虑，某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时，频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算，然后做傅里叶反变换才能求得解答，计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化，采用时域法更加直接。除此之外外还有一些高频方法作为补充，如GTD，UTD和射线理论。 从求解方程的形式看，可以分为积分方程法（IE）和微分方程法（DE）。IE 和DE相比，有如下特点：IE法的求解区域维数比DE法少一维，误差限于求解区域的边界，故精度高；IE法适合求无限域问题，DE法此时会遇到网格截断问题；IE法产生的矩阵是满的，阶数小，DE法所产生的是稀疏矩阵，但阶数大；IE法难以处理非均匀、非线性和时变媒质问题，DE法可直接用于这类问题。 本文根据电磁仿真工具所采用的数值解法进行分类，对常用的微波EDA仿真软件进行论述。 二、基于矩量法MOM仿真的微波EDA仿真软件 矩量法将连续方程离散化为代数方程组，既适用于求解微分方程，又适用于求解积分方程。他的求解过程简单，求解步骤统一，应用起来比较方便。然而需要一定的数学技巧，如离散化的程度、基函数与权函数的选取，矩阵求解过程等。另外必须指出的是，矩量法可以达到所需要的精确度，解析部分简单，可计算量很大，即使用高速大容量计算机，计算任务也很繁重。矩量法在天线分析和电磁场散射问题中有比较广泛地应用，已成功用于天线和天线阵的辐射、散射问题、微
《微波与射频技术》课程教学大纲 课程编号： 课程名称：微波与射频技术/ Radio Frequency and Microwave Technology 课程总学时/学分：40/2.5（其中理论32学时，实验8学时） 适用专业：电子信息工程专业 一、教学目的和任务 “微波与射频技术”是电子与信息工程本科专业的一门必修专业核心课程。 “微波与射频技术”讲述电磁场与电磁波及传输线理论，在此基础上分析微波与射频谐振电路，微波与射频网络，并对阻抗匹配与阻抗变换、功率衰减器与放大器和振荡器与放大器电路进行了有机整合，并将之应用与射频识别技术中。根据电子信息工程专业的特点和应用需要，使学生对微波与射频技术的系统理论和最新发展有一个全面而系统的认识，并培养学生在工程实践中的应用能力，提高学生的创新能力。 二、教学基本要求 通过对计算机控制技术课程的学习，要求学生： （1）了解微波技术的研究方法，电磁场和电磁波的基本理论传输线理论。 （2）熟悉传输线谐振电路及各种谐振腔的理论和应用，微波与射频网络分析，阻抗匹配与阻抗变换、功率衰减与功率分配器电路原理。 （3）掌握射频识别读写器的设计方法，会使用ADS仿真软件模拟射频电路，并能够把ADS和HFSS真正应用到实际工程设计工作中。 三、教学内容与学时分配 第一章（知识领域1）：概论（2学时）。 （1）知识点：微波与射频；微波通信系统；微波在生活与生产中的应用。 （2）重点与难点： 第二章（知识领域2）：电磁场与电磁波的基本理论（2学时）。 （1）知识点：麦克斯韦方程；坡印廷定理；波动方程；介质中的平面波；波的极化。 （2）重点与难点：重点是麦克斯韦方程和坡印廷定理。难点是波动方程； 第三章（知识领域3）：传输线理论（2学时）。 （1）知识点：传输线方程及其解；无耗传输线的状态分析；同轴线；有耗传输线；传输线的阻抗匹配。