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微波技术基础思考题1、微波是一般指频率从300M至3000GHz范围内的电磁波，其相应的波长从1m至0.1mm。
从电子学和物理学的观点看，微波有似光性、似声性、穿透性、非电离性、信息性等重要特点。
2、导行波的模式，简称导模，是指能够沿导行系统独立存在的场型，其特点是：（1）在导行系统横截面上的电磁波呈驻波分布，且是完全确定的。
这一分布与频率无关，并与横截面在导行系统上的位置无关；（2）导模是离散的，具有离散谱；当工作频率一定时，每个导模具有唯一的传播常数；（3）导模之间相互正交，彼此独立，互不耦合；（4）具有截止特性，截止条件和截止波长因导行系统和因模式而异。
3、广义地讲，凡是能够导引电磁波沿一定的方向传播的导体、介质或由它们组成的导波系统，都可以称为传输线。
若按传输线所导引的电磁波波形（或称模、场结构、场分布），可分为三种类型：（1）TEM波传输线，如平行双导线、同轴线、带状线和微带线，他们都是双导线传输系统；（2）TE波和TM波传输线，如矩形、圆形、脊形和椭圆形波导等，他们是由金属管构成的，属于单导体传输系统；（3）表面波传输系统，如介质波导（光波导）、介质镜象线等，电磁波聚集在传输线内部及其表面附近沿轴线方向传播，一般是TE或TM波的叠加。
对传输线的基本要求是：工作频带宽、功率容量大、工作稳定性好、损耗小、易耦合、尺寸小和成本低。
一般地，在米波或分米波段，可采用双导线或同轴线；在厘米波段可采用空心金属波导管及带状线和微带线等；在毫米波段采用空心金属波导管、介质波导、介质镜像线和微带线；在光频波段采用光波导（光纤）。
以上划分主要是从减少损耗和结构工艺等方面考虑。
传输线理论主要包括两方面的内容：一是研究所传输波形的电磁波在传输线横截面内电场和磁场的分布规律（也称场结构、模、波型），称横向问题；二是研究电磁波沿传输线轴向的传播特性和场的分布规律，称为纵向问题。
横向问题要通过求解电磁场的边值问题来解决；各类传输线的纵向问题却有很多共同之处。
11个基础知识点了解传输线1.什么是传输线？传输线：用来引导传输电磁波能量和信息的装置。
传输线的基本要求：传输损耗小，传输效率高；工作带宽宽等低频时，使用普通的双导线就可以完成传输；高频时，因工作频率的升高，导线的趋肤效应和辐射效应的增大，使得在高频和高频以上的必须采用完全不同的传输形式。
2.对传输线的要求？工作带宽和功率容量满足工作频率的最小要求、稳定性好、损耗小、尺寸小和成本低。
实际工作中：米波或分米波采用双导线或同轴线；厘米波范围内采用空心金属波导管、微带线或带状线等；毫米波范围采用空心金属波导管、介质波导、介质镜像线或微带线；光频段波采用波导（光纤）；3.什么是传输线模型？以TEM导模的方式传送电磁波能量或信号的行系统。
传输线在电路中相当于一个二端口网络，一个端口连接信号源，通常称为输入端，另一个端口连接负载，称为输出端。
特点：横向尺寸<<工作波长结构：平行双导线4.为什么要用传输线理论？工作在高频时，必须要考虑传输距离对信号幅度相位（频域）和波形时延（时域）的影响。
它是相对于场理论，简化了的模型。
不包括横向（垂直于传输线的截面）场分布的信息，保留了纵向（沿传输线方向）的波动。
对于许多微波工程中各种器件，运用传输线理论这种简单的模型可以进行较有效和简洁的计算，帮助分析工程问题。
A.首先要知道两个概念长线：指传输线的几何尺寸和工作波长的比值≥0.05；短线：几何长度与工作波长相比可以忽略不计≤0.05。
长线我们用分布参数来分析；短线我们用集总参数分析。
B.与电路理论和场理论的区别：电路理论<传输线理论<场理论电路理论：基尔霍夫定律+电路元件计算速度快；可靠度低，应用范围受限场理论：麦克斯韦方程组+边界条件逻辑上严谨，计算复杂，计算速度慢传输线理论：“化场为路”分布参数电路理论，它在场分析和基本电路理论之间架起了桥梁。
从传输线方程出发，求出满足边界条件的电压、电流的波动方程解，得出沿线等效电压、电流表达式分析其特性。
![毕业设计(论文)-w频段分谐波混频器设计[管理资料]](https://uimg.taocdn.com/cdc099a1f01dc281e43af00f.webp)
1 绪论W频段分谐波混频器是3mm射频接收系统的重要组件，其各项指标直接影响整个射频接收系统性能，研制性能良好的分谐波混频器成为提高整个系统性能的必然要求。
本课题的研究背景和意义研究背景自1873年Maxwell发表《电磁学通论》以来，人们为充分利用电磁资源，在拓宽频谱方面做了大量工作。
40年代至今，微波在电子武器发展过程中，包括军用和民用系统中都是最为活跃和最富成果的应用技术之一[1]。
制导、雷达、导航、电子战、通信以及众多的民用系统已涉及国民经济的各个部门。
从技术和工艺角度来看，微波技术目前已十分成熟，尤其是本世纪70年代和80年代期间发生的一场重大变革，又把微波技术推向了一个新的高峰。
这就是，固态器件和微波集成电路的发展导致了微波元部件乃至整个微波系统的小型化和轻量化[2]。
其中作为传输媒介的平面传输线的应用，在减小电路之间的寄生影响和电路多余接口方面起到了明显的推动作用。
研究意义近10多年来，用户剧增使微波频谱出现拥挤，加之精确武器系统的发展要求，就促使人们把系统的工作频率向上延伸，从而导致毫米波（Millimeter Wave）频率的利用。
毫米波是波长介于1-10mm的电磁波谱，对应频率范围300-30GHz。
在电磁波谱中，毫米波低端与微波相连，高端与红外、光波相接，其领域兼容微波、光波两门技术学科的理论和技术，所以逐渐发展成为一门知识密集和技术密集的综合性分支学科。
毫米波的特点是波束窄、保密和抗干扰能力强、容量大、容易实现图像、数字兼容，数模兼容。
毫米波技术在通信、雷达、制导、遥测遥感、电子对抗、频谱学及生物效应等多种领域得到越来越广泛的应用[3]。
毫米波半导体器件及平面传输线构成的毫米波集成电路以其小型化、重量轻、耗能少的优点，因毫米波技术的进步而迅速发展。
随着计算机技术的广泛运用及半导体技术的飞速发展，微波毫米波电路在理论上有了长足的进步，性能优良的微波毫米波器件也不断出现。
在各类毫米波系统中，，接收机中的第一级主要由混频器承担。
固态电子器件答案【篇一：微波固态电路复习题】1. 微波是指频率在（300mhz~300ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（1mm~1m）。
2. ku波段是指频率在（12ghz~18ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（2.5~1.67cm）。
vhf波段是指频率在（0.1ghz~0.3ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（300~100cm） uhf波段是指频率在（0.3ghz~1ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（100~30cm）s波段是指频率在（2ghz~4ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（15~7.5cm）c波段是指频率在（4ghz~8ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（7.5~3.75cm）3. 在大气中，影响微波/毫米波传播的主要是（氧分子）和（水分子），由于气体的（谐振）会对微波/毫米波产生（吸收）和（散射）。
4.毫米波的四个大气“窗口”是（35ghz）、（94ghz）（140ghz）（220ghz）。
简答题1. 简述微波电路的发展历程由最初的电子管向固态化发展，由大型元件向小型元件、集成电路、器件方向发展，同时开发新系统。
目前微波技术的发展趋势是朝小型化、高集成化、高可靠、低功耗、大批量应用方向发展。
2. 什么是mmic利用半导体批生产技术，将电路中所有的有源元件和无源元件都制作在一块砷化镓衬底上的电路称为微波单片集成电路。
第2章选择与填空题1. 列举几种常用的平面传输线（微带线、悬置式微带线、倒置式微带线、带线、槽线、共面波导、鳍线）2. 微带线主要传输的模式是（准tem），带线的传输主模是（tem）11. 槽线的传输模式是（te模）。
12. 共面波导的传输模式是（准tem模）。
8. 鳍线的传输模式是（te与tm模式组成的混合模）。
3. 微带线最高工作频率的影响因素有（寄生模的激励、较高的损耗、严格的制造公差、处理过程中的脆性、显著地不连续效应、不连续处的辐射引起低的q值）（列举四个即可）4. 定向耦合器常用表征参量有（耦合度、方向性、隔离度）7. 耦合器的耦合度的定义是（c= 10lgp1/p3 = 20lg|s31| db ）。
第一章传输线理论1-1.什么叫传输线？何谓长线和短线？一般来讲，凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同体组成的导波系统，均可成为传输线；长线是指传输线的几何长度l远大于所传输的电磁波的波长或与λ可相比拟，反之为短线。
（界限可认为是l/λ>=0.05）1-2.从传输线传输波形来分类，传输线可分为哪几类？从损耗特性方面考虑，又可以分为哪几类？按传输波形分类：（1）TEM（横电磁）波传输线例如双导线、同轴线、带状线、微带线；共同特征：双导体传输系统；（2）TE（横电）波和TM（横磁）波传输线例如矩形金属波导、圆形金属波导；共同特点：单导体传输系统；（3）表面波传输线例如介质波导、介质镜像线；共同特征：传输波形属于混合波形（TE波和TM 波的叠加）按损耗特性分类：（1）分米波或米波传输线（双导线、同轴线）（2）厘米波或分米波传输线（空心金属波导管、带状线、微带线）（3）毫米波或亚毫米波传输线（空心金属波导管、介质波导、介质镜像线、微带线）（4）光频波段传输线（介质光波导、光纤）1-3.什么是传输线的特性阻抗，它和哪些因素有关？阻抗匹配的物理实质是什么？传输线的特性阻抗是传输线处于行波传输状态时，同一点的电压电流比。
其数值只和传输线的结构，材料和电磁波频率有关。
阻抗匹配时终端负载吸收全部入射功率，而不产生反射波。
1-4.理想均匀无耗传输线的工作状态有哪些？他们各自的特点是什么？在什么情况的终端负载下得到这些工作状态？（1）行波状态：0Z Z L =，负载阻抗等于特性阻抗（即阻抗匹配）或者传输线无限长。
终端负载吸收全部的入射功率而不产生反射波。
在传输线上波的传播过程中，只存在相位的变化而没有幅度的变化。
（2）驻波状态：终端开路，或短路，或终端接纯抗性负载。
电压，电流在时间，空间分布上相差π/2，传输线上无能量传输，只是发生能量交换。
传输线传输的入射波在终端产生全反射，负载不吸收能量，传输线沿线各点传输功率为0.此时线上的入射波与反射波相叠加，形成驻波状态。
毫米波电路中的几个关键问题：设计传输线、选择PCB 板、性能优化在高频电路设计中，可以采用多种不同的传输线技术来进行信号的传输，如常见的同轴线、微带线、带状线和波导等。
而对于PCB平面电路，微带线、带状线、共面波导（CPW），及介质集成波导（SIW）等是常用的传输线技术。
但由于这几种PCB平面传输线的结构不同，导致其在信号传输时的场分布也各不相同，从而在PCB材料选择、设计和应用，特别是毫米波电路时表现出不同的电路性能。
本文将以毫米波下通用的PCB平面传输线技术展开，讨论电路材料、设计等对毫米波电路性能的影响，以及如何优化。
1. 引言几年前，毫米波电路还仅仅用于航天、卫星通信、通信回传等特殊专有的领域。
然而，随着无线通信技术的飞速发展，对更高的数据传输速率、更小的传输延迟、更宽的带宽等需求促使毫米波频段逐渐被用在移动通信覆盖例如，802.11ad WiGig，5G 等领域；随着主动安全驾驶和未来无人驾驶技术的发展，汽车对测距测速的要求越来越高，毫米波也被使用在如77GHz的汽车雷达领域。
但是，对于设计工程师来说，毫米波电路的设计与低频段射频电路设计存在着显著的不同。
毫米波频段下不同传输线技术的色散辐射或高次模、阻抗匹配、信号的馈入技术等都将直接影响电路最终的性能。
2. 常用传输线技术如图1中场力线分布，微带线与GCPW的信号传播方向上并不存在场分量。
但由于这两种传输线的电、磁场并不完全分分布于电介质中，有少部分场力线位于空气中；导致信号在电介质中与空气中传输的TEM波的相速不同，其分界面并不能完全实现相位匹配。
因此这两种传输线模式是准TEM波模式。
而带状线的场力线上下对称分布于中间层介质中，因此带状线的传输模式是TEM波模式。
图1 微带线，接地共面波导及带状线结构与场分布SIW (Substrate integrated waveguide) 是近年来讨论较多，介于微带与介质填充波导之间的一种新型传输线。
