西北工业大学 微波原理总复习.ppt

1、总复习,第一章 微波混频器,1. 金属半导体(肖特基势垒)二极管,单向导电性，基本参数(伏安特性、结电阻、结电容、串联电阻、引线电感、封装电容、截止频率、噪声温度、噪声温度比),2. 混频器的基本原理及分析方法,利用伏安特性的级数展开得到时变电导，利用时变电导得到中频电流，注意其中的条件是本振远大于信号,混频器中的四个频率：本振、信号、中频、镜频,混频器的变频损耗：净变频损耗、结损耗、失配损耗,净变频损耗：镜频开路、短路及匹配时的变频损耗，注意镜频匹配是怎样实现的。,混频器的噪声性能：单通道混频器、双通道混频器(镜频匹配，信号存在于单个通道还是两个通道)，噪声温度,3.混频器电路,(1)单端混

2、频器,平衡混频器,1.环行线耦合平衡混频器反相型平衡混频器,等效电路,分支线耦合平衡混频器90相移平衡混频器,正交场平衡混频器,隔板,谐振窗,混频腔,本振输入,信号输入,至中放,接晶体电流表,波导式平衡混频器,(3) 双平衡混频器,正面,背面,微带双平衡混频器,4.镜像回收和镜像抑制,镜像回收：使混频器产生的镜频功率重新利用，使其变为中频功率，从而使在中频端口的中频信号得到加强，降低变频损耗。,镜像抑制：抑制外来的镜频干扰，使其不能进入混频器。,镜像回收和镜像抑制在概念上是不同的，但是在改善接收机灵敏度上是一致的。,滤波型镜像回收混频器,平衡型镜像回收混频器,第二章 参量放大器,概念及特点,门

3、雷罗威关系的物理实质及应用,和频上变频器,差频变频器,负阻反射参量放大器,变容管,第三章 倍频器和上变频器,1. 变容管倍频器,变容管倍频器的基本原理、电路、特点,微带型二倍频器,微带型四倍频器,低通滤波器,高阻线,开路线(空闲）,带通滤波器,2. 阶跃-恢复二极管倍频器,(1) 阶跃-恢复二极管的基本特性,(2) 阶跃-恢复二极管倍频器组成和工作原理,方框图,各级波形,偏置电路,匹配电路,激励电感,谐振电路,输出滤波器,负载,信源,脉冲发生器,原理电路图,高频扼流圈,自给偏压电阻,输入滤波匹配网络,激励电感,谐振电路和滤波电路根据具体情况可以是集中参数或分布参数电路,隔直流电容,输入,输出,

4、隔直电容,轭流圈,偏压电阻,匹配电容,匹配电感,调谐电容,激励电感,阶跃管,谐振线,耦合电容,防寄生振荡电阻,输入,输出,偏置线,谐振线,第四章 微波半导体二极管振荡器,1. 雪崩渡越时间二极管,产生负阻的机理,2. 转移电子器件,N型砷化镓材料的双能谷效应，速度电场特性,畴的概念及工作模式(渡越时间、猝灭、延迟模式、限垒模),静态和动态伏安特性,3. 负阻振荡器的工作原理,起振、平衡和稳定条件,4. 负阻振荡器电路,(1) 同轴腔,(2)微带振荡器,(3)波导振荡器,5.负阻振荡器的频率调谐,所谓频率调谐就是采取一定的措施改变振荡器的振荡频率。,调谐方式,机械调谐,通过改变谐振腔的尺寸来改变

5、振荡频率,电调谐,偏置调谐,通过改变负阻器件的偏置来改变振荡器的振荡频率，体效应管采用偏压调谐，雪崩管采用偏流调谐，但是频率变化的同时输出功率也在发射变化，甚至出现停振,变容管调谐,YIG调谐,并联调谐,等效电路,变容管调谐,串联调谐,等效电路,YIG调谐负载振荡器,6.负阻振荡器的噪声和频率稳定度,提高频率稳定度措施(腔体稳频、注入锁相),第五章 微波晶体管放大器和振荡器,1.微波晶体管的S参数,2.微波放大器的增益、稳定性和噪声系数,三种功率增益、稳定性的概念及判定方法、二端口网络的噪声系数的一般表达式、等噪声系数圆,3.小信号微波晶体管放大器的设计,(1) 单向化设计,例：设计单级微波晶

6、体管放大器，工作频带为3.74.2GHz，输入输出端阻抗均为50。,解：放大器的带宽为,频带较窄，因此考虑在频率高端实现共轭匹配,(1)选管，并测量S参数,采用微带电路,选定某晶体管并测得在4.2GHz，工作电压为6V，电流5mA时的S参数为,(2)输入匹配网络设计,因为,所以,源反射系数为,输入匹配网络采用单支节调配器，用圆图进行，由于是并联结构，所以采用导纳圆图,输入匹配网络的目标是将50欧姆源阻抗变换为晶体管要求的源阻抗,步骤,在圆图上找到 所对应的点A,过A点沿等反射系数圆向负载方向旋转，交g=1圆于C，所转过的长度即为l1,找到过C点的等电纳圆，该圆交反射系数为1的圆与E,从短路点开始沿反射系数为1的圆向电源方向旋转到E点，转过的长度即为l2,A,B,D,E,.,.,.,lB=0.072,lD=0.149,lE=0.409,(3) 输出匹配网络设计,因为,所以输出匹配网络可以采用一段传输线作为移相段，在附加一四分之一波长阻抗变换器来实现，用阻抗圆图,步骤,(1)在圆图上找到 所对应的点A,(2)沿过A点的等反射系数圆向负载旋转交实轴于C点，转过的长度即为l3,C点对应的阻抗为0.45,A,B,.,lB0.012,.,rA0.45,非归一化值为,所以，四分之一波长阻抗变换器的特性阻抗