第1讲 射频微波工程介绍.pptx

1;2;射频/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大1000倍以上。一般情况下,射频/微波频段又可划分为米波（波长10～1 m）、 分米波（波长10～1 dm）、 厘米波（波长10～1 cm）和毫米波（波长10～1 mm）四个波段。其后是亚毫米波、 远红外线、 红外线、 可见光。;4;5;6;7;8; 在射频/微波频率范围内,模块的几何尺寸与信号的工作波长可以比拟,分布参数概念始终贯穿于工程技术的各个方面。而且,同一功能的模块,在不同的工作频段的结构和实现方式大不相同。“结构就是电路”是射频/微波电路的显著特征。射频/微波电路的设计目标就是处理好材料、 结构与电路功能的关系。;10;11;12;13;14;15;16;17;18;在微波集成电路技术研究中，设计师开始注意电路的背面——金属介质接地板的开发和利用;EBG结构在微波电路中的应用;早期的EBG结构通常采用在介质基片打孔的方式制作;一种新型EBG结构;基于EBG的低通滤波器设计图;(1) 在通带范围内,最大波纹衰减两者差别不大； (2) 在中心频率2.4GHz处的衰减两者差别也不大； (3) 利用EBG结构设计的过渡带比利用普通微带线方法设计要长一点; (4) 对于阻带,利用EBG结构占有很大的优势,从3.56GHz到20GHz内,基本能使衰减都在20dB以上； (5) 对于尺寸大小,利用EBG结构设计的低通滤波器总长为40mm,而利用普通微带线设计的低通滤波器总长为48.72mm(不包括始端和末端特性阻抗为50Ω的微带线的长度)。;2.4GHz功分器版图;5.8GHz功分器版图;缺陷接地结构（DGS）在微波集成电路中的应用;基于“E”形DGS设计的低通滤波器; 威尔金森功率分配器在实现高功分比时,需要使用高特性阻抗的传输线； 普通微带线可实现的最高特性阻抗范围120Ω~130Ω,不可能实现大于150Ω的特性阻抗； 缺陷接地结构(DGS)技术正是解决这个难题的一种有效方法，在微带传输线的接地板上刻蚀DGS，引入了附加电感L， 提高了传输线的特性阻抗。;带有DGS的1:4不等分功分器实物图;左手材料的研制被《科学》杂志评为2003年度全球十大科学进展。;32;超常介质在微波电路中的应用;CRLH-TL 可以实现双频 3dB 电桥,并且可以通过选择适当的结构参数实现电桥的小型化设计。;90°相移代替λg /4的微带线;传统的混合环定向耦合器;基片集成波导滤波器相关研究; 基片集成波导是利用基片的上下金属板和两排间隔一定距离的金属孔构成波导的金属壁，由于每排金属孔的相邻孔间距远小于波长，因此由缝隙泄漏的能量很小，这相当于内部填充了介质的矩形波导，所以能够用矩形普通波导实现的结构也都可以用基片集成波导来实现，比如滤波器、功分器、耦合器、振荡器以及天线等。; 对于加载SRR（开环谐振器）的波导来说,当它们高于截止频率谐振时,SRR提供了一个阻带。而当SRR的谐振频率低于截至频率谐振时,这个阻带转化为一个通带。应用这种特性去设计带阻、带通以及超宽带滤波器。;带通滤波器实物及S参数图;微波混沌电路及在测距技术中的应用;某改进型Colpitts电路的实验装置图;混沌状态的波形图和频谱图;测量传输线故障点的实验装置;实际破损点检测;混沌雷达测距装置图;神经网络在射频和微波无源器件建模中的应用;模型结构;多层感知器结构;50; 随着器件的特征尺寸的不断减小，各种物理效应越来越复杂，每个结构的设计变量数目都在增加。为了得到一个可以在器件各种变量的变化范围内表示其相应的 EM 行为的准确的神经网络模型，???需要提取其几何空间中充足的样本点所对应的电磁数据； 变量越多，所需要的数据也就越多，需要消耗大量的时间来提取训练数据和测试数据来完成高度非线性映射关系的逼近； 因此，需发展有效的高维神经网络方法，在不需要提取大量数据的情况下对多变量器件进行准确建模。;发卡滤波器;53