第三章讲义130516介绍.ppt

* 微带线中的常见的不连续性结构并不复杂，但想精确地进行分析确是不容易的。惯用的方法是：首先假设微带线上传输的TEM模，且不连续性区域比工作波长小很多，根据不连续性所造成的场结构是容性或者感性，确定合适的电路模型，再通过数学方法获得不连续性等效电路元件值。由于通常方法中都是做了近似，因此，该方法计算出来的结果只能在12GHz以下与实测结果比较吻合。 * 微带的开路端并不是理想开路，因为在微带中心导带突然终断处，导带末端将出现剩余电荷，引起边缘电场效应，电场将发生变化。如图3.2-1所示。微带开路端电场相对集中，可以等效为一电容。应该等效为LRC，但是在20GHz一下，其它效应可以忽略。 如果介质板的厚度达到一定程度，还会在微带线上引起反向传播的高次型波。这些效应都不能用电容负载来说明。推导一下 C的公式 * 根据上述电流线可以估计出宽度跳变的等效电路，如图3.2-4(a)串联电感表示这个区域的电能减少因而磁能突出地大；两段均匀传输线的长度一正一负，表示两条微带线的电界面和几何界面不一致，就像是宽带的长度被延伸而窄带的长度被缩短了一样。如果两条微带线的电长度都取为theta ，那么，宽带的几何长度应当有所缩减而窄带的几何长度应当有所延长。 * * * * * * 耦合微带线奇偶模相速不等，耦合越强，相差越大，耦合越弱，相差越小，所以在设计耦合器是，必须了解奇偶模相速不同对定向性的影响。 定义r=sqrt(Zoe/Zoo),delt(theta)=theraoo-thetaoe; 对于弱耦合：S41=1，r+1/r=2,故隔离度是 I=6-10log(delt(theta)2) * * 举个例子 * * * 噪声类型：双极型晶体管的噪声按物理来源通常分为四类：热噪声、散粒噪声、配分噪声和1/f噪声。 场效应晶体管的噪声源一般有三项:热噪声、感应栅噪声和1/f噪声。 * 可见热噪声是高斯白噪声，与工作频率无关。在常温下1Hz带宽内的热噪声功率为-174dBm(4×10-21 W)。 * * 例子： * 其中信号源噪声在网络输出端电流均方值为inso2 = 4kTGsΔf，网络总输出噪声电流均方值为ino2=| inso +in+Ysen|2，表示信号源的导纳Ys=Gs+jBs。假设en=4kTRnΔf，可求得任意源导纳噪声系数表达式为 * 由公式可知，动态范围下限基本上取决于放大器噪声系数，但是也和整个系统的状态和要求有关。 例子： * 一个放大器的输入端加入一个反馈信号，就能成为振荡器 * 低噪声放大器： 噪声系数，增益，驻波 功率放大器： 输出功率（Psat,P1dB），增益，驻波，功率附加效率，三阶交调系数 * * 热噪声：是由于在导体中由于带电粒子热骚动而产生的随机噪声。FET的热噪声主要来源于沟道电阻、栅电阻和源漏寄生电阻。热噪声表达式为： 3.放大器技术指标—噪声系数与噪声温度 其中 h为普朗克常量， k为波尔兹曼常数， T为温度， f 为频率。 通常hf kT，因此热噪声又可以表示为： 感应栅噪声：是由于沿沟道的噪声电压起伏通过电容耦合到栅极上感应出的电荷变化而出现的噪声电流，由于沟道的热噪声和感应栅噪声都是由相同的噪声电压在沟道中引起的，因而它们之间有部分相关性。 3.放大器技术指标—噪声系数与噪声温度 散粒噪声：则是由于栅极泄露电流或者界面复合电流引起的，其表达式为 ig2=2qIgl 。散粒噪声大小与工作频率无关，属于高斯白噪声。 3.放大器技术指标—噪声系数与噪声温度 放大器自身产生的噪声也可用等效噪声温度Te来表达。 NF(dB) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 NF 1.023 1.047 1.072 1.096 1.122 1.148 1.175 1.202 1.230 1.259 Te(K) 6.825 13.81 20.96 28.27 35.75 43.41 51.24 59.26 67.47 75.87 NF(dB) 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0 10 NF 1.413 1.585 1.778 1.995 2.239 2.512 2.818 3.162 3.981 10.00 Te(K) 120.9 171.3 228.1 291.6 362.9 442.9 532.8 633.5 873.5 2637 式中，T0为环境温度，通常取为300K。 3.放大器技术指标—噪声系数与噪声温度 噪声系数和噪声温