射频微波工程设计基础

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1、射频/微波电路设计授课教师耿志卿课程性质：考试课学科基础：微波技术与天线其他说明：1、缺勤及作业未交：-3分，累计4次及以上按挂科处理。2、上课主动回答问题正确：+3分。3、上课被动回答问题正确：不加分，被动回答问题错误-9分，可采取其他措施弥补。课程性质和成绩评定参考书：1、微波电路设计韩庆文清华大学出版社2、射频/微波电路设计导论雷振亚西安电子科技大学出版社3、射频与微波电子学拉德马内斯科学出版社课程参考书为什么要学习射频/微波电路课程为什么要学习射频/微波电路课程为什么要学习射频/微波电路课程为什么要学

2、习射频/微波电路课程为什么要学习射频/微波电路课程课程目标1、掌握射频/微波电路设计的基本概念、基本分析方法。2、了解常用微波元器件的基本参数指标，如功分器、衰减器等。3、掌握微波传输线、匹配网络、滤波器、放大器等基本微波电路的设计方法。4、掌握常用微波电路设计软件的基本操作方法，如史密斯圆图软件，ADS软件等。射频/微波的频率范围1射频/微波电路设计简介2无源元件的射频特性3射频/微波设计的重要参数4射频/微波设计软件5第一章射频/微波工程设计基础电磁波谱低频(Audio/RF)微波光学频率30M~4GHz

3、，射频（RF）频谱划分无线电频段的基本用途频段基本用途备注VHF、UHF(30MHz~3GHz)电视广播、警察、防灾、道路、电力、矿山、汽车、火车、航空、卫星通信、行业专用指挥系统、个人无线电、气象雷达、地面雷达、海事雷达、二次雷达、生物医学、工业加热等技术发展成熟，应用范围最广，频谱最拥挤SHF(3GHz~30GHz)公用微波中继通信、行政专用中继通信、卫星电视、导航、遥感、射电天文、宇宙研究、探测制导、军用雷达、电子对抗等。穿透大气层，广泛应用于空间技术EHF(30GHz~300GHz)各种小型雷达、专门

4、用途通信、外太空研究、核物理工程、无线电波谱学。尺寸更小，接近红外线，与近代物理学相关第一章射频/微波工程设计基础微波的频率范围1射频/微波电路设计简介2无源元件的射频特性3射频/微波设计的重要参数4射频/微波设计软件5射频/微波电路设计简介射频/微波的主要特性射频/微波设计的基本特点射频/微波设计的困难射频/微波的主要特性似光性射频/微波能像光线一样在空气或其他媒体中以光速沿直线传播。穿透性射频/微波照射于介质物体时，能深入该物体内部的特点称为穿透性。非电离性射频/微波与物质相互作用时，虽能改变其运动状态，

5、但不能改变物质分子的内部结构。信息性射频/微波波段信息容量巨大，即使很小的相对带宽也具有很宽的可用频带。射频/微波电路设计简介射频/微波的主要特性射频/微波设计的基本特点射频/微波设计的困难射频/微波设计的基本特点“场”的分析方法从麦克斯韦方程出发，在特定边界条件下求解电磁波动方程，获得场量的时空变化规律，分析电磁波沿线的各种传输特性；“路”的分析方法传输线作为分布参数电路处理，用基尔霍夫定律建立传输线方程，获得传输线上电压和电流的时空变化规律，分析电压和电流的各种传输特性。射频/微波设计的基本特点将“场”的

6、分析方法和“路”的分析方法用于研究同一问题，所得结论是一致的相对于严谨的麦克斯韦方程组及其数值解法，“路”的方法具有更好的实用性——射频/微波工程师们的常用方法。射频/微波电路设计简介射频/微波的主要特性射频/微波设计的基本特点射频/微波设计的困难射频/微波设计的困难射频/微波系统的设计不仅仅需要理论运算支持，更加需要工程经验方面的保证不同的设计师对于射频/微波电路设计中的问题也可能有多种解决方案设计者的经验积累是电路设计是否成功的保证，这些需要在不断的实做过程中积累进步。第一章射频/微波工程设计基础微波的频

7、率范围1射频/微波电路设计简介2无源元件的射频特性3射频/微波设计的重要参数4射频/微波设计软件5无源元件的射频特性在射频/微波波段，通常意义下的金属导线、电阻、电容和电感都不再是单纯的元件金属导线电阻电容电感金属导线低频电路：传导(Conductor)，是一根良导体的连接线，电阻、电感、电容等寄生参数可以忽略不计，传导电流在整个导体横截面上呈均匀分布射频/微波频段：guideline，导线起的是引导作用，引导电磁波的传播方向具有自身的电阻、电感或电容，是频率的函数，寄生参数对电路工作性能影响极大金属导线一根

8、半径为a，长度为l，材料电导率为σ的圆柱形铜导体，直流电阻为：直流条件下，可认为导线的全部横截面都用于传输电路，电流密度为：金属导线“趋肤效应”交流情况下，交变电荷载流子流动形成了交变磁场，该磁场感应电场的电流密度与原始电流正好相反，这种效应在导体中心位置即r=0处表现最强，导致导体中心处电阻明显增加随着工作频率的提高，电流的分布也趋于导体外表面导体截面的电流密度已经不再均匀，而是随着观测点距离导体