微波电子线路.doc

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1、.....微波电子线路课程作业3学生**年级2010级班级021014班学号021012**专业电子信息工程学院电子工程学院西安电子科技大学2013年6月c..........Ø微波振荡器一、微波二极管负阻振荡器电路把负阻器件与波导，同轴线谐振腔，微带等电路组合在一起，并加上合适的偏压，可以构成各种类型的振荡器，均可以画成如左边的的等效电路。1.负阻振荡器的三个条件利用上面的电路模型，可以容易的证明：1)起振条件：器件在小信号下较大2)平衡条件：为振幅平衡条件，决定震荡幅度即功率大小；为相位平衡条件，决定振荡频率，这两个条件合起来可写成。3)稳定条件：，分别

2、为器件、阻抗线与水平线地夹角。2.几种典型的实际电路与相应的等效电路1)同轴腔振荡器2)微带负阻振荡器3)波导负阻振荡器c..........1.负阻振荡器的调谐1)电调谐：改变偏置可微调频率；给外电路加变容管或YIG可以快速电调。2)机械调谐：用活塞调短路（开）路线的长度，可通过改变等效参数实现大范围调谐。2.负阻振荡器的频率稳定1)引起频率不稳定的原因：机械冲击振动，温度变化，电源波动，路与器件参数变化2)实现温频的方法减振，恒温，稳压稳流，注入锁定，锁相，谐振腔温频其中减振，恒温简单却作用有限；锁相，谐振腔温频效果好却电路复杂3.腔稳振荡器把一个高Q谐

3、振腔以某种形式与振荡电路耦合可实现稳频原理。负阻振荡器是一个有负载的谐振系统，其电抗斜率负载与Q值的关系为：QL高，同样的△XL变化引起了较小的△ω变化。一、功率合成技术简介把若干个负阻器件产生的微波功率合成输出，谓之功率合成技术。主要指标为单元个数，多少个负阻器件参与工作，输出功率和合成效率。1.谐振腔式功率合成器c..........是多个负阻器件和微波谐振腔耦合。工作于谐振腔某一模式的谐振频率。所用的谐振腔有矩形波导腔，圆拄谐振腔，开式谐振腔等器件数可多达数十个功率可以达原来的，频率可以达到毫米波段。这类合成器的主要优点是，路径损耗小，频率高，一般都在

4、80%~~100%，频率上限高，可达300GHz，尺寸紧凑，管子隔离好；但频带窄，调谐也困难。频率越高器件数越受限制。1.桥式功率合成器以各种微波电桥作为合成电路装置，将器件功率叠加在一起输出，该类合成器效率不如腔式高。主要优点是频带很宽。2.芯片合成把管子集成在单片上使其功率叠加。3.多级功率合成器将腔式或者是桥式合成器作为单元再进行合成，这样可以多级合成，将庞大数目的管子叠加，使其功率达到数百上千瓦级。4.空间功率合成器使单元功率按照一定的相位和方向辐射在空间以某种方式叠加。ØPIN管微波控制电路一、PIN管微波开关PIN管在正反向偏置下的不同阻抗特性可

5、用来控制电路的通断，组成开关电路。PIN管开关电路按功能分为两种：一种是通断开关，如蛋刀单掷开关，作用只是简单的控制传输系统中微波信号的通断；另一种是转换开关，如单刀双掷、单刀多掷开关，作用是使信号在两个或多个传输系统中转换。若按PIN管与传输线的连接方式，可分为串联型、并联型一级串/并联型三种；从开关结构形式出发，可分为反射式开关、谐振式开关、滤波器型开关、阵列式开关等。1.单刀单掷开关1)开关的正反衰减比（a）串联型原理图；（b）串联型等效电路；（c）并联型原理图；（d）并联型等效电路上图为单管串联型和并联型开关的原理图及其微波等效电路图。图中分别为PI

6、N管的等效阻抗和等效导纳，分别为传输线的特性阻抗和特性导纳，a、b分别为网络的归一化入射波和反射波。设开关输入端信号源的资用功率为，输出端负载吸收功率为。则定义开关的衰减L为c..........若开关网络用散射S参量来表征，且假设开关插入在匹配信号源和匹配负载之间，则上式化为1)基本原理如果PIN管正、反偏时分别为理想短路和开路，则对上图（a）的串联型开关来说，PIN管理想短路时，开关电路理想导通；PIN管理想开路时，开关理想断开。对（c）图的并联型开关来说，情况相反，PIN管短路，对应开关断开；PIN管开路，对应开关导通。由于封装参数的影响，对于单管开关

7、无论是串联型还是并联型，都只能在固定的某几个较窄的频率区间有开关作用，而实际的工作频率常常不在这些区域。为了扩展开关的工作模区，改善开关性能，有的直接把管芯做在微波集成电路上；也有采用改进的开关电路，其中常用的有谐振式开关、阵列式开关和滤波器型开关。1.单刀双掷开关最普通但又最常用的单刀多掷开关是单刀双掷开关，它把信号来回换接到两个不同的设备上，形成交替工作的两条微波通路。其典型的例子是雷达天线收发开关，发射机和接收机共用一个天线，用一个单刀双掷开关来控制。右图表示一并联型单刀双掷开关的原理图。管截止，或反之。并借助1/4波长线的阻抗变换作用，使输入信号全部

8、从B或A中的一个端口输出，此端口为导通通道，同时另一