微波电路简介

微波电路简介 1 微波电路简介

1.1 微波无源器件

微波无源器件由传输线的组合构成。

除了微波传输线以外，微波无源电路主要有功率分配器，定向耦合器，环

行器，滤波器，隔离器，均衡器，短路器，衰减器，极化器，吸收负载，天线等无源器件。

我们在这里主要介绍其中主要类型。一．定向耦合器

定向耦合器是常用无源微波器件.可以作为信号的检测，合成及耦合使用。如图1-4分别为微带环形定向耦合器；侧耦合定向耦合器；矩形微带定向耦合器和波导定向耦合器。定向耦合器一般有四个端口。如图4中的波导定向耦合器，如信号由1端口输入，则2端口为信号的主通道，3端口为1端口的耦合端，而4端口则是隔离端口。

图2环行定向耦合器图3矩形微带定向耦合器

图4波导定向耦合器

图4.1 侧耦合侧耦合侧耦

二．滤波器

滤波器是典型的常用的无源微波网络器件，在微波电路中占有重要的地位。

滤波器从响应函数的角度可以分为最大平滑式，等波纹式和椭圆函数滤波器三种。从结构上可以分为微带，波导和同轴腔体等结构的滤波器。

由信号的导通或截止可以分为高通，低通和带通滤波器。如图5为侧边耦合微带带通滤波器。图6为一种简单的椭圆函数滤波器。

图5侧边耦合微带滤波器

图6微带滤波器

图6为波导膜片滤波器。由微带构成的谐振电路Q 值一般小于波导腔体的Q 值，所以微带滤波器的插入损耗一般要大于波导腔体滤波器。

图7 波导膜片滤波器

三．微波功率分配器

虽然定向耦合器在一定情况下具有功率分配的作用，但是原则上定向耦合器是一四端

口器件。功率分配功能可以由一三端口器件来完成。如图8为Wilkinson 功率分配器/合成器。由2, 3端口输入的功率可以无反射地传输到1 端口。相反由1端口输入的微波功率

图8 Wilkinson 功率分配器/合成器

可以在2,3端口分为二路。如电路上下是对称的，则射频功率在2，3端口是平分的。微波功分配器还有其他许多种类。

四微波阻抗匹配器。

阻抗匹配是许多微波电路的基本要求。常常在系统中是一项重要指标，对系统性能有

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重大影响。图9 是一波导阻抗匹配器;图10是微带电路匹配器。

图9 是一波导阻抗匹配器图10 微带电路匹配器

图11的波导魔T 是一重要的波导四端口器件。在波导网络波导微波信号处理中有重要的作用。如由1端口进入的微波信号，可同相分配到2, 3端口。而对4端口是隔离的。由4端口进入的微波信号，可反相分配到2, 3端口。而对1端口是隔离的。

图11波导魔T

图12是波导到同轴线的转换电路。它也属于阻抗一种阻抗匹配电路。在传输较大功率时常用到此种过渡结构。

图12波导到同轴线的转换电路

五．微波吸收负载

微波吸收负载，特别是宽带吸收负载在微波测量中具有重要作用。图13为波导吸收负载。在微波测量中常用到宽带同轴线负载。

图13波导吸收负载

六．腔体与微波谐振电路

微波腔体是微波振荡电路的重要组成部分。它可以是金属腔体也可以是介质腔体。

（a ） (b) (c)

(d) (e) 图14 各种类型的微波谐振电路图14中（a ），(b)是金属谐振腔， (c)为介质谐振电路；(d)，(e)分别为矩形和圆形微带谐振电路。

七．微波振荡源

图15是一基于同轴谐振腔体的微波振荡源。其中的振荡管为雪崩二极管。也可以使用Gunn 二极管做成振荡源，频谱较雪崩二极管纯但输出功率较小。图16是一基于介质

谐振电路的微波振荡源。

图15基于雪崩二极管的同轴谐振腔体的微波振荡源

图16基于介质谐振电路的微波振荡源，其中的振荡管为场效应三极管

八．微波混频器/变频电路

中频输出

本振输入

射频输入

图17微波混频器

应用半导体器件的非线性特性，可以进行微波电路中的频率变换，以方便信号的进一步处理。研究出变换损耗小，具有宽带变频特性的混频器、变频电路是人们的努力方向。图17为用变频二极管构成的微带微波混频器

倍频电路的例子，选自IEEE MTTT, VOL. 51, NO. 5, MAY 2003 1449－1454

九．微波放大器

微波放大器是最基本的也是重要的微波有源电路。其中的三极管为微波场效应三极管。

在适当设计微波场效应三极管的栅极和漏极匹配电路后，在适当的电流偏置下，使微波场

效应三极管工作在线性增益工作区，放大器将对栅极输入的微波信号产生放大作用。

图18微波场效应三极管放大器

十．微波开关

利用PIN 二极管在不同的偏置电流下，其阻抗产生很大的变化，可以做成微波开关。如图在不同的偏置电压V a ，Vb 下两个PIN 二极管可以处于导通和截止状态，这样就可控制微波信号流经1－3或2－3通道。同样也可以用场效应三极管的截止和导通来构造微波开关。

图19由微波PIN 三极管构成的微波开关。

上图的微波开关电路为单刀双指微波开关电路。用相同的方法可以构造单刀多指或多刀多指微波开关电路。

十一。使用集总参数的微波放大器

图20由集总参数元件构成的2GHz放大器，可以提供6dBr 增益

值得指出的是，近年来具有一定功能的微波部件，巳经以集成电路的形式出现。与分离器件相比，它们具有体积小，电性能高，可靠性高和使用方便的特点。甚至于整个微波系统都集成在一个系统上称为SOC(System on single Chip)，也已问世. 但是分离微波电路仍是微波电路的理论基础。

参考文献：

1．李宗谦等，微波工程基础，清华大学出版社，2004，北京

2．Max W.Medley,Jr., Microwave and RF Circuits: Analysis, Synthesis and Design, ARTECH HOUSE,INC. 1993

3．薛良金，毫米波工程基础，哈尔滨工业大学出版社，2004

4．Quan Xue, Kam Man Shum and Chi Hou Chan Low Conversion-Loss Fourth Subharmonic Mixers Incorporating CMRC for Millimeter-Wave Applications

IEEE MTT, VOL. 51, NO. 5, MAY 2003 P.1449-1454

微波电路课程设计报告(DOC)

重庆大学本科学生课程设计指导教师评定成绩表说明：1、学院、专业、年级均填全称。 2、本表除评语、成绩和签名外均可采用计算机打印。重庆大学本科学生课程设计任务书

2、本表除签名外均可采用计算机打印。本表不够，可另附页，但应在页脚添加页码。摘要本次主要涉及了低通滤波器，功分器，带通滤波器和放大器，用到了AWR，MATHCAD和ADS 软件。

在低通滤波器的设计中，采用了两种方法：第一种是根据设计要求，选择了合适的低通原型，利用了RICHARDS法则用传输线替代电感和电容，然后用Kuroda规则进行微带线串并联互换，反归一化得出各段微带线的特性阻抗，组后在AWR软件中用Txline算出微带线的长宽，画出原理图并仿真，其中包括S参数仿真，Smith圆图仿真和EM板仿真。第二种是利用低通原型，设计了高低阻抗低通滤波器，高低阻抗的长度均由公式算得出。在功分器的设计中，首先根据要求的工作频率和功率分配比K，利用公式求得各段微带线的特性阻抗1，2，3端口所接电阻的阻抗值，再用AWR软件确定各段微带线的长度和宽度，设计出原理图，然后仿真，为了节省材料，又在原来的基础上设计了弯曲的功分器。同时通过对老师所给论文的学习，掌握到一种大功率比的分配器的设计，其较书上的简单威尔金森功分器有着优越的性能。对于带通滤波器，首先根据要求选定低通原型，算出耦合传输线的奇模，偶模阻抗，再选定基板，用ADS的LineCalc计算耦合微带线的长和宽，组图后画出原理图并进行仿真。设计放大器时，一是根据要求，选择合适的管子，需在选定的频率点满足增益，噪声放大系数等要求。二是设计匹配网络，采用了单项化射界和双边放大器设计两种方法。具体是用ADS中的Smith圆图工具SmitChaitUtility来辅助设计，得到了微带显得电长度，再选定基板，用ADS中的LineCalc计算微带线的长和宽。最后在ADS中画出原理图并进行仿真，主要是对S参数的仿真。为了达到所要求的增益，采用两级放大。其中第一级放大为低噪声放大，第二级放大为双共轭匹配放大。由于在微波领域，很多时候要用经验值，而不是理论值，来达到所要求的元件特性，因此在算出理论值之后，常常需要进行一些调整来达到设计要求。关键词：低通原型Kuroda规则功率分配比匹配网络微带线课程设计正文 1.切比雪夫低通滤波器的设计 1.1 设计要求：五阶微带低通滤波器：截止频率2.5GHZ 止带频率：5GHZ 通带波纹：0.5dB 止带衰减大于42dB

自动感应开关电路的设计

自动感应开关电路设计摘要随着现代通信技术的飞速发展，已经提出了更高的要求，通信电源的可靠性，重量，体积，效率等。相移和在直流/直流电压和电流全桥变换器结构简单的高功率应用中，输出功率大，效率高，易于实现软开关，具有一系列优点受到功率开关管，如小力，对它的研究具有非常重要的意义。首先，DC / DC升压转换器的电流触发电路，输入电路，反馈电路的控制芯片，详细的推挽式变压器，损耗问题进行了研究和分析的MOS场效应晶体管的焦点。其次，本文还简单介绍了在本实验所使用的设备的设备所必需的参数，建立了模型，用Protel Altium Designer 6.9仿真软件系统的稳定性进行了分析。最后的仿真结果，根据自己的实际电路，从而使调试一切正常，达到了预期的效果。关键词：DC/DC电压变换器；推挽变压器；反馈电路控制芯片

Abstract With the rapid development of modern communication technology, higher requirements have been put forward, communication power supply reliability, weight, volume, efficiency etc.. The phase shift and the application in high power DC / DC voltage and current structure of full bridge converter is simple, high output power, high efficiency, easy to realize soft switching, has a series of advantages by the power switch, such as small capacity, it is very important to research on it. First of all, the current DC / DC converter trigger circuit, input circuit, feedback control circuit, push-pull transformer in detail, loss of focus of MOS field effect transistor research and analysis. Secondl. Secondly, the paper simply introduces the parameters required in the use of the experimental equipment, established the model for stability, Protel Altium Designer 6.9 simulation software system is analyzed in the paper. Finally the simulation results. Finally the simulation results, according to the actual circuit of their own, so that all the normal debugging, achieves the expected effect. Keywords: DC/DC boost converter; push-pull transformer; feedback circuit control chip

微波电路设计基础知识

微波电路及设计的基础知识
1. 微波电路的基本常识 2. 微波网络及网络参数 3. Smith 圆图 4. 简单的匹配电路设计 5. 微波电路的计算机辅助设计技术及常用的 CAD 软件 6. 常用的微波部件及其主要技术指标 7. 微波信道分系统的设计、计算和指标分配 8. 测试及测试仪器 9. 应用电路举例
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第1章
概述
所谓微波电路，通常是指工作频段的波长在 10m～1cm(即 30MHz～30GHz)之间的电路。此外，还有毫米波（30～300GHz）及亚毫米波（150GHz～3000GHz）等。实际上，对于工作频率较高的电路，人们也经常称为“高频电路”或“射频（RF）电路”等等。由于微波电路的工作频率较高，因此在材料、结构、电路的形式、元器件以及设计方法等方面，与一般的低频电路和数字电路相比，有很多不同之处和许多独特的地方。作为一个独立的专业领域，微波电路技术无论是在理论上，还是在材料、工艺、元器件、以及设计技术等方面，都已经发展得非常成熟，并且应用领域越来越广泛。另外，随着大规模集成电路技术的飞速发展，目前芯片的工作速度已经超过了 1GHz。在这些高速电路的芯片、封装以及应用电路的设计中，一些微波电路的设计技术也已得到了充分的应用。以往传统的低频电路和数字电路，与微波电路之间的界限将越来越模糊，相互间的借鉴和综合的技术应用也会越来越多。
第2章
微波电路的基本常识
2.1 电路分类
2.1.1 按照传输线分类
微波电路可以按照传输线的性质分类，如：
图 1 微带线
图 2 带状线
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微波感应人体传感器的典型应用电路

微波感应人体传感器的典型应用电路这里介绍的微波感应控制器和市场上常见的简易型微波感应控制器相比较，因为采用专用的微处理集成电路HT7610A，不但检测灵敏度度高，探测范围宽，而且工作非常可靠，误报率极低，能在－25～＋45度的温度范围内稳定工作，最适和在中、高档防盗报警系统中作人体移动检测传感头使用。 1.工作原理微波感应控制器使用直径9厘米的微型环形天线作微波探测，其天线在轴线方向产生一个椭圆形半径为0～5米（可调）空间微波戒备区，当人体活动时其反射的回波和微波感应控制器发出的原微波场（或频率）相干涉而发生变化，这一变化量经HT7610A进行检测、放大、整形、多重比较以及延时处理后由白色导线输出电压控制信号。高可靠微波感应控制器内部由环形天线和微波三极管组成一个工作频率为2.4GHz的微波振荡器，环形天线既做发射天线也可接收由人体移动而反射的回波。内部微波三极管的半导体PN结混频后差拍检出微弱的频移信号（即检测到人体的移动信号),微波专用微处理器HT7610A首先去除幅度太小的干扰信号只将一定强度的探测频移信号转化成宽度不同的等幅脉冲，电路只识别脉冲足够宽的单体信号，如人体、车辆其鉴别电路才被触发，或者两秒内有2～3个窄脉冲，如防范边沿区人走动2～3步，鉴宽电路也被触发，启动延时控制电路工作。如果是较弱的干扰信号，如小体积的动物，远距离的树木晃动、高频通讯信号、远距离的闪电和家用电器开关时产生的干扰予以排除。最后输HT7610A鉴别出真正大物体移动信号时，控制电路被触发，输出2秒左右的高电平，并有LED2同步显示，输出方式为电压方式，有输出时为高电平（8伏以上），没有输出时为低电平。微波专用的微处理器HT7610A的时钟频率为16KH，当初次加电时，系统将闭锁60秒，期间完成微处理器的初始化并建立电场，这时LED闪亮60秒后熄灭，系统自动进入检测状态，当检测到有效信号时，将有2秒信号输出，并由指示灯LED同步点亮。高可靠微波感应人体传感器TX982模块控制器的外形上图所示，侧面蓝色的是灵敏度调整孔，可以使监控距离在1～7米范围内可调，顺时针转动距离变远，逆时针转动距离变近，红色的是LED指示灯用于指示TX982的工作状态，1.2米长的双芯屏蔽线用于连接电源和负载，其中红色线用来接正电源，蓝色线输出，铜网屏蔽层黑线接电源负极，必要时可以用类似电缆加长至50米以内使用。高可靠微波感应控制器电源电压为12～16V的整流变换器供电，静态耗电量在5MA左右。输出形式为电压方式，有输出时为高电平（8V以上），静态时为低电平，使用请参考下图：

射频题目

1、PCB 上微带线阻抗计算用什么软件计算。微带线的阻抗和哪几个因素有关。不同频率，线特征阻抗是否和频率相关。 2、P1dB 定义P1dB 的测试方法。 3、给出不同衰减值对应的电阻值。已知衰减值（AdB）和源&负载阻抗（50 Ohm），请给出电阻值计算方法。 4、（1）电阻是否熟悉类型、值系列、使用时哪些指标需要降额使用、不同封装的电阻的额定功耗。（2）电容是否熟悉类型、值系列、使用时哪些指标需要降额使用、等效电路。（3）电感是否熟悉类型、值系列、使用时主要考虑哪些指标、等效电路。贴片电感的主要供应商。 5、射频器件：射频放大器、Mixer、滤波器、衰减器、3dB 桥、隔离器、耦合器、合/分路器、PLL Module、VCO。 6、射频放大器的原理图（包括外围电路），外围电路如何取值。 1、答：用ADS里面的工具，在原理图上按以下途径找到Tools -> LineCalc -> Start Linecalc，微带线的阻抗和基板厚度、基板相对介电常数、微带线的宽度等有关。不同频率，线特征阻抗和频率无关。 2、答：放大器有一个线性动态范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。这种放大器称之为线性放大器，这两个功率之比就是功率增益G。随着输入功率的继续增大，放大器进入非线性区，其输出功率不再随输入功率的增益而线性增加，也就是说，其输出功率低于小信号所预计的值。通常把增益下降到比线性增益低1 dB时的输出功率值定义为输出功率的1 dB压缩点。用P1dB表示。测试方法：在小信号下先测出线性区的增益，逐渐增大输入功率，同时比较输出功率，当发现增益比线性区的少1dB时，记下此时的输出功率。就是P1dB。 3、答：本人曾经做50W衰减器15dB的衰减器，一个派形的电阻网络。负载与R并联，R由两个小电阻组成。10lg(R/50)=A , R=r1 +r2，电路如下： 4、答：（1）炭膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻，微带电阻。功率要降额使用。（2）答：独石电容，ATC电容，贴片电容，耐压值需要降额使用。等效电路：

微波电路及其pcb设计

微波电路及其PCB设计一．关于CAD辅助设计软件与网络分析仪对于高频电路设计，当前已经有了很好的CAD类软件，其强大的功能足以克服人们在设计经验方面的不足及繁琐的参数检索与计算，再配合功能强大的网络分析仪，按理应该是稍具经验者便能完成质量较好的射频部件。但是，实际中却不是这回事。 CAD设计软件依靠的是强大的库函数，包含了世界上绝大部分无线电器件生产商提供的元器件参数与基本性能指标。不少射频工程师错误地认为：只要利用该工具软件进行设计，就不会有多大问题。但实际结果却总是与愿望相反，原因是他们在错误认识下放弃高频电路设计基本概念的灵活应用及基本设计原则的应用经验积累，结果在软件工具的应用中常犯下基本应用错误。射频电路设计CAD软件属于透明可视化软件，利用其各类高频基本组态模型库来完成对实际电路工作状态的模拟。至此，我们已经可以明白其中的关键环节棗高频基本组态模型有两类，一类属于集中参数形态之元器件模型，另一类属于常规设计中的局部功能模型。于是存在如下方面问题：（1）元器件模型与CAD软件长期互动发展，日趋完善，实

际中可以基本相信模型的*真度。但元器件模型所考虑的应用环境（尤其是元器件应用的电环境）均为典型值。多数情况下，必须利用经验确定系列应用参数，否则其实际结果有时甚至比不借助CAD软件的设计结果相差更远。（2）CAD软件中建立的常规高频基本组态模型，通常限于目前应用条件下可预知的方面，而且只能局限于基本功能模型（否则产品研发无须用人，仅靠CAD一手包办而诞生各类产品）。（3）特别值得注意的是：典型功能模型的建立，是以典型方式应用元器件并以典型完善的工艺方式构造（包括PCB构造）下完成的，其性能也达到“典型”的较高水平。但在实际中，就是完全模仿，也与模型状态相差甚远。原因是：尽管选用的元器件及其参数一致，但它们的组合电环境却无法一致。在低频电路或数字电路中，这种相差毫厘的情况妨碍不大，但在射频电路中，往往发生致命的错误。（4）在利用CAD软件进行设计中，软件的容错设计并不理睬是否发生与实际情况相违背的错误参数设置，于是，按照其软件运行路径给出一理想的结果，实际中却是问题百出的结果。可以知道其关键错误环节在于没有利用射频电路设计的基本原则

微波探头原理应用

HB100微波模块是利用多普勒雷达(Doppler Radar)原理设计的微波移动物体探测器，主要应用于自动门控制开关、安全防范系统、ATM自动提款机的自动录像控制系统、火车自动信号机等场所。HB100是标准的10.525GHz微波多普勒雷达探测器，这种探测方式与其它探测方式相比具有如下的优点：１、非接触探测；２、不受温度、湿度、噪声、气流、尘埃、光线等影响，适合恶劣环境；3、抗射频干扰能力强；４、输出功率小，对人体构不成危害；

５、远距离：探测范围超过20米。多普勒原理简介：多普勒理论是以时间为基础的，当无线电波在行进过程中碰到物体时该电波会被反射，反射波的频率会随碰到物体的移动状态而改变。如果无线电波碰到的物体的位置是固定的，那么反射波的频率和发射波的频率应该相等。如果物体朝着发射的方向移动，

则反射回来的波会被压缩，就是说反射波的频率会增加；反之反射回来的波的频率会随之减小。根据多普勒原理设计的微波探测器由FET介质DRO微波震荡源（10.525GHz）、功率分配器、发射天线、接收天线、混频器、检波器等电路组成（图2）。发射天线向外定向发射微波，遇到物体时被反射，反射波被接收天线接收，然后到混合器与振荡波混合，混合、检波后的低频信号反应了物体移动的速度

微波感应范围图

采用10.525GHz的微波与采用较低频段波相比有以下优点：1、微波天线发射时具有良好的定向性，因此很容易控制微波探头的作用范围。2、微波在传输过程中较易被衰减、吸收和反射，遇到墙壁等遮挡物时会被遮挡，因此墙壁等遮挡物外的物体对其干扰很小。供电：给HB100供电有连续直流供电（CW）模式和脉动供电（PW）模式两种：HB100适应电压范围为5V±5％。在连续直流供电（CW）模式下工作时典型电流为35mA（典型值）。在低占空比脉冲供电(PW)模式下工作时，推荐给HB100提供5V、脉冲的宽度在5μs～30μs之间（典型值为20μs）、频率为2～4kHz （典型值为2.0kHz）的脉冲供电。3～10％的占空比脉冲供电时平均电流为 1.2mA～4mA。脉冲供电电压必须在4.75V～5.25V之间，脉冲顶端的平坦度会影响HB100的探测能力。电源电压超过5.25V时，它的可靠性会降低，并可能导致标称频率外的射频输出和该电路永久性损坏。射频输出：在所有推荐工作模式下，HB100的射频功率输出是非常低的，均在对人体构不成任何危害的安全范围内工作。在连续直流供电（CW）模式下工作时，总输出功率小于15mW。输出功率密度在5mm处为1mW/cm2，1m处为0.72μW/cm2。当在5％占空比的脉冲供电模式工作时，功率密度分别减少到50μW/cm2和0.036μW/cm2。 IF输出：当物体在HB100的有效探测范围内以1m/s的速度相对于HB100的天线面（非铝质屏蔽罩的那一面为天线面）做径向移动时，HB100的IF输出为72Hz/ s，IF的脉动输出频率与物体相对径向移动速度成近似线性关系。IF的输出幅度与物体的大小、距离有关，当一个体重70kg、身高170cm的测试者在距离HB100 1m处以1m/s的速度相对于HB100做径向移动时，IF的输出为5mV、72Hz/s 脉动信号，IF的输出幅度与距离的平方成近似反比关系。注意：1.探测范围取决于目标的反射度和大小以及信噪比。 2.10.525GHz下的多普勒速度为31Hz/m.p.h 3.安装模块必须使其天线面（非铝质屏蔽罩的那一面为天线面）向着被检测区域，用户也可以自行调整方向，以达到最佳的覆盖区域. 简单故障判断：HB100的IF输出在焊接的时候很容易被击穿，用万用表的二极管档测量IF对GND和GND对IF的压降，正常时（V IF-GND V GND-IF）分别均在0.25V左右。

5.8GHz微波接收机电路设计

5.8GHz微波接收机电路设计蓝庆华姜福广邓洪波1 时间:2008年09月04日字体: 大中小关键词:动态范围噪声系数带通滤波器混频器本振摘要:提出了一种5.8GHz微波接收机电路设计方案,针对系统标准给定的要求,提出了接收机系统设计的原理和方法,介绍了具体电路设计,给出了实验结果和分析。关键词: DSRC 噪声系数灵敏度动态范围混频器 DSRC作为一种专用的无线短距通信协议,主要针对固定于车道或路侧的路侧单元(RSU)与转载于移动车辆上的车载单元(OBU)之间的通信接口规范。本文采用广泛使用的被动式欧洲DSRC 标准,其主要技术指标如下:工作频率为5.8GHz,下行数据为FM0编码,速率为500kbps,调制方式为幅度(AM)调制;上行数据为NRZI编码,速率为250kbps,调制方式为2MHz或1.5MHz副载波的二进制相移键控(BPSK)调制,数据误码率为10-6。图1为DSRC通信系统工作模式。它采用半双工的通信模式,主要有两种工作方式:下行和上行方式。当在下行方式时,RSU为发射模式,而OBU为接收模式,RSU发射以AM调制方式把调制信号F_AM加到5.8GHz的载波频率F0上。当在上行方式时,RSU为接收模式,而OBU为发射模式,RSU发射连续的5.8GHz载波F0给OBU,并与OBU中的2MHz 或1.5MHz的副载波BPSK调制信号Fm混频后,再通过天线反射回RSU上的接收机进行同步解调。本文针对DSRC通信系统给定的要求,提出了一套含OBU和RSU的频率为5.8GHz的微波接收电路,具有灵敏度高、动态范围大等特点,并在最后介绍了系统的实验情况。 1 设计原理 1.1 接收系统的作用距离和灵敏度估算

射频与微波技术原理及应用汇总

射频与微波技术原理及应用培训教材华东师范大学微波研究所一、Maxwell(麦克斯韦)方程 Maxwell 方程是经典电磁理论的基本方程，是解决所有电磁问题的基础，它用数学形式概括了宏观电磁场的基本性质。其微分形式为 0 B E t D H J t D B ρ???=- ????=+??=?= (1.1) 对于各向同性介质，有 D E B H J E εμσ=== (1.2) 其中D 为电位移矢量、B 为磁感应强度、J 为电流密度矢量。电磁场的问题就是通过边界条件求解Maxwell 方程，得到空间任何位置的电场、磁场分布。对于规则边界条件，Maxwell 方程有严格的解析解。但对于任意形状的边界条件，Maxwell 方程只有近似解，此时应采用数值分析方法求解，如矩量法、有限元法、时域有限差分法等等。目前对应这些数值方法，有很多商业的电磁场仿真软件，如Ansoft 公司的Ensemble 和HFSS 、Agilent 公司的Momentum 和ADS 、CST 公司的Microwave Studio 以及Remcom 公司的XFDTD 等。由矢量亥姆霍兹方程联立Maxwell 方程就得到矢量波动方程。当0,0J ρ==时，有 222200E k E H k H ?+=?+= (1.3) 其中k 为传播波数，22k ωμε=。二、传输线理论传输线理论又称一维分布参数电路理论，是射频、微波电路设计和计算的理论基

础。传输线理论在电路理论与场的理论之间起着桥梁作用，在微波网络分析中也相当重要。 1、微波等效电路法低频时是利用路的概念和方法，各点有确切的电压、电流概念，以及明确的电阻、电感、电容等，这是集总参数电路。在集总参数电路中，基本电路参数为L、C、R。由于频率低，波长长，电路尺寸与波长相比很小，电磁场随时间变化而不随长度变化，而且电感、电阻、线间电容和电导的作用都可忽略，因此整个电路的电能仅集中于电容中，磁能集中于电感线圈中，损耗集中于电阻中。射频和微波频段是利用场的概念和方法，主要考虑场的空间分布，测量参数由电压U、电流I转化为频率f、功率P、驻波系数等，这是分布参数电路。在分布参数电路中，电磁场不仅随时间变化也随空间变化，相位有明显的滞后效应，线上每点电位都不同，处处有储能和损耗。由于匀直无限长的传输系统在现实中是不存在的，因此工程上常用微波等效电路法。微波等效电路法的特点是：一定条件下“化场为路”。具体内容包括： (1)、将均匀导波系统等效为具有分布参数的均匀传输线； (2)、将不均匀性等效为集总参数微波网络； (3)、确定均匀导波系统与不均匀区的参考面。 2、传输线方程及其解传输线方程是传输线理论的基本方程，是描述传输线上的电压、电流的变化规律及其相互关系的微分方程。电路理论和传输线之间的关键不同处在于电尺寸。集总参数电路和分布参数电路的分界线可认为是l/λ≥0.05。以传输TEM模的均匀传输线作为模型，如图1所示。在线上任取线元dz来分析(dz<<λ)，其等效电路如图2所示。终端负载处为坐标起点，向波源方向为正方向。图1. 均匀传输线模型图2、线元及其等效电路根据等效电路，有

微波电路及设计的基础知识

微波电路及设计的基础知识 1.微波电路的基本常识 2.微波网络及网络参数 3.Smith 圆图 4.简单的匹配电路设计 5.微波电路的计算机辅助设计技术及常用的CAD 软件 6.常用的微波部件及其主要技术指标 7.微波信道分系统的设计、计算和指标分配 8.测试及测试仪器 9.应用电路举例

微波电路及其设计 1. 概述所谓微波电路，通常是指工作频段的波长在10m?1cm（即 30MHz?30GHz）之间的电路。此外，还有毫米波（30?300GHz ）及亚毫米波（150GHz ?3000GHz ）等。实际上，对于工作频率较高的电路，人们也经常称为“高频电路”或“射频（RF）电路”等等。由于微波电路的工作频率较高，因此在材料、结构、电路的形式、元器件以及设计方法等方面，与一般的低频电路和数字电路相比，有很多不同之处和许多独特的地方。作为一个独立的专业领域，微波电路技术无论是在理论上，还是在材料、工艺、元器件、以及设计技术等方面，都已经发展得非常成熟，并且应用领域越来越广泛。另外，随着大规模集成电路技术的飞速发展，目前芯片的工作速度已经超过了1GHz 。在这些高速电路的芯片、封装以及应用电路的设计中，一些微波电路的设计技术也已得到了充分的应用。以往传统的低频电路和数字电路，与微波电路之间的界限将越来越模糊，相互间的借鉴和综合的技术应用也会越来越多。 2. 微波电路的基本常识 2.1电路分类 2.1.1按照传输线分类微波电路可以按照传输线的性质分类，如：

J ER E I B 3 Di Er 图3同轴线图1微带线图2带状线

图4波导 DIELECTRIC ER 图5共面波导 2.1.2按照工艺分类微波混合集成电路：采用分离组件及分布参数电路混合集成。微波集成电路（MIC）:采用管芯及陶瓷基片。微波单片集成电路（MMIC）:采用半导体工艺的微波集成电路。图6微波混合集成电路示例

人体微波感应传感器工作原理

人体微波感应传感器工作原理 1。工作原理微波感应控制器使用直径9厘米的微型环形天线作微波探测，其天线在轴线方向产生一个椭圆形半径为0～5米（可调）空间微波戒备区，当人体活动时其反射的回波和微波感应控制器发出的原微波场（或频率）相干涉而发生变化，这一变化量经HT7610A进行检测、放大、整形、多重比较以及延时处理后由白色导线输出电压控制信号。高可靠微波感应控制器内部由环形天线和微波三极管组成一个工作频率为2.4GHz的微波振荡器，环形天线既做发射天线也可接收由人体移动而反射的回波。内部微波三极管的半导体PN结混频后差拍检出微弱的频移信号（即检测到人体的移动信号) ,微波专用微处理器HT7610A首先去除幅度太小的干扰信号只将一定强度的探测频移信号转化成宽度不同的等幅脉冲，电路只识别脉冲足够宽的单体信号，如人体、车辆其鉴别电路才被触发，或者两秒内有2～3个窄脉冲，如防范边沿区人走动2～3步，鉴宽电路也被触发，启动延时控制电路工作。如果是较弱的干扰信号，如小体积的动物，远距离的树木晃动、高频通讯信号、远距离的闪电和家用电器开关时产生的干扰予以排除。最后输HT7610A 鉴别出真正大物体移动信号时，控制电路被触发，输出2秒左右的高电平，并有LED2同步显示，输出方式为电压方式，有输出时为高电平（4伏以上），没有输出时为低电平。微波专用的微处理器HT7610A的时钟频率为16KH，当初次加电时，系统将闭锁60秒，期间完成微处理器的初始化并建立电场，这时LED1点亮60秒后熄灭，系统自动进入检测状态，当检测到有效信号时，将有5秒信号输出，并由指示灯LED2同步显示。控制器的外形上图所示，面板上设置有灵敏度调整孔，可以使监控距离在1～7米范围内可调，顺时针转动距离变远，逆时针转动距离变近， LED1、LED2用于指示TX982的工作状态，1.2米长的双芯屏蔽线用于连接电源和负载，其中红色线用来接正电源，白色线接输出，铜网屏蔽层接电源负极，必要时可以用类似电缆加长至50米以内使用。高可靠微波感应控制器电源电压为12～16V的整流变换器供电，静态耗电量在5MA左右。输出形式为电压方式，有输出时为高电平（4V以上），静态时为低电平，使用请参考下图

微波电路及设计的基础知识

微波电路及设计的基础知识 1. 微波电路的基本常识 2. 微波网络及网络参数 3. Smith圆图 4. 简单的匹配电路设计 5. 微波电路的计算机辅助设计技术及常用的CAD软件 6. 常用的微波部件及其主要技术指标 7. 微波信道分系统的设计、计算和指标分配 8. 测试及测试仪器 9. 应用电路举例

微波电路及其设计 1.概述所谓微波电路，通常是指工作频段的波长在10m～1cm(即30MHz～30GHz)之间的电路。此外，还有毫米波（30～300GHz）及亚毫米波（150GHz～3000GHz）等。实际上，对于工作频率较高的电路，人们也经常称为“高频电路”或“射频（RF）电路”等等。由于微波电路的工作频率较高，因此在材料、结构、电路的形式、元器件以及设计方法等方面，与一般的低频电路和数字电路相比，有很多不同之处和许多独特的地方。作为一个独立的专业领域，微波电路技术无论是在理论上，还是在材料、工艺、元器件、以及设计技术等方面，都已经发展得非常成熟，并且应用领域越来越广泛。另外，随着大规模集成电路技术的飞速发展，目前芯片的工作速度已经超过了1GHz。在这些高速电路的芯片、封装以及应用电路的设计中，一些微波电路的设计技术也已得到了充分的应用。以往传统的低频电路和数字电路，与微波电路之间的界限将越来越模糊，相互间的借鉴和综合的技术应用也会越来越多。 2.微波电路的基本常识 2.1 电路分类 2.1.1 按照传输线分类微波电路可以按照传输线的性质分类，如：

图1 微带线图2 带状线图3 同轴线图4 波导

图5 共面波导 2.1.2 按照工艺分类微波混合集成电路：采用分离元件及分布参数电路混合集成。微波集成电路（MIC）：采用管芯及陶瓷基片。微波单片集成电路（MMIC）：采用半导体工艺的微波集成电路。图6微波混合集成电路示例图7 微波集成电路（MIC）示例

微波传感器模块HB100

微波板应用一、自动门启动二、车、房入侵报警三、碰撞预告四、交通、道路监控

微波探测传感器简介微波探测传感器应用Doppler Radar原理，发射一个低功率微波并接受物体反射过来的能量。一旦物体的运动被其探测到。发射频率就被反射回的微波频率所替代，替代的微波与发射的微波混合在一起，结果一个低频率的电压从传感器输出。原理图如下：微波探测传感器的特性：１、非接触式。２、周围环境：不受热、嗓音、湿度、气流、尘埃等影响，适合恶劣环境。３、抗干扰。４、安全。５、宽范围。探测范围15-20米。更宽的范围亦可能。

微波运动传感器特性: 如下参数是在5VDC，CW 工作状态，12KΩ负载，+25℃下测定。参数备注最小值典型值最大值单位频率 1 10．520 10．525 10．530 GHz 辐射功率 1 12 15 20 dBm Spurious Emission 1 25 μV/m @ 3m Settling Time 3 6 μSec Received Signal 2 100 250 μVp-p Strength Noise 3 5 μVrms Supply V oltage 4.75 5.00 5.25 VDC Current 30 40 mA Consumption 4 2 3 KHz Pulse Repetition Frequency Pulse Width 4 10 μSec Operating Temp -15 55 ℃ Note1: The radiated emissions is designed to meet FCC rules. Note2:The Received Signal Strength(RSS) is measured at the total 2 Ways path loss of 93dB. Note3: The noise voltages are measured from 10Hz to 100Hz at the Output port, inside an Anechoic chamber. Note4: Pulse operation 特点及应用：低功耗//；CW 或Pulse 工作；长探测范围；用于：微波红外运动探测；自动门；灯的控制；速度测试。

射频微波电路作业1-7(答案版)(DOC)

第一章射频/微波工程介绍 1.简述常用无线电的频段划分和射频的定义。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 2.简述P，L，S，C，X，Ku，K，Ka波段的频段划分方法。 3.简述射频/微波的四种基本特性和相比普通无线电的优点。四个基本特性： 1、似光性； 2、穿透性 3、非电离性 4、信息性优点： (1) 频带宽。可传输的信息量大。 (2) 分辨率高。连续波多普勒雷达的频偏大,成像更清晰,反应更灵敏。 (3) 尺寸小。电路元件和天线体积小。 (4) 干扰小。不同设备相互干扰小。 (5) 速度快。数字系统的数据传输和信号处理速度快。 (6) 频谱宽。频谱不拥挤,不易拥堵,军用设备更可靠。 4.简述射频铁三角的具体内涵。由于频率、阻抗和功率是贯穿射频/微波工程的三大核心指标,故将其称为射频铁三角。 5.给出几种分贝的定义：dB, dBm，dBc，dBc/Hz，10 dBm+10 dB=？第二章传输线理论 1.解释何为“集肤效应”？集总参数元件的射频特性与低频相比有何特点？在交流状态下,由于交流电流会产生磁场,根据法拉第电磁感应定律,此磁场又会产生电场,与此电场联系的感生电流密度的方向将会与原始电流相反。这种效应在导线的中心部位(即r=0位置)最强,造成了在r=0附近的电阻显著增加,因而电流将趋向于在导线外表面附近流动,这种现象将随着频率的升高而加剧,这就是通常所说的“集肤效应”。电阻：在低频率下阻抗即等于电阻R,而随着频率的升高达到10MHz以上,电容Ｃa的影响开始占优,导致总阻抗降低；当频率达到20GHz左右时,出现了并联谐振点；越过谐振点后,引线电感的影响开始表现出来,阻抗又加大并逐渐表现为开路或有限阻抗值。电容：理想状态下,极板间介质中没有电流。在射频/微波频率下,实际的介质并非理想介质，故在介质内部存在传导电流,也就存在传导电流引起的损耗,更重要的是介质中的带电粒子具有一定的质量和惯性,在电磁场的作用下,很难随之同步振荡,在时间上有滞后现象,也会引起对能量的损。电感：电感线圈的高频特性已经完全不同于理想电感,在谐振点之前其阻抗升高很快,而在谐振点之后,由于寄生电容C s的影响已经逐步处于优势地位而逐渐减小。 2.简述微波电路中Q值的概念。品质因素Q表示一个元件的储能和耗能之间的关系,即 3.简述传输线有哪几种工作状及其对应的负载反射系数。当Z L=Z0或为无限长传输线时,ΓL=0,无反射波,是行波状态或匹配状态。当Z L为纯电抗元件或处于开路或者短路状态时,|ΓL|＝1,全反射, 为驻波状态。当Z L为其他值时,|ΓL|≤1, 为行驻波状态。 4.给出电压驻波比、回波损耗与负载反射系数的关系。线上任意点的反射系数为

微波雷达感应模块原理调试

雷达感应开关原理调试微波碍应宙达开关馬应桓原理图 1. 主要功能与原理：如上图所示，上图是雷达感应开关模块的感应板的电路原理图，由集电极外 PCB 两层铜箔间的电容、三极管内阻、寄生电容等构成 RC 震荡电路，该震荡电路震荡产生高频信号，经过三极管放大，再经过围绕 PCB 三边的天线发射出去。发射的 2.4-3.2GHZ 的微波信号如果遇到移动物体，则反射波相对发射波就会有相位变化，回型天线接收到反射信号，反射波与发射信号的相位移频就会以3- 20MHZ 左右的低频输出（P4）,该信号再由后级运放放大，驱动继电器，从而由继电器控制灯光。另外，中间也可以加上光敏二极管检测昼夜光线，作为夜间条件下控制输出的前提条件。 2. 发射频率：RC 振荡电路的频率f=1/2 n RC 公式中的R 是原理图中三极管的输入阻抗， C 是PCB 上三极管集电极基极引线正反面铜箔之间的电容以及三极管寄生电容组成的总电容。该电容量公式为 C=e S/d ，式中&为介质（在这里就是指的 PCB 板材的介电常数），S 为PCB 极板面积，d 为极板间距也就是PCB 厚度。 3. 接收：通过回型天线接收反射回来的雷达波，如果发射与接收波之间有相位移频，则输出低频信号P4。 4. 发射避开公共频段又不能过高：因为 3G 和4G 手机信号和 WIFI 信号的频率范围在 1.8-2.4GHZ , 模块的工作频率尽可能避开这个频段，避免相互干扰。一般的发射频率 2.5GHz 左右最佳，频率过高，原理简介: 5 - i ：：： lOOPF. GND 去耦銭路板夭线回羽天线背面不敷聂铜融 SING OUT 御片左典iriQR —1 R5 4.7-10K C8 W0 啊25V

近代微波测量思考题

思考题1 1、微波测量系统通常由哪几部分组成？三部分:1)信号源,2)测量装置,3)指示/显示设备 2、微波信号分析（测量）的基本对象是哪两个？其他还有哪些? 测量的基本对象是:1)频率2)功率3)信号电平4)频谱 3、微波网络的反射参数、传输参数有哪些？他们怎样定义的？彼此间有何关系？ 4、何谓“三大误差”？各自的表现有何特点？怎样减小或消除？ 1)系统误差:由分析和测量的装置的不理想引起,不随时间变化,通过校准来消除2)随机误差:来源于仪器的噪声,开关重复性,连接器重复性,随机时间变化,单峰性,对称性,不能通过校准来消除,可以通过统计平均来减少3)漂移误差:校准后仪器或系统特性变化,由温度变化引起,可以通过进一步校准消除 5、微波信号源怎样分类？振荡器与信号发生器有何不同？功率信号发生器属于前者还是后者？微波信号源按照设计性能和用途的不同进行分类,信号发生器的核心部分是微波振荡器,功率信号发生器属于信号发生器. 6、普通三极管提高工作频率时受到哪些因素的限制？ 1)极间电子渡越时间效应2)极间电容及引线电感 7、与灯塔管、金属陶瓷管之类的“静电控制式”三极管相比，反射速调管在原理上有何重大的突破？利用控制反射极的负电压正好使电子在反射场区内往返的渡越时间正好等于N=（n+3/4）个振荡周期，则腔体所获得的能量最大，振荡最强，输出功率达最大值。（利用电子在渡越时间内与交变电磁场相互作用并交换能量以产生并维持微波振荡的电子管）。 8、反射速调管振荡器的f0什么决定？为什么说它是一种VCO?试问：（1）将它作为点频源来使用时；（2）将其作为窄带扫频源使用时，怎样选择振荡区、调制电压的波形和幅度以及反射极电压——Er之值？ f0主要由腔体的尺寸决定，速调管的频率大范围改变只要靠改变腔体的尺寸；反射极电压也可对f0作小范围调谐（一般只有数十兆赫），所以它是一种VCO。对点频源来使用时，调制电压的波形应为方波，使电压方波的一个波顶正好处在所选定的工作频区的中央，而另一个波顶则落在两个相邻振荡频区之间的空党内。Er=（n+3/4） 9、Gunn氏管振荡器及雪崩二极管振荡器各有何特点？PIN管与普通二极管有何不同？怎样用它来进行调幅或电调衰减？耿氏二极管：作为连续波振荡器虽然效率较低，但是由可调谐波频率带宽，噪声低，频率适中等有点；雪崩二极管：能工作连续波和脉冲波状态，最大特点：能工作到很高的毫米波频段而且有相当大的功率输出，但比起耿氏管噪声较高，调谐范围较窄。PIN管事一种特殊的二极管，在P区和N区中间有一层极薄的几乎为纯半导体的I区（本征区），当在两端加负压时，管子具有很大的电阻，同时具有低电容，低损耗和高耐压。加正压时，管子变成很低电阻，其电阻值随正向偏流愈大而愈小，最低能小于1欧，而接近短路。当管子零偏时，由于其阻值甚高，对通过它的传向负载的传输功率几乎不发生影响，即其实衰减接近于零；随着加入管子的正偏流不断加大，管子愈益接近短路；由它反射的功率愈大，通过它输出的功率便愈小，即传输衰减愈大。 10、微波信号发生器的主要性能指标是哪些？频率范围，频率准确度与稳定度，频率分辨率，频率切换时间，频谱纯度，载波的相对谐波含量，载波的相对分谐波含量，单边带相位噪声，输出电平（输出功率），功率稳定度、平

微波感应开关与红外感应开关的区别

微波感应开关与红外感应开关的区别 2013-8-13 14:08:36 微波感应开关：又称微波雷达，是利用电磁波的多普勒原理来做的，我们知道，任何波都有反射的特性，当一定频率的波碰到阻挡物的时候，就会有一部分的波被反射回来，如果阻挡物是静止的，反射波的波长就是恒定的，如果阻挡物是向波源运动，反射波的波长就比波源的波长来得短，如果阻挡物是向远离波源的方向运动，反射波的波长就比波源的波长来的长，波长的变化，就意味着频率的变化。微波感应正是通过反射波的变化知道有运动物体逼近或远离的。因此我们知道，微波感应主要对物体(人体)的移动进行反应，因而反应速度快，适用于探测以一定速度靠近或远离微波感应器的物体，比如以一定速度行走的人员通过某个场所，就可以用微波方便地探测出来。红外感应开关：红外探测器探头是靠探测人体或其他物体发射的红外线而进行工作的，探头收集外界的红外辐射通过聚集到红外感应源上。红外感应源通常采

用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发生变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。在电子防盗探测器领域，红外探测器的应用非常广泛。红外探测器的优点是本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉。对物体的存在进行反应，不管物体是否移动，只要处于感应器的扫描范围内，它都会反应。其缺点是容易受各种热源、光源干扰；被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收；易受射频辐射的干扰；环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵；另外红外探测器只对相对背景来说明显发射红外线的物体或人体有效，对于不发射红外线的物体需要有附加的红外光源。微波感应开关：又称微波雷达，对物体的移动进行反应，因而反应速度快；红外感应开关：对物体的存在进行反应，不管人员是否移动，只要处于感应器的扫描范围内，它都会反应。

微波感应电路

微波感应人体传感器 2008-11-12 08:53 1。工作原理微波感应控制器使用直径9厘米的微型环形天线作微波探测，其天线在轴线方向产生一个椭圆形半径为0～5米（可调）空间微波戒备区，当人体活动时其反射的回波和微波感应控制器发出的原微波场（或频率）相干涉而发生变化，这一变化量经HT7610A进行检测、放大、整形、多重比较以及延时处理后由白色导线输出电压控制信号。高可靠微波感应控制器内部由环形天线和微波三极管组成一个工作频率为2.4GHz的微波振荡器，环形天线既做发射天线也可接收由人体移动而反射的回波。内部微波三极管的半导体PN结混频后差拍检出微弱的频移信号（即检测到人体的移动信号) ,微波专用微处理器HT7610A首先去除幅度太小的干扰信号只将一定强度的探测频移信号转化成宽度不同的等幅脉冲，电路只识别脉冲足够宽的单体信号，如人体、车辆其鉴别电路才被触发，或者两秒内有2～3个窄脉冲，如防范边沿区人走动2～3步，鉴宽电路也被触发，启动延时控制电路工作。如果是较弱的干扰信号，如小体积的动物，远距离的树木晃动、高频通讯信号、远距离的闪电和家用电器开关时产生的干扰予以排除。最后输HT7610A鉴别出真正大物体移动信号时，控制电路被触发，输出2秒左右的高电平，并有LED2同步显示，输出方式为电压方式，有输出时为高电平（4伏以上），没有输出时为低电平。微波专用的微处理器HT7610A的时钟频率为16KH，当初次加电时，系统将闭锁60秒，期间完成微处理器的初始化并建立电场，这时LED1点亮60秒后熄灭，系统自动进入检测状态，当检测到有效信号时，将有5秒信号输出，并由指示灯LED2同步显示。控制器的外形上图所示，面板上设置有灵敏度调整孔，可以使监控距离在1～7米范围内可调，顺时针转动距离变远，逆时针转动距离变近， LED1、LED2用于指示TX982的工作状态，1.2米长的双芯屏蔽线用于连接电源和负载，其中红色线用来接正电源，白色线接输出，铜网屏蔽层接电源负极，必要时可以用类似电缆加长至50米以内使用。高可靠微波感应控制器电源电压为12～16V的整流变换器供电，静态耗电量在5MA左右。输出形式为电压方式，有输出时为高电平（4V以上），静态时为低电平，使用请参考下图这是微波人体传感器驱动继电器的电路图：