微波射频器件介绍共70页
微波元器件介绍
• 3、4臂相互隔离；1、2臂相互隔离；
功分器
典型的功分器有微带和腔体两种。 ①腔体功分器：
腔体功分器是同轴结构，它将输入的50Ω阻抗变换为25Ω（使用 内外导体的不同比率），25Ω阻抗可以良好的与两个输出50Ω的并联阻抗 匹配。
②微带功分器
2
1
3
Wilkinson功率分配器是在T分支上加隔离电阻形成的。 它可以进行任意比率的功率分配。 工作原理：
•
若储存的主要是电场能量，则不均匀区域相当于一个储存电能的电容；若储存的主要是磁场能量，
则不均匀区域相当于一个储存磁能的电感。
波导电抗元件
谐振窗：
3、谐振窗：
a
b
a’ b’
谐振波长：
2a
r
ab ab
2
1 b b2
• 谐振时，并联回路的电抗无穷大（相当于开路），无反射； • 失谐时，并联回路的电抗为容性或感性，反射较大； • 作用：一个谐振窗相当于带通滤波器，谐振的频率就是可通过的频率。
经过计算确定每段微带的长度、宽度，使其等效电抗值与集总元件电路中的对应电抗值的相等。
c
• 一段窄的短微带线可等效为串联电感； 3输入：1、2等幅、反相输出，4无输出；
最大正向损耗：0.
一段窄的短微带线可等效为串联电感；
一段宽的短微带线可等效为并联电容。
L Zcl 2 2v p C Ycl
vp
•用高阻抗微带短线实现串联电感
如，波导中，电感、电容就可以用波导膜片、销钉来实现，微带电 路中也可用微带间隙、分支等来实现电感、电容。
三、微带滤波器
1、低通滤波器1
• 微带电路实现方案 L
集总元件电路 L （电感）
C（交指电容）
常见微波元件PPT课件
中功率负载
大功率风冷匹配负载
3 2
4
波导型定向耦合器，其
1
4端口配置了一个小功 率匹配负载。
4
1
微带线型耦合器，其 4端口 配置了一个50 欧姆的匹配 负载。
• 短路负载 • 作用：将电磁能量全部反射回去 • 基本要求： 保证接触处||=1；当活塞移动时，接触损耗变化小；大功率时，活塞与波导壁间不应 产生打火现象。 • 种类：
隔离口④：一路经lg/4、另一路经3lg/4（等幅反相）在④口输出，④无输出。
由端口①输入的功率：
端口①匹配无反射；
S11 0
直通臂②输出功率为一半，相位滞后 /2；
耦合臂③输出功率为一半，相位滞后 ；
隔离口④无输出。
S41 0
分支耦合线具有结构对称性，其任一
端口都可作输入端口，两输出端口总
是在与输入端口相反的一边。
• 同轴线微带转换器
① 工作原理：同轴线中心导体 电流在微带线上激励场
② 注意：与微带连接处的同轴 线内导体的直径的选取与微 带线的特性阻抗有关，通常 使内导体直径等于微带线宽 度。
• 波导微带转换器
作用：将TE10 波转换为TEM 工作原理：在波导与微带线之间加一段脊波导过渡段，使微带线与波
3 1
E-T的S矩阵为：
2
1
1
1
2
2
2
S
1
1
1
2
2
2
1
1
0
2
2
H-T分支
1. 当信号由③口入时，①和②口都有等幅同 相输出
2. 当信号由1和2端口等幅同相输入时，3端口 输出最大
射频器件(双工器合路器滤波器功分器耦合器衰减器隔离器)
双工器双工器是异频双工电台，中继台的主要配件，其作用是将发射和接收讯号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作。
它是由两组不同频率的带阻滤波器组成，避免本机发射信号传输到接收机。
双工器，又称天线共用器，是一个比较特殊的双向三端滤波器。
双工器既要将微弱的接受信号耦合进来，又要将较大的发射功率馈送到天线上去，且要求两者各自完成其功能而不相互影响。
一般的双工器由螺旋振腔体构成，由于其工作频率高，分布参数影响较大?常做成一个密封套体，各信号馈线均用屏蔽效果较好的同轴电缆?腔体形材也要求一定的光洁度，为利于散热，外观常为黑色，三个信号端一般采用标准高频接插件Q9或L16型高频插座无线通讯对双工器的要求双工器用于移动通信和在野外作为无人值守的中转台工作，其本身就决定了它的使用环境和工作条件。
合路器在通信系统中合路器主要用作将多系统信号合路到一套室内分布系统。
在通信系统中：合路器主要用作将多系统信号合路到一套室内分布系统。
在工程应用中，需要将800MHZ的C网和900MHz的G 网两种频率合路输出。
采用合路器，可使一套室内分布系统同时工作于CDMA频段和GSM频段。
又如在无线电天线系统中,将几种不同频段的(如145MHZ与435MHZ)输入输出信号通过合路器合路后,用一根馈线与电台连接,这不仅节约了一根馈线,还避免了切换不同天线的麻烦。
合路器主要用作将多系统信号合路到一套室内分布系统。
在工程应用中，需要将800MHZ 的C网和900MHz的G 网两种频率合路输出。
采用合路器，可使一套室内分布系统同时工作于CDMA频段和GSM频段。
又如在无线电天线系统中,将几种不同频段的(如145MHZ与435MHZ)输入输出信号通过合路器合路后,用一根馈线与电台连接,这不仅节约了一根馈线,还避免了切换不同天线的麻烦滤波器滤波器是一种用来减少或消除谐波对电力系统影响的电气部件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。
滤波器上海上恒电子滤波器一般有两个端口，一个输入信号、一个输出信号，利用这个特性可以选通通过滤波器的一个方波群或复合噪波，而得到一个特定频率的正弦波。
微波射频器件介绍
dB
dB dB dB dBm ns ns
HMC273MS10G / 273MS10GE数字衰减器
控制电压输入 V1 16dB 高 高 高 高 高 低 低 V2 8dB 高 高 高 高 低 高 低 V3 4dB 高 高 高 低 高 高 低 V4 2dB 高 高 低 高 高 高 低 V5 1dB 高 低 高 高 高 高 低
混频器HMC422技术参数Vdd＝3V 参数 IF=100MHz LO=0dBm 单位
1 频率RF、LO
2 IF 3 转换损失 4 噪声系数 5 RF-LO隔离 6 LO-IF隔离
1.2～2.5
DC~ 1.0 8～10.5 8～10.5 30 15～20
GHz
GHz dB dB dB dB
7 IP3
倍频器HMC443的技术参数(Vdd=5V)
输入频率 输出频率 输入功率 输出功率
典型值 2.45 ~ 2.8 9.8 ~ 11.2 -15 ~ +5 4
单位 GHz GHz dBm dBm
谐波抑制
输入回波损耗 输出回波损耗 单边带相位噪声 (偏移100KHz处，输入为0dBm) 供电电流
25
15 8 -142 52
8 1dB压缩点输入
15
8
dB
dBm
HMC422MS8混频器
HMC422MS8混频器
压控振荡器HMC513LP5
压控振荡器采用HITTITE公司的HMC513LP5芯片，集成了谐振器、负阻器件、变容 二极管、除二和四分频器，其输出功率为7dBm，输出频率10.43～11.46GHz相位噪 声为-110dBc/Hz@100KHz，输出为5.21～5.73GHz，输出为2.6～2.86GHz，调谐 电压为2～13V，电流270mA,由于VCO的输出功率较低，故为保证有足够的功率， 在VCO输出加一级放大器。输出频率和调谐电压的关系如图3，调谐灵敏度和调谐电 压的关系如图4，不需要外部匹配器匹配, 压控振荡器是无引脚QFN5X5mm表贴器件。 HMC513LP5
射频微波电路导论课件
滤波器设计
滤波器的作用
滤波器用于选择特定频率范围的 信号，抑制不需要的频率成分，
从而提高信号的纯度。
滤波器的设计方法
可以采用LC电路、微带线等方法进 行滤波器的设计，通过调整元件的 值和连接方式来实现不同的滤波特 性。
滤波器的应用场景
在射频微波电路中，滤波器广泛应 用于信号处理、通信系统等领域。
天线设计
THANKS
感谢观看
物联网技术将促进射频微波电路与其他技术的 结合，如传感器技术、云计算技术等，为射频 微波电路的创新发展提供更多可能性。
新材料的应用前景
新材料的出现将为射频微波电 路的设计和制造提供更多的选 择和可能性。
新材料具有优异的物理性能和 化学性能，可以提高射频微波 电路的性能和稳定性。
新材料的应用将推动射频微波 电路向绿色环保、可持续发展 方向迈进，降低对环境的负面 影响。
04
射频微波电路的设计与实现
匹配网络设计
匹配网络的作用
匹配网络的应用场景
匹配网络是用于实现射频微波电路中 各个元件之间的阻抗匹配，确保信号 传输的效率和质量。
在射频微波电路中，如放大器、滤波 器、混频器等元件都需要用到匹配网 络，以确保信号的顺畅传输。
匹配网络的设计方法
可以采用传输线理论、Smith Chart 等方法进行匹配网络的设计，通过调 整元件的阻抗值来实现匹配。
01
03
滤波器在射频微波电路中的设计和制作需考虑其频率 响应特性、插入损耗和群时延等因素，以确保电路性
能的稳定性和可靠性。
04
滤波器的种类繁多，常见的有LC滤波器、微带线滤波 器和介质滤波器等，根据不同的应用需求选择合适的 滤波器类型和规格。
03
微波器件简介
带通双工器响应
带阻双工器响应
几种常见的双工器
同轴带通双工器
波导带通双工器
螺旋带阻双工器
陶瓷带通双工器
耦合器、功分/合路器介绍
天馈系统中采用耦合器提取检测信号，将 模块的工作状态随时报告给工作人员，以 便工作人员对模块进行实时监控； 天线接收的信号通过双工器中的接收滤波 器，再由功分器均分成数份，分配到不同 的接收机。
带通滤波器的工作原理
原始信号
滤波器响应
滤波后的信号
带通滤波器的主要电气参数
1. 带外抑制：带外抑制指，滤波器在工作频段以外的频点处对信号的衰减。 带外抑制： 滤波器抑制主要由腔数决定。腔数越多带外抑制越好，同时插损也越大；
上图为不加飞杆的滤波器响应，左、右图分别为5腔和7腔的响应。 对比二图可以明显看出：7腔响应的带外抑制优于5腔响应；7腔响应的中 心频点的插损为-1.17dB，5腔响应的中心频点插损为-0.7dB。
目 录
一：微波无源器件 1.滤波器介绍（重点讲带通滤波器） 2.双工器介绍 3.耦合器介绍 4.功分器介绍 二：塔顶放大器（TMA）
滤波器
滤波器用途与分类
最普通的滤波器具有下图所示的低通、高通、带通、带阻衰减特性。
(
四种普通滤波器的特性曲线 可以从不同角度对滤波器进行分类： (a)按功能分，有低通滤波器，高通滤波器，带通滤波器， 带阻滤波器，可调滤波器。 (b)按滤波器的组成元件分，有集总参数滤波器，分布参数 滤波器，无源滤波器，有源滤波器，晶体滤波器，声表面 波滤波器，等等。
带通滤波器的结构
通常的带通滤波器具有 左图所示的结构： 抽头：将外部输入信 号馈入滤波器或者将经过滤 波器的信号导出。 谐振腔：形成通带内的 谐振点； 耦合窗口：在谐振腔之 间传输电磁信号，同时调整 成不同的耦合度，以满足滤 波器设计的需要； 感飞，容飞，对称飞： 形成通带外的传输零点（即 抑制点）
射频微波电阻-概述说明以及解释
射频微波电阻-概述说明以及解释1.引言1.1 概述射频微波电阻是一种在射频和微波电路中广泛应用的电子元器件。
它能够在电路中提供特定的电阻值，并能够有效地限制电流的流动。
射频微波电阻的主要作用是消耗电流的能量，将其转化为热能，以防止其在电路中产生反射和干扰。
射频微波电阻的原理是基于电阻材料的电阻特性和射频微波信号的特点。
电阻材料通常是金属或碳基材料，具有一定的电阻率和频率特性。
当射频微波信号通过电阻材料时，信号中的能量会被电阻材料吸收，使得电流在电路中产生阻碍。
这种阻碍作用能够有效地控制电路中的信号流动，提高电路的稳定性和性能。
射频微波电阻在通信、雷达、无线电、航天等领域中起着非常重要的作用。
在通信系统中，射频微波电阻用于匹配电路，确保信号能够有效地发送和接收。
在雷达系统中，射频微波电阻用于调节波导中的波阻抗，以提高雷达的探测和测量性能。
在航天系统中，射频微波电阻用于抑制电磁干扰，保障航天器的正常运行。
射频微波电阻在未来有着广阔的应用前景。
随着通信技术的不断发展，射频微波电路的需求将越来越大。
人们对于信号传输质量和系统性能的要求也越来越高。
射频微波电阻作为一种关键的电子元器件，将继续发挥着重要的作用，并得到进一步的研究和应用。
综上所述，射频微波电阻是一种在射频和微波电路中广泛应用的电子元器件。
它能够有效地控制电路中的信号流动，提高电路的稳定性和性能。
在通信、雷达、无线电、航天等领域中具有重要的作用，并且在未来有着广阔的应用前景。
1.2 文章结构文章结构是指文章整体呈现的组织框架，它有助于读者理解文章的逻辑结构和内容安排。
本文的结构主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分是文章的开篇，旨在概述文章的主题，并介绍文章的结构和目的。
在引言中，我们将简要介绍射频微波电阻的定义和原理，以及射频微波电阻在不同领域的应用情况。
正文部分是整篇文章的核心，详细介绍射频微波电阻的定义和原理，以及其在各个领域的应用。
微波元器件介绍
定向耦合器 • 作用： 从主传输线中取出一些电磁能量并向设定的方向传输。
3臂（4臂）输入的TE10 模可以在4臂（3臂）中激励起高次模，但高次模式不能传输，不能输出。
率变换，得到对应的低通滤波器衰减特 两信号分别从1、2臂输入，且到达分支波导中轴T面时相位相反，则3臂输出两信号之差，称为差信号。
任何端口都与外接传输线相匹配；
性； 用低阻抗线实现并联电容：
低通滤波器：最平坦式、切比雪夫式、椭圆函数式 1、2均有输入：3输出差信号，4输出和信号；
经过计算确定每段微带的长度、宽度，使其等效电抗值与集总元件电路中的对应电抗值的相等。
c
• 一段窄的短微带线可等效为串联电感； 3输入：1、2等幅、反相输出，4无输出；
最大正向损耗：0.
一段窄的短微带线可等效为串联电感；
一段宽的短微带线可等效为并联电容。
L Zcl 2 2v p C Ycl
vp
•用高阻抗微带短线实现串联电感
4输入：1、2等幅、同相输出，3无输出； 3、4相互隔离（相互不可传送信号）
2 4（H）
“3臂、4臂隔离”的原因：
3臂输入的TE10 模式关于中 轴面T反对称，而4臂中TE10模 式关于中轴面T对称，故相互 不能激励。
3臂（4臂）输入的TE10 模可 以在4臂（3臂）中激励起高次 模，但高次模式不能传输，不 能输出。
3 1
T 3 1
T
2
3臂输入，4臂 无输出
2
4臂输入，3臂 无输出
4、波导魔T（四端口元件）
调匹配的装置
3（E） 2
1
4（H）
• 主要特性：
• 任何端口都与外接传输线相匹配；3、4匹配之后，1、2自动匹配；
射频微波器件研究
射频微波器件研究第一部分射频微波器件的基本概念 (2)第二部分射频微波器件的工作原理 (5)第三部分射频微波器件的主要类型 (8)第四部分射频微波器件的设计方法 (12)第五部分射频微波器件的制造工艺 (15)第六部分射频微波器件的性能测试 (18)第七部分射频微波器件的应用案例 (22)第八部分射频微波器件的发展趋势 (25)第一部分射频微波器件的基本概念射频微波器件是无线电技术中的重要组成部分，它们在通信、雷达、导航、电子战等领域有着广泛的应用。
射频微波器件的基本概念包括射频微波信号的传输、处理和控制等方面。
本文将对射频微波器件的基本概念进行简要介绍。
1.射频微波信号射频微波信号是指在 300MHz 至 300GHz 频率范围内的电磁波信号。
这个频率范围介于无线电波和光波之间，因此射频微波器件在这个频率范围内工作。
射频微波信号具有传播速度快、穿透能力强、抗干扰性能好等特点，因此在无线通信、雷达、导航等领域有着广泛的应用。
2.射频微波器件的分类射频微波器件按照功能可以分为无源器件和有源器件两大类。
无源器件主要包括电阻、电容、电感、滤波器等，它们在电路中起到阻抗匹配、信号滤波、功率分配等作用。
有源器件主要包括放大器、振荡器、混频器等，它们在电路中起到信号放大、频率转换、调制解调等作用。
3.射频微波器件的工作原理射频微波器件的工作原理主要基于电磁波的传播特性和电磁感应原理。
例如，电阻、电容、电感等无源器件利用电磁波在介质中的传播特性实现阻抗匹配、信号滤波等功能；放大器利用电磁感应原理实现信号的放大；振荡器利用电磁波的谐振特性实现频率的稳定输出；混频器利用电磁感应原理实现不同频率信号的转换等。
4.射频微波器件的性能参数射频微波器件的性能参数主要包括工作频率、带宽、增益、噪声系数、线性度、输入输出阻抗等。
这些参数决定了射频微波器件在实际应用中的性能表现。
例如，放大器的增益表示其对输入信号的放大能力；噪声系数表示其在放大过程中引入的噪声水平；线性度表示其对输入信号的非线性失真的抑制能力；输入输出阻抗表示其与外部电路的匹配性能等。
常用微波器件ppt课件
二、线性、非互易元件
线性、非互易元件内部的媒质是线性的，但 具有各向异性。具有非互易特性，其散射矩阵 是不对称的。但仍工作于线性区域，属于线性 元件范围。
常见的线性非互易媒质有磁化铁氧体，磁化 等离子体，晶体等等。
线性、非互易元件也不能做频率或频谱的变 换，它们的主要特征是可以区别沿不同方向传 输的导行电磁波。
若zx与z0相等则反射波等幅同相e臂不会有输出指若zx与z0不等则由此引起的反射波不仅不同相且幅度也不等因此e臂中有输出指示不为零此时可调整已知阻抗z0直至指示器指示为零则所测阻抗zx便等于调整后的已知阻抗z0架空导线是架空电力线路的主要组成部件其作用是传输电流输送电功率
等效网络法只研究了非均匀区对传输系统的 宏观影响，并不涉及非均匀区内部的电磁场特 性。
2、H面分支（H-T接头）
当信号由1和2等幅 同相输入时，端口3 输出最大。
当信号由1和2等幅 反相输入时，端口3 无输出。
（1） （3）
（1） （3）
（2） （2）
1. E面T和H面T—分路元件
E面T
H面T
1 1
串接元件
2
3
2
①端输入，②和③端功率平分，相 位相反。 用于和差： ②和③同相等幅输入，①端无输出 ②和③反相等幅输入，①端输出最 大。
因此，如果要设计微波元、器件，也许就不 得不利用解析方法、近似方法、数值计算方法 等求解非均匀区内部的电磁场得到其等效网络 特性。
一个微波系统通常包含微波传输线和微 波部件。微波部件的功能是对微波能量或 微波信号进行处理和变换。
微波元器件又可分为线性互易，线性非 互易，非线性和有源器件四大类。
一、线性互易元件 这类元件内部只有线性、互易物质，它们只 能对微波能量或微波信号进行线性处理和线性 变换。这里所说的“线性”是指元件不能做频 率或频谱的变换。 常见的线性互易元件有：匹配负载，衰减器， 移相器，功率分配器，定向耦合器，阻抗匹配 器 (可调)，阻抗变换器 (不可调)，短路活塞， 滤波器，微波电桥等等。
微波射频器件介绍PPT
第 次课
卫星通信系微波通信教研室
2012.09.01
理工大学通信工程学院 1
一、放 大 器 二、衰 减 器 三、倍 频 器 四、混 频 器 五、VCO和分频器 六、开 关
FREQUENCY DIVIDERS (PRESCALERS) & PHASE / FREQUENCY DETECTORS FREQUENCY MULTIPLIERS - ACTIVE MODULATORS - BI-PHASE MODULATORS - DIRECT QUADRATURE MODULATORS - VECTOR PHASE SHIFTERS - Analog POWER DETECTORS VOLTAGE CONTROLLED OSCILLATORS* PHASE LOCKED OSCILLATOR I/Q MIXERS PHASE SHIFTERS
9
HMC273MS10G / 273MS10GE数字衰减器
电气特性Vdd＝5V＆Vctl＝0／Vdd
参数
插入损耗
衰减范围 回波损耗
衰减精度 输入功率0.1dB压缩点
三阶交解点 开关特性
频率 0.7~1.4GHz 1.4~2.3GHz 2.3~2.7GHz 2.7~3.7GHz 0.7~3.7GHz 0.7~1.4GHz 1.4~2.7GHz 2.7~3.7GHz
3
HMC619LP5 / 619LP5E放大器
4
HMC619LP5 / 619LP5E放大器
GSM_PHS双模手机射频前端的关键技术研究与性能的优化
PAmodule 收发芯片
5
HMC462LP5 / 462LP5E放大器
Noise Figure: 2.5 dB @ 10 GHz Gain: 13 dB P1dB Output Power: +14.5 dBm @ 10 GHz Self-Biased: +5.0V @ 66 mA 50 Ohm Matched Input/Output 25 mm2 Leadless SMT Package
微波射频器件介绍共70页
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
Hale Waihona Puke 梦 境3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
微波射频器件介绍4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。