西电微波电子线路课后习题答案
西电微波电子线路大作业1教材
微波电子线路大作业姓名：班级：021014学号：一 肖特基势垒二极管与混频器1 肖特基势垒二极管利用金属与半导体接触形成肖特基势垒构成的微波二极管称为肖特基势垒二极管。
这种器件对外主要呈现非线性电阻特性，是构成微波混频器、检波器和微波开关等器件的核心元件。
目前绝大多数混频器都采用肖特基势垒二极管，因为肖特基势垒二极管的耗尽电容比PN 结电容小的多，因此肖特基势垒二极管更适合微波频率下工作。
肖特基势垒二极管的等效电路如右图所示：肖特基二极管作为非线性电阻应用时，除结电容之外，其他都是寄生参量，会对电路的性能造成影响，应尽量减小它们本身的值，或在微波电路设计时，充分考虑这些寄生参 量的影响。
一般地，肖特基势垒二极管的伏安特性可以表示为：对于理想的肖特基势垒，；当势垒不理想时，,点接触型二极管,面结合型二极管。
如下图是肖特基势垒二极管的伏安特性曲线：肖特基势垒二极管特性参量：1） 截止频率2） 噪声比（理想情况下） 3） 中频阻抗 4） 变频损耗2 混频器微波混频器的核心元件是肖特基势垒二极管。
混频机理是基于肖特基势垒二极管结电阻的非线性管子在偏压和本振的激励下，跨导随时间变化，加上信号电压后出现一系列频率成分的电流，用滤波器取出所需中频即可。
j R SR j C p C SL描述二极管混频器的混频过程，需要建立一个等效电路。
由于混频二极管是一个单向器件，不仅与和差拍产生新的频率，而其电流在一定的阻抗上所建立起的电压也会反过来加到二极管上该电压与和差拍，也产生新的频率。
混频器等效电路如右图所示：信频、中频和镜频电流的幅值为：由等效电路可以求出变频损耗。
微波混频器的作用是将微波信号转换为中频信，频率变换后的能量损耗即为变频损耗。
变频损耗主要包括三部分：(1) 由寄生频率产生的净变频损耗。
(2) 由混频二极管寄生参量引起的结损耗 。
(3) 混频器输入/输出端的失配损耗。
结论；混频器的变频损耗载镜频开路时变频损耗最低，镜频匹配时变频损耗最高。
(西电第四版)高频电子线路第6章参考答案
2 g DU c 2 1 co s 2 2 t co s 4 2 t ...... 3 3
6
i L c i 1 i 2 g D K ( c t )( u u c ) g D K ( c t )( u u c ) g D K ( c t ) K ( c t ) u g D K ( c t ) K ( c t ) uc g D K ( c t ) u g D u c 4 4 g D co s c t co s 3 c t ...... U co s t g D U c co s c t 3 2 g DU co s( c ) t co s( c ) t g U co s t D c c 1 co s( 3 ) t 1 co s( 3 ) t ..... c c 3 3
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(2) 接收到 1080 kHz信号时，同时可以收到540 kHz的信号；证明 也是副波道干扰信号，此时本振频率为fL=1080+465=1545kHz,当 p=1,q=2时， fL-2fJ=1545-1080=465=fI。因此断定这是3阶副波道 干扰。
(3) 当接收有用台信号时，同时又接收到两个另外台的信号，但 又不能单独收到一个干扰台，而且这两个电台信号频率都接近 有用信号并小于有用信号频率，根据fS-fJ1=fJ1-fJ2的判断条件， 930-810=810-690=120kHZ，因此可证明这可是互调干扰,且在混 频器中由4次方项产生，在放大器中由3次方项产生，是3阶互调 干扰。
7
所以，（b）和（c）能实现DSB调幅 而且在（b）中，包含了ωc的奇次谐波与Ω的和频与差频分 量，以及ωc的偶次谐波分量。 在（c）中，包含了ωc的奇次谐波与Ω的和频与差频分量， 以及ωc的基频分量。
微波考试用(西电第二版)
［例1- 1］一根特性阻抗为50 Ω、 长度为0.1875m耗均匀传输线, 其工作频率为200MHz, Z l=40+j30 (Ω), 试求其输入阻抗。
解: 由工作频率f =200MHz 得相移常数β=2πf/c =4π/3将Z l=40+j30 (Ω), Z0=50,z =l =0.1875及β值代入式（1- 3），有[例1-2］一根75Ω均匀无耗传输线, 终端接有负Z l=R l+j X l, 欲使线上电压驻波比为3, 则负载的实部R l 虚部X l 应满足什么关系？解: 由驻波比ρ=3, 可得终端反射系数的模值应为将Z l=R l+j X l, Z 0=75整理得负载的实部R l 部X l 应满足的关系式为(R l-125)2+X 21=1002即负载的实部R l 和虚部X l 为（125, 0）、半径为100的圆上, 而下半圆对应负载为容抗。
［例 1- 3］设有一无耗传输线, 终端接有负Z l=40-j30(Ω):①要使传输线上驻波比最小, 多少？②此时最小的反射系数及驻波比各为多少？ ③离终端最近的波节点位置在何处？ ④画出特性阻抗与驻波比的关系曲线。
解: ① 要使线上驻波比最小, 的模值最小,即 将上式对Z 0求导, 并令其为零, 经整理可402+302-Z 02=0即Z 0=50Ω。
这就是说, 当特性阻抗Z Ω时终端反射系数最小, 从而驻波比也为最小。
② 此时终端反射系数及驻波比分别为③ 由于终端为容性负载, 位置为④ 终端负载一定时, 曲线如图 1- 7 所示。
其中负载阻抗Z l=40-j30 (Ω)可见，当Z 0=50Ω时驻波比最小, 图 1- 7 特性阻抗与驻波系数的关系曲线 [例 1-4]现有同轴型三路功率分配器，如图1-10该功分器在2.5GHz-5.5GHz 波比均小于等于1.5，插入损耗为，配到各个输出端口，试计算（1）输入端的回波损耗贝表示）；（2）功率的比值（用百分比表示）。
微波技术基础 (廖承恩 著) 西安电子科技大学出版社 课后答案
Z L − Z0 =0.2-0.4j=0.4472exp(-j1.11)=0.4472∠-63.44° ZL + Z0 VSWR = ρ =
1+ | ΓL | = 2.618 1− | ΓL |
幅分布图，并求其最大值和最小值。
解：
ΓL =
ww
w.
V ( d ) = VL+ e jβd (1+ | ΓL | e j ( Φ L − 2 βd ) ) 1 ∴V (3λ / 4) = VL+ e j 3π / 2 (1 + e j (π −3π ) ) = VL+ ( −4 / 3) = 600 3 + VL = −450V
2－1 某双导线的直径为 2mm，间距为 10cm，周围介质为空气，求 其特性阻抗。某同轴线的外导体内直径为 23mm，内导体外直径为 10mm， ，求其特性阻抗；若在内外导体之间填充εr 为 2.25 的 介 质 ， 求其特性阻抗。
解：双导线：因为直径为 d＝2mm＝2×10－3m 间距为 D＝10cm＝10－1m 所以特性阻抗为
w.
λ=
2π υ p 1 = = = β f f µε r ε 0
ww
sc oc 2－5 在长度为 d 的无耗线上测得 Z in (d ) 、 Z in (d ) 和接实际负载时的
Z in (d ) ，证明
sc oc 假定 Z in (d ) = j100Ω ， Z in (d ) = − j 25Ω ， Z in (d ) = 75∠30°Ω ,求 Z L 。
（2） （3）
（4）
sc oc 当 Z in (d ) = j100Ω ， Z in (d ) = − j 25Ω ， Z in (d ) = 75∠30°Ω 时
微波电子线路-西安电子科技大学3
3 微波混频器的工作原理——复习混频机理是基于肖特基势垒二极管结电阻R的非线性管子在偏压和j本振的激励下，跨导随时间变化，加上信号电压后出现一系列频率成分的电流，用滤波器取出所需中频即可。
一、混频器的本振激励特性以单管混频器为例，输入：本振、偏压、信号、输出、中频()u f i =()au sa au Sa e I e I ≈-=1由图t V t V V u S S L L ωωcos cos 0++=S u 远小于L u ，故可视为微分增量u ∆ ()u u f i ∆+=∴()()+∆+'++=u t V V f t V V f L L L L ωωc o s c o s 00…...u ∆很小，忽略平方以后高次项，只取一阶导数项。
一阶导数表示了小信号电流与小信号电压之间的关系，即变频跨导()tL V V u dudiuu i i i ωcos 0+=∆+=∆+()()t ug u i ∆+= 式中 ()()t V V a Sa L L e aI dudit g ωcos 0+==现 ()t g 是t 的周期偶函数，可展成以下形式的级数 ()∑∞=+=10cos 2n L n n t g g t g ωn g 为n 阶变混频跨导，是t n L ωcos 的付利叶系数平均混频跨导()⎰=πωπ20021t d t g g L ()⎰+=πωπ20cos 021t V V a Sa L L e aI t d L ω()L aV Sa aV J e aI 00= n 阶变混频跨导1g ()⎰+=πωπ20cos 021t V V a Sa L L e aI tdt L ωcos()L aV Sa aV J e aI 10=……n g ()⎰+=πωπ20cos 021t V V a Sa L L e aI tdt L ωcos()L n aV Sa aV J e aI 0= J n (x),第一类贝赛尔函数本振电压作用下，混频器为一周期时变电导0g 为平均电导，n g 为n 次变频跨导（对本振n 次而言）与本振信号有关的电流 ()t V V f i L L ωcos 0+= ∑∞=+=10cos 2n L n t n I I ω平均电流 ()L aV Sa aV J e I I 000=基波电流 ()L aV Sa L aV J e I I J 11022==L aV 足够大 ，大宗量近似， ()LLn dV eaV J π2aV L ≈代入上两式 02I I L ≈本振激励功率为L L L L V I I V P 021== 本振电导 LL L L V I V I G 02==可通过0I 和L V 来调节L P L G ，测量L P 和0I 可以了解本振工作性质 ——具有工程意义，直流和本振大小使混频器特性好二、非线性电阻的电流频谱1、小信号一次混频结果。
电子线路第六版参考答案
电子线路第六版参考答案电子线路第六版参考答案电子线路是电子学的基础，掌握电子线路的原理和设计方法对于从事电子工程的人来说至关重要。
而电子线路第六版是电子线路领域的经典教材，被广泛应用于电子工程专业的教学和研究中。
本文将为大家提供电子线路第六版的参考答案，帮助读者更好地理解和掌握电子线路的知识。
第一章：基本概念1. 电子线路是由电子元件组成的物理结构，用于实现电子信号的处理和控制。
2. 电子元件包括有源元件（如晶体管和集成电路）和无源元件（如电阻和电容）。
3. 电子线路的主要特性包括电压、电流、功率和频率等。
第二章：基本电路1. 基本电路包括电源、负载和连接它们的导线。
2. 串联电路是将电子元件依次连接起来，电流在电路中只有一条路径。
3. 并联电路是将电子元件同时连接在一起，电流在电路中有多条路径。
第三章：电路分析方法1. 基尔霍夫定律是电路分析的基本原理之一，它包括节点电流定律和回路电压定律。
2. 罗尔定理是电路分析的另一个重要工具，它可以简化复杂电路的计算过程。
3. 叠加定理可以将复杂电路分解为简单电路进行分析，然后再将结果叠加得到最终的解。
第四章：放大电路1. 放大电路是将输入信号放大到一定幅度的电子线路，常用于信号处理和放大器设计。
2. 放大电路的常用参数包括增益、带宽和失真等。
3. 放大电路的设计需要考虑输入输出阻抗、负载和稳定性等因素。
第五章：振荡电路1. 振荡电路是产生稳定振荡信号的电子线路，常用于时钟和信号发生器等应用。
2. 振荡电路的常用结构包括反馈网络和振荡器。
3. 振荡电路的设计需要考虑振荡频率、稳定性和输出波形等因素。
第六章：滤波电路1. 滤波电路是将特定频率的信号通过，而阻断其他频率的信号的电子线路，常用于信号处理和通信系统等应用。
2. 滤波电路的常用类型包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
3. 滤波电路的设计需要考虑滤波特性、频率响应和阻带衰减等因素。
通过以上对电子线路第六版参考答案的论述，我们可以看到电子线路的知识体系是非常庞大和复杂的。
电子线路分析基础_西安电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
电子线路分析基础_西安电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.电路如图所示，已知【图片】>>1，【图片】=0.7V，要求【图片】=1mA，则【图片】为（）【图片】。
【图片】参考答案:4.3k2.若想增大输入电阻，且保持放大器稳定，放大器应引入（）反馈。
参考答案:串联负3.放大器输入单一频率的信号时，不会出现线性失真。
参考答案:正确4.图示电路，若想实现输出电压稳定，则应该在（）引入反馈支路。
【图片】参考答案:①和③之间5.图示电路中，【图片】和【图片】特性完全相同，则输出电阻约为【图片】。
【图片】参考答案:正确6.图示电路是一个两级放大器。
【图片】参考答案:错误7.图示电路为三级放大器电路。
【图片】参考答案:错误8.图示电路中，【图片】和【图片】特性完全相同，下列叙述正确的是（）。
【图片】参考答案:为CE组态放大器、为CB组态放大器。
9.无外加电压时，PN结中没有载流子的运动。
参考答案:错误10.在OCL乙类功放电路中，若最大输出功率为12W，则电路中功放管的集电极最大功耗约为（）W。
参考答案:2.411.放大器的非线性失真与输入信号频率大小有关。
参考答案:错误12.电路如图所示，已知【图片】=4mS，【图片】=【图片】。
电路的输出电阻为（）【图片】。
【图片】参考答案:20k13.某放大器的交直流负载线如图所示，忽略晶体管的饱和压降，则最大不失真输出电压振幅值为（）V。
【图片】参考答案:314.某放大电路的幅频特性渐进线波特图如图所示，由此可知中频电压放大倍数为（）dB。
【图片】参考答案:4015.电路如图所示，深度负反馈条件下的电压放大倍数为（）。
【图片】参考答案:5116.若想减少输出电阻，且保持放大器稳定，放大器应引入（）反馈。
参考答案:电压负17.负反馈可以改善放大器的性能，相应的代价是使得放大倍数下降。
参考答案:正确18.直接耦合的放大器，带宽为无穷大。
西电微波电子线路作业
微波电子线路作业班级：020911姓名：张盎农学号：02091086ADS混频器设计耦合器设计仿真结果J"尺*人¥申.* *rr”：M «SHW®I噩I逼AHKOD I A低通滤波器设计仿真结果川尸r« Lwp 1|代年*甲r *包誓爭欽》国■* H 4 4| |b b 种吐母和週输出频谱仿真1按照文档所连D-■10-错误提示2直接代入数值修改后端口 1:P=dbmtow (-20),功率源输出信号功率为 -20dBmFreq=3.6GHz,射频输入频率 端口 2：P=dbmtow ( 10)，功率源输出信号功率为 10dBmFreq=3.8GHz,本振输入频率谐波平衡仿真控制器设置如图所示■■I ■ i>li 1 -b -i.i -1 ■ I I"Ha > bl HO" »9 D 戈4■也申會譽令墓览熔样 囲園、 a«i.«i<rt 吉盥：：*" VJt 趣理1J JIL- +fiL.罪询 HL N guU肛I —IN. [uiLcE>rJ U阿 py MET +省申申mu * »国■'看警％嗚宀Tij*r*<77*9144本振与输出修改端口 2重新设置：P=dbmtow ( LO_pwr ),即设置变量 LO_pwr 增加变量设置VAR ，设置如图所示{■L B |J I ^ £*L M I fi.Ku^j UisEr-1.2 ■Qind^l 1F*7mm¥"MU ：I 器 y RM MIIC 囲心珂泗帕目■ I F 1 HB*1 .M|pjnn^i ：r»4f GMfFmq 可二3 tS GHz 0就讪叮 ◎隹羽冃W-0 靜 rfru L=2 bamC_JMW _ _ .TU &*5f-TW^*r vw-1島『mmL=10 2 Hl1L7*ct、ni氯i 斡训><1财tttn L=1£] 4G imnr&SmTL«Ua 匕 Wub 「 L=25niMMW F_M11I 伽3 比刚 hhlfitabJ *1利 C7 mrn> iM 二P 9fi mm 加』却«mMLH TL5宫 g.二1血 T 训■!斛HIIWL-10.2 ffV•:皿」f hSKi>[o CIA亍••ronnMum-3 九血oimP=dbmlD«4^FnH|=3c 6<«H±」 J 四臨・ idllLI 中Akij j fi ： uUh-uOttMlQd h F<PORT2Num---27=9OIMH 円如11晦■巩1训 rreqj-3B 0H1仿真结果从图像结果可看出 Vout 输出与本振功率有关三阶交调分析将的端口 1的单品功率源更换为多频功率源 P_n To ne ,对其设置如图所示修改端口 2和VAR 的设置，如图所示修改谐波平衡仿真控制器，设置如图所示 插入测量方程控件 Meas Eqn ，并对其参数如图设置EH"HARM Qh 心 BALANCEEDft□Cfh ■-iiirnriTsi R 斗1肿個H01l •iw&PddE 屮戸-9 GHz 电 IW*討盲(j-H/On»12|=Jfiwaapl别pg □ pi XtEL □ _pw r~ Art liTABnceNHSTBllj^lflB T M IHtDHiEVNiBrvP'lF Swii 如imNwepih ■ >M ■”理 rinNtvw 烛S*i lnw«»Nm[5> 5<n 5®r1-1 Sbp=X SfcU-l話MUM世IULn_prn 10tM <U ：B F=1gm i E 呻NwilSuniflr ----------|TP 0D5 ranJW^D-AJ LFWU5j I i!B“in Rgm«D BCdioPOPTi rjNum-1b-^n-'CetWW=D 価 moi回asPAfiAUErtR:PlH=t12 um=? £-30 Ohm(a zQt!mKraCLO_pwrj Fnqi=3 ・ GH EmmTU bU3M ："MMubr 吩0 N Him rrilll仿真结果vf(E g U L cos L t) (E o U L cos L t)I sa eI sa SPE gU L cos L t二，理论分析 微波混频器1、 微波混频器的作用与用途微波混频器是通信、雷达、电子对抗等系统的微波接收机以及很多微波测量 设备所不可缺少的组成部分。
微波技术与天线课后习题答案(西电版刘学观、郭辉萍).docx
反射系数的模值
I rd- T
p~I 3
由.二叙+令=牛
求紂反豺条数的相位0」予•因向圮反射•条数
乙=乙= 82. 4/64.3°
1一几
[1.7]求无耗传榆线上冋波损耗为3(IB和10dB时的庇波比"
I?根抿回波揽耗的定义$
/.
Lr=-20 lg厂|・UP/1 1= 10
因而驻波比
_1 +1几]
★了解同轴线的特性阴抗及分类。
1.4
[L1]设-特性殂抗为50Q的均匀传输线终璀接负^/< =ICO Q.求负戎反射系故
人・在离负我0.2入，0.25入及0.5入处的输入阳抗及反射系数分别为多少？
解终瑞反肘系教为
R-Z=100 —3D二丄
& +Z。一100 4- 50 —T
根加传输线上任恿心的反射系数和输入Ffl抗的公式
p~ I T「I
所以.当冋波损耗分别为3dk和10db时的驻波比分别为5.85和1.92。
【1・8】 设某传输系统如题1.8图戍爪.咖出八”段及BC段沿线4点电压、电流和B1
抗的振幅分巾图•并求出电压的J6人值和駁小值.(图中R-soon)
fi 1.8图
解 传输线AH段为行波状态•其匕电H1大小不变.幅值等于430 V；阳抗等于450 0・电流大小不变.幅值竽于1.
Z|=Z-1- =322.87 —)736.95Q
并联支节的W
/j — T"<«rvtiin世+0.13入一0.22入 加©
并联支廿的长度,
/» =-j- -*- y- arctan卩厂］0.12A
1
[1.13]一均匀无耗传输线的特性飢抗为70Q.负裁俎抗为乙=70+jMOQ・匸作波 长人20 cm。试设计串联支彷匹配器的位置和长度.
西电微波网络-课后题答案
第2讲习题本作业针对微波网络的参量矩阵，介绍了Z 矩阵，Y 矩阵，A 矩阵，S 矩阵和T 矩阵的定义以及各矩阵间的相互转换。
2.1 证明Z 矩阵与A 矩阵的关系式二端口Z 矩阵电压-电流关系为2121111I Z I Z V +=（1）2221212I Z I Z V +=（2）由（2）得2212222111I Z ZV Z I -=（3）将（3）带入（1）得221221111I Z V Z Z V ∆-=证毕2.2 求图2-13所示网络的Z 矩阵cb a bc a I Z Z Z Z Z Z I V Z +++===)(|011112 c b a c b a I Z Z Z Z Z Z I V Z +++===)(|022221c b a c b I Z Z Z Z Z I V Z ++===021121| cb ac b I Z Z Z Z Z I V Z ++===012212| 2.3 求图2-14所示网络的A 矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡++++=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡βθθβθθβθθβθθβθθθθβsin cos sin sin cos 2sin sin cos 1101cos sin 1sin cos 110102000000Z j Z Z j j jZ Z j Z j jZ j2.4 已知图2-11所示网络的[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡=22211211A A A A A ，端口2接阻抗l Z ，求端口1的输入阻抗。
⎩⎨⎧-=-=22222112122111I A V A I I A V A V则 2221121122222121221111A Z A A Z A I A V A I A V A I V Z l lin ++=--==2.5⎩⎨⎧+=+=22222122122111i a u a i i a u a u 利用111b a u +=222b a u += 111b a i -=222b a i -=得⎩⎨⎧--+=---+=+)()()()()()(22222221112212221111b a a b a a b a b a a b a a b a两式相加2222112112222112111)()(2b a a a a a a a a a a ++++-+-=2222112112221121112221121122a a a a a a a a a a a a a a b ++++-+-++++=即 22211211212a a a a s +++=222112112221121122a a a a a a a a s ++++-+-=222112112221121111--a a a a a a a a s ++++=[]2221121112det 2a a a a a s +++=2.6 （a ）[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡=101z A根据电路理论，得⎩⎨⎧-=-=22121ZI V V I I 利用01111)(Z b a I -= 02222)(Z b a I -= 01111)(Z b a V += 02222)(Z b a V +=得01220211)()(Z b a Z b a --=-Z b a Z b a Z Z b a )()()(220222020111--+=+于是⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+-210202010102210202010102)(a a Z Z Z Z Z Z b b Z Z Z Z Z Z⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+-+-++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡2102020101020102020102020102210202010102020201010202010221)(22)()(1)(1a a Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z a a Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Zb b即ZZ Z ZZ Z s +++-=020*******ZZ Z ZZ Z s +++-=020*******ZZ Z Z Z s s ++==0201020121122由t 矩阵与s 矩阵的关系得02010*********Z Z ZZ Z s t ++==020102012122122Z Z Z Z Z s s t +--=-=020101022111212Z Z Z Z Z s st +-== )(2)(020102012020122122Z Z Z Z Z Z Z Z s t ++--=∆-= (b)[]⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=N N A 100根据电路理论，得21nV V = 211I nI -=利用01111)(Z b a I -= 02222)(Z b a I -= 01111)(Z b a V += 02222)(Z b a V +=得02220111)()(Z b a n Z b a +=+ 01220211)()(Z b a Z b a n --=-于是⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-21010202012101020201a a Z Z n Z n Z b b Z Z n Z n Z ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡210220102010201022010220121010202010102020102201212211a a Z n Z Z Z n Z Z n Z n Z Z n Z a a Z Z n Z n Z Z Z n Z n Z Z n Zb b即022010220111Z n Z Z n Z s ++-= 022010220122Z n Z Z n Z s +-= 02201020121122Z n Z Z Z n s s +== 由t 矩阵与s 矩阵的关系得020102201211121Z Z n Z n Z s t +==02010********122Z Z n Z n Z s s t --=-= 0201022012111212Z Z n Z n Z s s t +-== )(2)(0220102012022012122Z n Z Z Z n Z n Z s t +--=∆-= 2.7 已知一双端口网络的s 矩阵满足21122211,s s s s ==。
微波电子线路西安电子科技大学2
●微波电子线路西安电子科技大学2构造原理及特性微波混频器是任何种类微波接收机的最要紧部件之一。
不仅由于它是必不可少的，更要紧原因是它处于整个接收机的前端位置、其性能好坏，对整个系统影响极大。
其基本作用是把微波频率信号变换成中频信号，中频信号的调制解调方便，滤波器相对滚降高。
要求混频器失真小、损耗小、噪声低、灵敏度高。
目前，混频器中的非线性元件要紧是肖特基势垒二极管。
混频器性能由管子性能与电路设计，工艺水平共同决定。
本章首先介绍混频器的核心器件—肖特基势垒二极管。
常见半导体材料的特性参数 T=25℃，N=10cm-3一、肖特基势垒二极管的构成及工作原理——管子内部的半导体机理1 构造：以重掺杂（319/μ，外延生长零10cm>）的+N为衬底、厚度为几十m点几mμ的二μ厚的N 型本征本导体作为工作层，在其上面再形成零点几m氧化硅绝缘层，光刻并腐蚀直径为零点几或者几十m μ的小洞，再用金属点接触或者淀积一层金属与N 型半导体形成金属半导体结，在该点上镀金形成正极，给另一面+N 层镀金形成负极，即可完成管芯。
将管芯封装于陶瓷管内为传统形式，集成电路中可不用管壳 高频二极管基本结构2 工作原理肖特基势垒二极管工作的关键区域是金属与N 型半导体结形成的肖特基势垒区域，是金属与N 型半导体形成的肖特基势垒结区域。
漂移电流,扩散电流金属1.1μm 氧化层1.2μm N 外延层0.5μm N ＋衬底层6mils肖特基势垒结的形成：在金属与N 型半导体中都存在导电载流子—电子。
它们的能级（f E ）不一致，逸出功也不一致。
当金属与N 型半导体相结时，电子流从半导体一侧向金属一侧扩散，同时也存在金属中的少数能量大的电子跳跃到半导体中，称之热电子。
显然，扩散运动占据明显优势，因此界面上金属中形成电子堆积，在半导体中出现带正电的耗尽层。
在界面上形成由半导体指向金属的内建电场，它是阻止电子向金属一侧扩散的，而对热电子发射则没有影响。
西电微波电子线路课后习题答案
微波电子线路习题(3-2)(1)分析：电路a 、b 线路相同，信号、本振等分加于二管，混频电流叠加输出，1D 、2D 两路长度差4λ，是典型的双管平衡混频器电路。
但a 、b 两路本振、信号输入位置互换。
在a 电路中，本振反相加于两管，信号同相加于两管，为本振反相型平衡混频器。
B 电路则为信号反相型平衡混频器。
（2）电流成分①a 电路输出电流成分：*中频分量 1,0=-=n t s ωωω *和频分量 1,=+=+n t s ωωω*本振噪声 ()πωω-==t v u t v u nl nl n nl nl n cos ,cos 21 *外来镜频干扰s l s ωωω-=2/t v g i i i i s i i i 0/1/2/1/cos 2ω=-= 不能抵消，二倍输出。
*镜频分量 2,2=-=n s l i ωωω0=io i 镜频输出抵消，但流过输入回路，在源电阻上损耗能量。
*高次分量n 奇数 两路相差πn 反相 输出叠加 n 偶数 两路相差πn 2 同相 输出抵消 ②b 电路输出电流成分：()111s u t g i =，()222s u t g i =*中频分量 1,0=-=n t s ωωω *和频分量 1,=+=+n t s ωωω*本振噪声 ()πωω-==t v u t v u nl nl n nl nl n cos ,cos 21 *外来镜频干扰s l s ωωω-=2/t v g i i i i s i i i 0/1/2/1/cos 2ω=-= 不能抵消，二倍输出。
()t v g t v g i io s l s s i ωωωcos cos /1//1/1=-=()t v g t v g i io s l s s i ωωωcos cos /1//1/1=-=*镜频分量 2,2=-=n s l i ωωω12i io i i = 镜频输出不能抵消，也会流过输入回路，在源电阻上损耗能量。
西电微波电子线路作业
微波电子线路作业班级：020911姓名：张盎农学号：02091086一ADS混频器设计耦合器设计仿真结果低通滤波器设计仿真结果输出频谱仿真1按照文档所连错误提示2直接代入数值修改后端口1：P=dbmtow（-20），功率源输出信号功率为-20dBm Freq=3.6GHz,射频输入频率端口2：P=dbmtow（10），功率源输出信号功率为10dBm Freq=3.8GHz,本振输入频率谐波平衡仿真控制器设置如图所示本振与输出修改端口2重新设置：P=dbmtow（LO_pwr），即设置变量LO_pwr 增加变量设置V AR，设置如图所示仿真结果从图像结果可看出V out输出与本振功率有关三阶交调分析将的端口1的单品功率源更换为多频功率源P_nTone，对其设置如图所示修改端口2 和V AR的设置，如图所示修改谐波平衡仿真控制器，设置如图所示插入测量方程控件Meas Eqn，并对其参数如图设置仿真结果二,理论分析 微波混频器1、微波混频器的作用与用途微波混频器是通信、雷达、电子对抗等系统的微波接收机以及很多微波测量设备所不可缺少的组成部分。
它将微弱的微波信号和本地振荡信号同时加到非线性元件上，变换为频率较低的中频信号，进一步进行放大、解调和信号处理。
2，混频原理下图是微波混频器的原理图，对它的基本要求是小变频损耗和低噪声系数。
通常，微波混频器是一种非线性电阻频率变换电路。
微波混频器的核心元件是肖特基势垒二极管。
常见的微波混频器基本电路有三种类型：单端混频器使用一个混频二极管，是最简单的微波混频器；单平衡混频器使用两个混频二极管；双平衡混频器采用四个混频二极管。
本节以元件的特性为基础，分析非线性电阻微波混频器的工作原理及性能指标，包括电路时-频域关系、功率关系、变频损耗、噪声特性，并给出各种微波混频器的电路实现等。
本振激励特性——混频器的大信号参量如下图所示，在混频二极管上加大信号本振功率和直流偏置(或零偏压)时，流过混频二极管的电流由二极管的伏安特性来决定。
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微波电子线路习题(3-2)(1)分析：电路a 、b 线路相同，信号、本振等分加于二管，混频电流叠加输出，1D 、2D 两路长度差4λ，是典型的双管平衡混频器电路。
但a 、b 两路本振、信号输入位置互换。
在a电路中，本振反相加于两管，信号同相加于两管，为本振反相型平衡混频器。
B 电路则为信号反相型平衡混频器。
（2）电流成分①a 电路输出电流成分：t v u s s s ωcos 1= t v u s s s ωcos 2= t v u l l l ωcos 1= ()πω-=t v u l l l cos 2 ()t n g g t g l n n ωcos 2101∑∞=+= ()t td n u f g lll n ωωππcos 21201/⎰=()()πω-+=∑∞=t n g g t g l n n cos 2102 ()t td n u f g l l l n ωωππcos 21202/⎰=()111s u t g i = ()222s u t g i =*中频分量 1,0=-=n t s ωωω()t v g i l s s ωω-=cos 101()[]()t v g t v g i l s s l s s ωωπωω--=+-=cos cos 1102 t v g i i i s 0102010cos 2ω=-=*和频分量 1,=+=+n t s ωωω()t v g i l s s ωω+=+cos 11()[]()t v g t v g i l s s l s s ωωπωω+-=++=+cos cos 112 t v g i i i s ++++=-=ωcos 2121*本振噪声 ()πωω-==t v u t v u nl nl n nl nl n cos ,cos 21()t v g i l nl nl n ωω-=cos 101()01102cos n l nl nl n i t v g i =---=πωπω00=n i*外来镜频干扰s l s ωωω-=2/()[]t vg t v g i io sl ssi ωπωωcos cos /1//1/2-=+-=t v g i i i i s i i i 0/1/2/1/cos 2ω=-= 不能抵消，二倍输出。
*镜频分量 2,2=-=n s l i ωωω()t v g i s l s i ωω-=2cos 21()12222cos i s l s i i t v g i =--=ωπω0=io i 镜频输出抵消，但流过输入回路，在源电阻上损耗能量。
*高次分量n 奇数 两路相差πn 反相 输出叠加 n 偶数 两路相差πn 2 同相 输出抵消②b 电路输出电流成分：t v u s s s ωcos 1= ()πω-=t v u s s s cos 2()t v g t v g i io s l s s i ωωωcos cos /1//1/1=-=t v u l l l ωcos 1= t v u l l l ωcos 2= ()()t n g g t g t g l n n ωcos 21021∑∞=+== ()t td n u f g l l l n ωωππcos 21201/⎰=()111s u t g i =，()222s u t g i =*中频分量 1,0=-=n t s ωωω()t v g i l s s ωω-=cos 101()[]()t v g t v g i l s s l s s ωωπωω--=--=cos cos 1102 t v g i i i s 0102010cos 2ω=-=*和频分量 1,=+=+n t s ωωω()t v g i l s s ωω+=+cos 11()[]()t v g t v g i l s s l s s ωωπωω+-=-+=+cos cos 112 t v g i i i s ++++=-=ωcos 2121*本振噪声 ()πωω-==t v u t v u nl nl n nl nl n cos ,cos 21()t v g i l nl nl n ωω-=cos 101()01102cos n l nl nl n i t v g i =---=πωπω00=n i*外来镜频干扰s l s ωωω-=2/()[]t vg t v g i io sl ssi ωπωωcos cos /1//1/2-=--=t v g i i i i s i i i 0/1/2/1/cos 2ω=-= 不能抵消，二倍输出。
*镜频分量 2,2=-=n s l i ωωω()t v g i s l s i ωω-=2cos 21()[]1222cos i s l s i i t v g i -=--=πωω()t v g t v g i io s l s s i ωωωcos cos /1//1/1=-=12i io i i 镜频输出不能抵消，也会流过输入回路，在源电阻上损耗能量。
*高次分量n 奇数偶数两路都不能抵消。
注意：均为镜像匹配混频器，无法抑制外来镜频干扰，变频损耗中含有镜频在源电阻上的损耗。
（3-3）电路只能作混频器，不能作上变频器，因为和频信号在抵消且滤除。
若要实现上变频，应把信号与中频口交换或给一管子后加四分之一波长段且把电容换成电感。
（3-4）(1) 本振反相型微带平衡混频器(2) 信号与本振通过环行桥等分且以下列关系加于二管，中频叠加经滤波输出。
t v u s s s ωcos 1= t v u s s s ωcos 2= t v u l l l ωcos 1= ()πω-=t v u l l l cos 2（3）信号经环行桥在管子处反相，但管子反接，故信号同相，本振经环行桥在管子处同相，但管子反接，故本振反相。
输入电路，两管子旁接地线为四分之一高阻终端短路线，为直流通路。
环行桥与管子之间为阻抗变换器和相移段。
输出电路，4sλ4lλ4+λ 开路线分别对s ωl n ω ()s l n ωω+，中频口为l ω2的41λ段。
（3-6）（1）本振噪声无法抵消，输出噪声增加，茅草幅度增大，电流减小一半，信号幅度减小。
（2）管子接反或管子不配对引起，仔细挑选配对管子，且正确安装。
（3-8）()())4.9(8.81)4.9(8.813482902.12.11122)8.6(8.41122)4(6,4.10dB F t L F ordB F L F F k T t T L t L t dB L t F dB L t if m if m o m m d m d SSB m d =-+==-+==⨯===⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-==⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-===（雷达信号为单通道）(4-2)解：三个频率11110nm f f f i p s- 门-罗关系为0010011110011001111010=+=-+=-=--+--ii s s i i P P f P f P f f P f P f P f P f f P f P（1）00><∴<s P i P P P 不能构成对s f 的反射型参放。
（2）因为0<P P ，泵浦端是负阻，系统不是绝对稳定。
（3）功率增益11<-=-==sp s p s s i f f f f f P P G没有增益。
(4-3)解：频率成分111110111110110--nm f f f f门-罗关系为0001101101101110010110110110111010=--++=-+++--f f P f f P f P f f P f f P f P因此()()01100110011010011101100110011010011122f f f f P f P f P f f f f P f P f P --=++=-（4-4）(1)由GHz f o 2=和421--知GHz f GHz f in i 5.0,1== 线性缓变结31=n ，查表4-3，1-2-4倍频器 25.041.040.040.00719.0215.0103.3100.40351.02.126.1max04max02max012max4max ======⨯=⨯====--norm cnormV S S S S S S B A PP D ωωβα计算()()()max min 3133min max1exp 2203037117371o c co j s s j j B j B S f c R R C C V pf C pf V C pf S αωηωππϕ-⎛⎫=== ⎪⎝⎭==⇒=⎛⎫- ⎪⎝⎭==⨯()91212311111000326231063101081171104023372exp exp 12.20.53340400.2153520.5400.07193180.5s j c zo co c in s c out s R fQC f GH R AR R BR ππππαωηωωωωω---===≈Ω-⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯≈⨯⎛⎫-⎛⎫==-⨯≈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫==⨯⨯≈Ω⎪⎝⎭⎛⎫==⨯⨯≈Ω⎪⎝⎭(2)GHz f f outin 5.04==(3)（4-5）（1）自左到右，自上到下41λ短路，交流接地电容，输入同轴线，偏压通路，激励电感，阶跃管，谐振线，耦合电容，到输出滤波器。
（2）221532200401,,42p N N L t T L L C C C C C NR Z ωππωω==≈≈≈4C 和激励电感对1ω呈现阻抗为零。
2211C L ω=对1f 谐振12p n t t =，谐振线001~1.67L Z C =53C C =L R 带通滤波器的输入阻抗，0C 阶跃管的最小电容。
第五章（5－1） 解（1）：22211221122110.311.033120.3S S K S S --+∆===> 211122110.98S S S -=> 222122110.3S S S -=>该管子满足绝对稳定条件，可以进行双共轭匹配设计，满足最大增益或最小噪声设计。
22211221122110.42712S S K S S --+∆==<该管子不满足绝对稳定条件。
可以画出稳定性圆，在稳定区进行等增益或低噪声设计。
（2）**0 1122122114.554.6S SSρ-∆==∠--∆1221122116.07S SrS==-∆（5－3）解（1）：由1111122111122sb S a S a S b S a=+=Γ+2211222211222sb S a S a S b S a=+=Γ+并由21222122out sb bS Sa aΓ==+Γ，得到122122111soutsS SSSΓΓ=+-Γ（sa短路）（2）a为负载断开条件下，端口2呈现的输出波。