微波电路设计基础学习知识

微波电路设计基础学习知识
微波电路设计基础学习知识

一、基础

1、数字微波应用

微波是无线电波的一种。

在我国无线电广播按波长分为:长波(LW) 波长在介于1000~2000米,中波(MW)波长在介于200-600米、短波(SW)波长在介于10~100米。

CDMA800工作波长(35.93~36.36、34.09~34.48)米。

在我国分配微波频率为:

微波通信的特点:

视距传输;电波在传播过程中遇到尺寸和工作波长相近的障碍物时,会绕过障碍物向前传播,这种现象叫做电波的绕射。

微波通信建设快、投资小、应用灵活;

传输质量可靠,抗干扰能力强。

至今与光缆通信和卫星通信并列为现代通信传输的三大支柱,在中等容量的网络中,微波传输是一种最灵活、适应性最强的通信手段。

在移动网络中的应用:

在移动接入网络中,随着网络不断扩容和无缝覆盖的需求,新建了大

量移动基站,如城区的“楼宇室内覆盖”,边远地区的“边际网覆盖”,沿海地区“海岛移动覆盖”。但由于市政建设限制(如架空线难、开挖路面铺管道难),在自然环境很恶劣的山区和海洋,光缆建设非常困难、造价太高,造成大量光纤死角,部分基站的接入必须采用无线方式解决,产生了大量无线传输需求。

如沿海城市大连,拥有诸多的岛屿,岛屿上的移动通信成为大连移动提高移动网络覆盖率的重要任务。大连采用SDH微波作为各海岛移动基站的中继链路,并通过与光传输系统的连接,组成完整的传输网络。

SDH微波链路干线全长162.28公里,支线全长66.68公里,最长站距34.80公里,最短站距6.89公里,平均站距19.08公里,且全部为跨海电路(跨海微波链路的设计,由于海面环境和气候情况复杂,通常是所有微波应用中难度最大)。

使用微波设备不仅可以缓解传输网络资源不足的压力。而且提高了整

个网络工程进度,降低了整个网络投资。

在移动核心网络中,微波设备可提供高达2.5Gbps的传输容量,用来与光纤混合组网,作为城域光环和重要链路的备份。

在3G网络中,Node-B对传输容量要求已经远远的大于2G网络中BTS对传输容量的要求,Node-B上已经不再只有E1接口, 而是可以提供STM-1接口和IP接口的基站。因此,带来移动基站传输接入网络的升级和扩容需求。当今,数字微波设备在统一平台上同时可以传输TMD和IP业务,容量可以从E1~STM-1,同时满足2G、3G以及2G/3G共站传输的需求。

在移动应急通信或临时通信中,如移动应急通信车等。

2、自由空间的电波传播

2.1、自由空间传播损耗

在自由空间传播的电磁波不产生反射、折射、吸收和散射等现象,也就是说,总能量并没有被损耗掉。

L T-R=20lg(4πL Km/λ)

=32.45+20lgf MHz+20lgL km

=92.45+20lgf GHZ+20lgL km

上式中:

L T→R------T和R间的直接视通的自由空间衰减(单位为dB)。

L km-------T和R间的距离。(单位为Km)

λ------传播电波的波长(单位为米)。

f MHz, f GHZ-------传播电波的频率,单位分别为MH Z、和GH Z

设发信功率P t=1W,工作频率f=3.8GHz,两站相距45km,收发天线增益G t=G r=39dB,收发两端馈线系统损耗L ft=L fr =2 dB,收发两端分路系统损耗L bt=L br=1 dB。求:在自由空间传播条件下接收机的输入电平和输入功率。

解:

P t=10lg1000mW=30 dBm

在自由空间传播条件下,自由空间传播损耗:

L s(dB)=92.45.4+20lg 45 +20lg 3.8≈137 dB

137.1099

Pr(dBm)=Pt(dBm)+(Gt+Gr)-(Lft+Lfr)-(Lbt+Lbr)-Ls

=30+(39+39)-(2+2)-(1+1)-137

=-35 dBm

Pr(mW)=10-35/10=0.00032 mW=0.32 μW

0.00032

2.2、费涅耳区半径

惠更斯原理:

光和电磁波都是一种振动,振动源周围的媒质是有弹性的,一点的振动可通过媒质传递给邻近的质点,并依次向外扩展,而成为在媒质中传播的波。

根据惠更斯-费涅耳原理,在电波的传输过程中,波阵面上的每一点都是一个进行二次辐射的球面波的波源,这种波源称为二次波源。而空间任一点的辐射场都是由包围波面的任意封闭曲面上各点的二次波源发出的波在该点相互干涉,叠加的结果。显然,封闭曲面上各点的二次波源到达接收点的远近不同,这就使得接收点的信号场强的大小发生变化,分析这种变化引入费涅耳区的概念。

由图可见r1+r2-d 就是反射波和直射波的行程差Δr=n λ/2。显然当Δr 是半波长的奇数倍时,反射波和直射波在R 点的作用是相同的且是最强的,此时的场强得到加强;而Δr 为半波长的偶数倍长时,反射波在R 点的作用是相互抵消的,此时R 点的场强最弱。我们就把这些n 相同的点组成的面称为费涅耳区, 费涅耳区就是以收发点为焦点的一系列椭球面所包围的空间。

费涅耳区上一点P 到收发点连线的垂直距离称为费涅耳区半径,用Fn 表示。

d

d d n Fn 2

1λ=

2.2.1、 第一费涅耳区半径

当n=1 时,F1称为第一费涅耳区半径。

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

电子硬件工程师要求

电子硬件工程师要求 基于实际经验与实际项目详细理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本...基本上就可以成为一个合格的电子工程师:第一部分:硬件知识一、数字信... 基于实际经验与实际项目详细理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本知识。 1)基本设计规范 2)CPU基本知识、架构、性能及选型指导 3)MOTOROLA公司的PowerPC系列基本知识、性能详解及选型指导 4)网络处理器(INTEL、MOTOROLA、IBM)的基本知识、架构、性能及选型 5)常用总线的基本知识、性能详解 6)各种存储器的详细性能介绍、设计要点及选型 7)Datacom、Telecom领域常用物理层接口芯片基本知识,性能、设计要点及选型 8)常用器件选型要点与精华 9)FPGA、CPLD、EPLD的详细性能介绍、设计要点及选型指导 10)VHDL和Verilog HDL介绍 11)网络基础 12)国内大型通信设备公司硬件研究开发流程 最流行的EDA工具指导 熟练掌握并使用业界最新、最流行的专业设计工具 1)Innoveda公司的ViewDraw,Power PCB,Cam350 2)CADENCE公司的OrCad,Allegro,Spectra 3)Altera公司的MAX+PLUS II 4)学习熟练使用VIEWDRAW、ORCAD、POWERPCB、SPECCTRA、ALLEGRO、CAM350、MAX+PLUS II、ISE、FOUNDATION等工具 5)XILINX公司的FOUNDATION、ISE 一.硬件总体设计 掌握硬件总体设计所必须具备的硬件设计经验与设计思路 1)产品需求分析 2)开发可行性分析 3)系统方案调研 4)总体架构,CPU选型,总线类型 5)数据通信与电信领域主流CPU:M68k系列,PowerPC860,PowerPC8240,8260体系结构,性能及对比6)总体硬件结构设计及应注意的问题 7)通信接口类型选择 8)任务分解 9)最小系统设计 10)PCI总线知识与规范 11)如何在总体设计阶段避免出现致命性错误 12)如何合理地进行任务分解以达到事半功倍的效果 13)项目案例:中、低端路由器等 二.硬件原理图设计技术 目的:通过具体的项目案例,详细进行原理图设计全部经验,设计要点与精髓揭密。 1)电信与数据通信领域主流CPU(M68k,PowerPC860,8240,8260等)的原理设计经验与精华;

硬件电路设计基础知识

硬件电子电路基础

第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识 一、什么是半导体 半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。(导电能力即电导率)(如:硅Si 锗Ge等+4价元素以及化合物)

二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。(略) 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂──管子 ?温度──热敏元件 ?光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 ?自由电子──受束缚的电子(-) ?空穴──电子跳走以后留下的坑(+) 三、杂质半导体──N型、P型 (前讲)掺杂可以显著地改变半导体的导电特性,从而制造出杂质半导体。 ?N型半导体(自由电子多) 掺杂为+5价元素。如:磷;砷P──+5价使自由电子大大增加原理:Si──+4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成: o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 ?P型半导体(空穴多) 掺杂为+3价元素。如:硼;铝使空穴大大增加 原理:Si──+4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──+3价 载流子组成:

o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论:N型半导体中的多数载流子为自由电子; P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时,交界面两侧的那部分区域。 2、PN结的结构 分界面上的情况: P区:空穴多 N区:自由电子多 扩散运动: 多的往少的那去,并被复合掉。留下了正、负离子。 (正、负离子不能移动) 留下了一个正、负离子区──耗尽区。 由正、负离子区形成了一个内建电场(即势垒高度)。 方向:N--> P 大小:与材料和温度有关。(很小,约零点几伏)

微波谐振腔特性参数的计算和仿真

大连海事大学毕业论文 二0一一年六月

微波谐振腔特性参数的计算和仿真 专业班级:通信工程3班 姓名:张振北 指导教师:傅世强 信息科学技术学院

摘要 微波谐振腔其内部的电磁场分布在空间三个坐标方向上都将受到限制,均成驻波分布.微波谐振腔在微波电路中起着与低频LC振荡回路相同的作用,是一种具有储能和选频特性的谐振器件.这次主要研究矩形谐振腔和圆柱体谐振腔的特性参数的计算和仿真.计算时用VC++中的MFC编写一个小界面计算工具,当输入变量参数时,类似计算器形式直接输出计算结果,仿真所用软件为HFSS,对矩形谐振腔和圆柱谐振腔进行仿真,输入变量得出仿真结果并与上述结算结果进行比较。本文首先介绍了微波谐振腔的发展及前景和理论基础知识和MFC,Hfss等软件.然后分别进行了: 1.对金属谐振腔中特性参数的特性及计算方式进行深入探讨,学习其基本特 性与基本分析方法。 2.矩形谐振腔和圆柱谐振腔特性参数的计算在小界面计算方式方式下表示, 并举例输入变量得出计算结果。 3.用Hfss微波技术仿真软件对矩形谐振腔和圆柱谐振腔仿真,与之前的结 果进行比较。 4.在小界面计算工具在输入不同尺寸,内部填充不同材料,以及用铜,铁, 铝等材料作为谐振腔表面材料等多种情况下计算,得出不同结果,并用仿 真软件对矩形及圆柱谐振腔仿真,两组数据比较并得出结果。 本文主要研究金属谐振腔中矩形谐振腔及圆柱谐振腔特性参数的特性及计算方法,对其特性参数的特点,计算方式进行深入研究,然后运用编程软件对其编程,得到一个便捷的计算工具,并对矩形及圆柱谐振腔仿真,计算结果与仿真结果比较来判别计算工具的实用性与便捷性。 关键词:金属谐振腔,特性参数,MFC,小界面,Hfss,仿真

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

电路硬件设计基础

1.1电路硬件设计基础 1.1.1电路设计 硬件电路设计原理 嵌入式系统的硬件设计主要分3个步骤:设计电路原理图、生成网络表、设计印制电路板,如下图所示。 图1-1硬件设计的3个步骤 进行硬件设计开发,首先要进行原理图设计,需要将一个个元器件按一定的逻辑关系连接起来。设计一个原理图的元件来源是“原理图库”,除了元件库外还可以由用户自己增加建立新的元件,用户可以用这些元件来实现所要设计产品的逻辑功能。例如利用Protel 中的画线、总线等工具,将电路中具有电气意义的导线、符号和标识根据设计要求连接起来,构成一个完整的原理图。 原理图设计完成后要进行网络表输出。网络表是电路原理设计和印制电路板设计中的一个桥梁,它是设计工具软件自动布线的灵魂,可以从原理图中生成,也可以从印制电路板图中提取。常见的原理图输入工具都具有Verilog/VHDL网络表生成功能,这些网络表包含所有的元件及元件之间的网络连接关系。 原理图设计完成后就可进行印制电路板设计。进行印制电路板设计时,可以利用Protel 提供的包括自动布线、各种设计规则的确定、叠层的设计、布线方式的设计、信号完整性设计等强大的布线功能,完成复杂的印制电路板设计,达到系统的准确性、功能性、可靠性设计。 电路设计方法(有效步骤) 电路原理图设计不仅是整个电路设计的第一步,也是电路设计的基础。由于以后的设计工作都是以此为基础,因此电路原理图的好坏直接影响到以后的设计工作。电路原理图的具体设计步骤,如图所示。

图1-2原理图设计流程图 (1)建立元件库中没有的库元件 元件库中保存的元件只有常用元件。设计者在设计时首先碰到的问题往往就是库中没有原理图中的部分元件。这时设计者只有利用设计软件提供的元件编辑功能建立新的库元件,然后才能进行原理图设计。 当采用片上系统的设计方法时,系统电路是针对封装的引脚关系图,与传统的设计方法中采用逻辑关系的库元件不同。 (2)设置图纸属性 设计者根据实际电路的复杂程度设置图纸大小和类型。图纸属性的设置过程实际上是建立设计平台的过程。设计者只有设置好这个工作平台,才能够在上面设计符合要求的电路图。 (3)放置元件 在这个阶段,设计者根据原理图的需要,将元件从元件库中取出放置到图纸上,并根据原理图的需要进行调整,修改位置,对元件的编号、封装进行设置等,为下一步的工作打下基础。 (4)原理图布线 在这个阶段,设计者根据原理图的需要,利用设计软件提供的各种工具和指令进行布线,将工作平面上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来,构成一个完整的原理图。 (5)检查与校对 在该阶段,设计者利用设计软件提供的各种检测功能对所绘制的原理图进行检查与校对,以保证原理图符合电气规则,同时还应力求做到布局美观。这个过程包括校对元件、导线位置调整以及更改元件的属性等。 (6)电路分析与仿真 这一步,设计者利用原理图仿真软件或设计软件提供的强大的电路仿真功能,对原理图的性能指标进行仿真,使设计者在原理图中就能对自己设计的电路性能指标进行观察、测试,从而避免前期问题后移,造成不必要的返工。

硬件工程师必须掌握基础

第一部分.硬件工程师必须掌握基础知识与经验精华 目的:基于实际经验与实际项目详细理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本知识。成为合格的硬件工程师的必备知识,全部来源于工程实践的实际要求. 1) 基本设计规范 2) CPU基本知识、架构、性能及选型指导(MIPS,POWERPC,X86) 3) MOTOROLA公司的PowerPC系列基本知识、性能详解及选型指导 4) 网络处理器(INTEL、MOTOROLA、IBM)基本知识、架构、性能及选型 5) 多核CPU的基础知识及典型应用 6) 常用总线的基本知识、性能详解(总线带宽、效率等) 7) 各种存储器详细性能介绍,设计要点及选型指导(DDR I,DDR II,L2 CACHE) 8) DATACOM、TELECOM常用物理层接口芯片基本知识、性能、设计要点及选型指导 9) 常用器件选型指导 10)FPGA、CPLD、EPLD的详细性能、设计要点及选型指导 11)VHDL or Verilog HDL 12)网络基础:交换,路由 13)国内大型硬件设备公司的硬件研发规范和研发流程介绍: 第二部分.硬件开发工具 目的:“工欲善其事,必先利其器”,熟练使用业界最新、最流行的专业设计工具,才可完成复杂的硬件设计。为了让学员对自己的培训投资能够物超所值,我们不会象某些培训机构那样, 将大量时间浪费在工具的使用上面,课堂上我们将基本不讲授这些工具的使用方法,而是希望学员能够通过自己在课下学习,此部分我们只进行课堂上的关键部分的指导,本部分不是课程的重点内容,虽然工具的使用对于成为合格的硬件工程师是必须和必备的技能; 1) INNOVEDA公司的ViewDraw,PowerPCB,Cam350 2) CADENCE公司的OrCad,Allegro,Spectra 3) Altera公司的MAX+PLUS II 4) XILINX公司的FOUNDATION、ISE 第三部分.硬件总体设计及原理图设计的核心经验与知识精华 此部分,讲师将依据国内著名硬件设备公司的产品开发流程,以基于高速总线结构和高端CPU的几个硬件开发项目为主线,将详细、深入、专业地讲解、剖析硬件总体设计和原理设计的核心经验和知识精华,把业内一些“概不外传”的经验与精髓传授给学员。我们希望通过"真正的经验传授"使你迅速成长为优秀的硬件总体设计师; 核心要点: 1)原理图设计全部经验揭密2) 原理图检查checklist 3) 设计理念的根本改变:“纸上”作业4) 结合已经批量转产的高端产品的原理图(原件)进行讲解 1) 产品需求分析 2) 开发可行性分析 3) 系统方案调研,给出我们自己总结的、非常实用有效的、相关的检查项, 4) 硬件总体设计的检查: checklist 5) 总体架构,CPU选型,总线类型 6) 通信接口类型选择 7) 任务分解

硬件基础知识

第三章硬件基础知识学习 通过上一课的学习,我们貌似成功的点亮了一个LED小灯,但是还有一些知识大家还没有 彻底明白。单片机是根据硬件电路图的设计来写代码的,所以我们不仅仅要学习编程知识,还有硬件知识,也要进一步的学习,这节课我们就要来穿插介绍电路硬件知识。 3.1 电磁干扰EMI 第一个知识点,去耦电容的应用,那首先要介绍一下去耦电容的应用背景,这个背景就是电磁干扰,也就是传说中的EMI。 1、冬天的时候,尤其是空气比较干燥的内陆城市,很多朋友都有这样的经历,手触碰到电脑外壳、铁柜子等物品的时候会被电击,实际上这就是“静电放电”现象,也称之为ESD。 2、不知道有没有同学有这样的经历,早期我们使用电钻这种电机设备,并且同时在听收音机或者看电视的时候,收音机或者电视会出现杂音,这就是“快速瞬间群脉冲”的效果,也称之为EFT。 3、以前的老电脑,有的性能不是很好,带电热插拔优盘、移动硬盘等外围设备的时候,内部会产生一个百万分之一秒的电源切换,直接导致电脑出现蓝屏或者重启现象,就是热插拔的“浪涌”效果,称之为Surge... ... 电磁干扰的内容有很多,我们这里不能一一列举,但是有些内容非常重要,后边我们要一点点的了解。这些问题大家不要认为是小问题,比如一个简单的静电放电,我们用手能感觉到的静电,可能已经达到3KV以上,如果用眼睛能看得到的,至少是5KV了,只是因为 这个电压虽然很高,电量却很小,因此不会对人体造成伤害。但是我们应用的这些半导体元器件就不一样了,一旦瞬间电压过高,就有可能造成器件的损坏。而且,即使不损坏,在2、3里边介绍的两种现象,也严重干扰到我们正常使用电子设备了。 基于以上的这些问题,就诞生了电磁兼容(EMC)这个名词。这节课我们仅仅讲一下去耦

交叉耦合带通滤波器

大学 课程设计任务书 序进行装订上交(大张图纸不必装订) 2.可根据实际内容需要续表,但应保持原格式不变。 指导教师签名:日期:

前言 (1) 一、背景知识 (2) 1、滤波器的发展 (2) 2、微波滤波器的应用 (2) 3、交叉耦合滤波器提出与发展 (3) 二、交叉耦合带通滤波器设计原理 (4) 1、交叉耦合滤波器的设计思路 (4) 2、新型耦合开环结构 (5) 3、交叉耦合滤波器的设计 (6) 三、仿真步骤 (9) 1、建立新工程 (9) 2、设置求解类型 (9) 3. 设置模型单位 (10) 4、建立滤波器模型 (10) 5、创建端口 (19) 6、创建Air (20) 7、设置边界条件 (20) 8、为该问题设置求解频率及扫频范围 (22) 9、优化仿真 (23) 10、保存工程 (24) 11、后处理操作 (25) 四、设计总结 (25) 参考文献 (27)

前言 微波滤波器是微波系统中重要元件之一,它用来分离或者组合各种不同频率信号的重要元件。在微波中继通信、卫信通信、雷达技术、电子对抗及微波测量中,具有广泛的应用。? 众所周知,滤波器的设计在低频电路中是用集总参数元件(电感L和电容C)构成的谐振回路来实现。但当频率高达300Mhz以上时,低频下的集总参数的LC谐振回路已不再适用了。这一方面由于当回路的线性尺寸和电磁波的波长可以比拟时,辐射相当显着,谐振回路的品质因数大大下降,因而必须采用分布参数的微波滤波器。?任何一个微波系统都是由各种各样的微波器件、有源电路和传输线等组成的。微波元件种类很多。按传输线类型可分为波导式、同轴式和微带式等;按功能可分为连接元件、终端元件、匹配元件、衰减元件、相移元件、分路元件、波型变换元件、滤波元件等;按变换性质可分为互易元件、非互易元件和非线性元件等。 本文正是根据微波滤波器的特性设计一种微带交叉耦合带通滤波器,要求其小型化、频段规则性高、边缘陡峭,可用于小型化天线系统。 摘要: 交叉耦合滤波器具有高选择性、低插入损耗、宽阻带、高的带外截止特性等,已被广泛应用于现代微波通信系统中,本文拟采用高品质谐振腔交叉耦合的形式实现该带通滤波器,结构简单紧凑,通带陡度较高,适合小型化设计,性能较高的天线或雷达双工器等电路使用。 关键词: 交叉耦合滤波器、微带线、设计、HFSS 一、背景知识 1、滤波器的发展 凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电信设备和各

模拟电路设计 基础知识(笔试时候容易遇到的题目)

模拟电路设计基础知识(笔试时候容易遇到的 题目) 1、最基本的如三极管曲线特性(太低极了点) 2、基本放大电路,种类,优缺点,特别是广泛采用差分结构的原因 3、反馈之类,如:负反馈的优点(带宽变大) 4、频率响应,如:怎么才算是稳定的,如何改变频响曲线的几个方法 5、锁相环电路组成,振荡器(比如用D触发器如何搭) 6、A/D电路组成,工作原理如果公司做高频电子的,可能还要RF知识,调频,鉴频鉴相之类,不一一列举太底层的MOS管物理特性感觉一般不大会作为笔试面试题,因为全是微电子物理,公式推导太罗索,除非面试出题的是个老学究 ic设计的话需要熟悉的软件adence, Synopsys, Advant,UNIX当然也要大概会操作实际工作所需要的一些技术知识(面试容易问到) 如电路的低功耗,稳定,高速如何做到,调运放,布版图注意的地方等等,一般会针对简历上你所写做过的东西具体问,肯定会问得很细(所以别把什么都写上,精通之类的词也别用太多了),这个东西各个人就不一样了,不好说什么了。 2、数字电路设计当然必问Verilog/VHDL,如设计计数器逻辑方面数字电路的卡诺图化简,时序(同步异步差异),触发器有几种(区别,优点),全加器等等比如:设计一个自动售货

机系统,卖soda水的,只能投进三种硬币,要正确的找回钱数1、画出fsm(有限状态机)2、用verilog编程,语法要符合fpga设计的要求系统方面:如果简历上还说做过cpu之类,就会问到诸如cpu如何工作,流水线之类的问题3、单片机、DSP、FPG A、嵌入式方面(从没碰过,就大概知道几个名字胡扯几句,欢迎拍砖,也欢迎牛人帮忙补充)如单片机中断几个/类型,编中断程序注意什么问题 DSP的结构(冯、诺伊曼结构吗?)嵌入式处理器类型(如ARM),操作系统种类 (Vxworks,ucos,winCE,linux),操作系统方面偏CS方向了,在CS篇里面讲了4、信号系统基础拉氏变换与Z变换公式等类似东西,随便翻翻书把如、h(n)=-a*h(n-1)+b*δ(n) a、求h(n)的z变换 b、问该系统是否为稳定系统 c、写出F IR数字滤波器的差分方程以往各种笔试题举例利用4选1实现F(x,y,z)=xz+yz 用mos管搭出一个二输入与非门。 用传输门和倒向器搭一个边沿触发器用运算放大器组成一个10倍的放大器微波电路的匹配电阻。 名词解释,无聊的外文缩写罢了,比如PCI、EC C、DDR、interrupt、pipeline IRQ,BIOS,USB,VHDL,VLSI VCO(压控振荡器) RAM (动态随机存储器),FIR IIR DFT(离散傅立叶变换) 或者是中文的,比如 a量化误差 b、直方图 c、白平衡共同的注

各专业软件大全

EDI SACS5.2 pressCAD PARADIGM EPOS3.0 地球物理数据处理应用软件 Excess Plus5.8模具设计 ATLAS.ti5.0 StruCAD*3D应力分析有限元软件 PAM STAMP 2G v2005(世界首屈一指的冲压模拟软件) JmatPro4.1 材料性能模拟软件 Space-E v4.6 KD-RTI和KD-FRMC软件 E-Prime2.0 心理软件 GENESIS2000V9.0a5 SpeedCAD for electric motor desing Crystal Report 11开发版 Crystal Report 11开发版 Crystal Reports 10 Advanced Developer(水晶报表10高级开发版) Green Hills 3.0/3.5/3.6/4.0.7/4.2.3 GreenHills Multi for ARM v4.2.3 GreenHils Multi For MIPS V4.2.3 Metrowerks CodeWarrior 6.0/8.1 Metrowerks CodeWarrior HC05/HC08 WindRiver Diab 4.3/4.4/5.0/5.2 北京灵图VRMAP3.0软件 中视典VR-Platform7.0企业版 FLAC3D/FLAC2D SPSS 14/SPSS 15/SPSS 16统计软件 MAGMA压注模流分析软件 SURPAC5.2矿山工程软件 surpac vision LandMark 地震处理解释系统软件 流体计算软件FLUENT 6.3 Fluid Plan气动/液压设计工程软件 热力学计算软件THERMCAL 电子散热软件icepak4.3 Flomerics flotherm 7.0(电子电器设备空气流和热传导分析的专用CFD软件) Fluent Icepak v4.3(专用的热控分析CFD软件) 质的研究软件QSR NVivo 7.0 流体动力仿真软件HyPneu 汽车仿真软件Avl advisor2004 Avl Cruise4.0汽车性能仿真软件 韩国铸造分析软件AnyCasting9.2 anyPRE 前处理模块 anyPOST 后处理模块 anySOLVER 求解器模块 anyDBASE 数据库模块

集成电路设计基础

集成电路设计基础复习提纲 一EDA常用命令 ls 显示当前目录下的文件和路径。Pwd显示当前文件的绝对路径.。Cd进入指定目录。More显示文件内容。Cp拷贝。Mkdir创建目录。tar 打包。zip压缩。unzip解压。ftp传送文件。 二基本概念 1版图设计 CIW命令解释窗口, Library 库,Reference Library相关库, Library Path库路径,Cell单元,View视图,Techfiler.tf工艺文件, cds.lib库管理文件, techfile.cds ASCII 文件,LSW图层选择窗口,display.drf图层显示文件。LayerPurpose Pair层次用途配对,Cellview Attributes and Properties单元视图属性,Instance单元,Snap Mode 光标按钮画线条或图形的模型。Stream。数据流(一个标准数据格式用在cad系统间传递物理设计数据) parameterized cells,参数化单元。Flatten,打平 设计方法 1 CIC设计流程 ①设计规划。②建库。③原理图输入。④电路仿真。⑤单元模块版图。⑥TOP 版图。⑦验证。⑧输出GDSII。⑨制掩膜。⑩流片封装测试。 2CIC建库的步骤,工艺文件和显示文件的使用。 建库进入设计项目所在的文件夹,打开名利窗口输入icfb,在ciw菜单栏中选择file-creat-creat new library,选择要连接的Techfiler.tf或者选择相应库作为链接库,后根据指示完成余下的操作 工艺文件p1-40说明图层连接,等效连接,不可被重叠,自动布线,设计规则等情况 ciw-technology-file-dump ,design,layout definations,ascll 命名.Tf,ok;/techpurposes /techlayers;/techdisplays;/techlayerpurposepriorities(图层目的优先);:q!(保存退出):wq!(写后保存退出);/ptap File-load 显示文件的使用:在显示资源编辑窗口里编辑并保存(display。drf)长期有效 添加新包,先编辑显示文件再在显示资源编辑窗口里编辑其填充等;file—save;tools-display resources-mergefile;分配图层目的配对。 3单元版图绘图方法及编辑基本方法, 新建,根据设计要求选择图层用不同的绘图命令绘制和按参数编辑、连接,测试4绘图及编辑常用命令的使用: Create— Rectangle 。create-rectangle left点拉升点 Instance、create-instance(名字不可改)填写库cell view 坐标等 Path、create-path 1点2点+回车/双击 Pcell、edit-hierarchy(分层)-make cell 填写,画长方形区域,ok Polygon、create- Polygon(F3),选择图层,点,点等,回车 Conics create-arc,点,点,点回车

微波基本知识

微波加热技术常见问题解答 问题1:微波是什么? 问题2:微波是怎样产生的? 问题3:微波应用的频率有那些? 问题4:微波加热的原理是什么? 问题5:微波杀菌的机理是什么? 问题6:微波的穿透能力如何? 问题7:什么叫微波的选择性加热? 问题8:微波加热为什么称之为内部加热方式? 问题9:各种物质对微波的吸收能力如何? 问题10:微波的脱水效率如何? 问题1:微波是什么?答:微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波,微波是指频率为300MHz-300KMHz的电磁波,即波长在1米到1毫米之间的电磁波。微波频率比一般的无线电波频率高,通常也称为“超高频电磁波”。 问题2:微波是怎样产生的?答:微波能通常由直流或50MHz交流电通过一特殊的器件来获得。可以产生微波的器件有许多种,但主要分为两大类:半导体器件和电真空器件。电真空器件是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件,或称之为电子管。在电真空器件中能产生大功率微波能量的有磁控管,多腔速调管,微波三、四极管,行波管等。在目前微波加热领域特别是工业应用中使用的主要是磁控管及速调管。

问题3:微波应用的频率有那些?答:因为微波应用极为广泛,特别是通信领域,为了避免相互间的干扰,国际无线电管理委员会对频率的划分作了具体规定。分给工业、科学和医学用的频率有 433 兆赫、915兆赫、2450兆赫、5800兆赫、22125兆赫,与通信频率分开使用。目前国内用于工业加热的常用频率为915兆赫和2450兆赫。微波频率与功率的选择可根据被加热材料的形状、材质、含水率的不同而定。问题4:微波加热的原理是什么?答:介质材料由极性分子和非极性分子组成,在电磁场作用下,这些极性分子从原来的随机分布状态转向依照电场的极性排列取向。而在高频电磁场作用下,这些取向按交变电磁的频率不断变化,这一过程造成分子的运动和相互摩擦从而产生热量。此时交变电场的场能转化为介质内的热能,使介质温度不断升高,这就是对微波加热最通俗的解释。 问题5:微波杀菌的机理是什么?答:微波灭菌的机理在于,细菌、成虫与任何生物细胞一样,是由水、蛋白质、核酸、碳水化合物、脂肪和无机物等复杂化合物构成的一种凝聚态介质。其中水是生物细胞的主要成分,含量在75~85%,因为细菌的各种生理活动都必须有水参与才能进行,而细菌的生长繁殖过程,对各种营养物的吸收是通过细胞膜质的扩散、渗透和吸附作用来完成的。在一定强度微波场的作用下,物料中的虫类和菌体也会因分子极化驰豫,同时吸收微波能升温。由于它们是凝聚态物质,分子间的作用力加剧了微波能向热能的能态转化。从而使体内蛋白质同时受到无极性热运动和极性转动两方面的作用,使其空间结构变化或破坏,而使蛋白质变性。蛋白质变性

硬件电路设计基础知识.docx

硬件电子电路基础关于本课程 § 4—2乙类功率放大电路 § 4—3丙类功率放大电路 § 4—4丙类谐振倍频电路 第五章正弦波振荡器 § 5—1反馈型正弦波振荡器的工作原理 § 5— 2 LC正弦波振荡电路 § 5— 3 LC振荡器的频率稳定度 § 5—4石英晶体振荡器 § 5— 5 RC正弦波振荡器

第一章半导体器件 §1半导体基础知识 §1PN 结 §-1二极管 §1晶体三极管 §1场效应管 §1半导体基础知识 、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。(导电能力即电导率)(如:硅Si锗Ge等+ 4价元素以及化合物) 、半导体的导电特性本征半导体一一纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。(略)

1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂一一管子 *温度--- 热敏元件 ?光照——光敏元件等 2、半导体中的两种载流子一一自由电子和空穴 ?自由电子——受束缚的电子(一) ?空穴——电子跳走以后留下的坑(+ ) 三、杂质半导体——N型、P型 (前讲)掺杂可以显著地改变半导体的导电特性,从而制造出杂质半导体。 *N型半导体(自由电子多) 掺杂为+ 5价元素。女口:磷;砷P—+ 5价使自由电子大大增加原理:Si—+ 4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成: o本征激发的空穴和自由电子——数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子——数量多。 o 空穴——少子 o 自由电子------ 多子 ?P型半导体(空穴多) 掺杂为+ 3价元素。女口:硼;铝使空穴大大增加 原理:Si—+ 4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B——+ 3价 载流子组成: o本征激发的空穴和自由电子数量少。 o掺杂后由B提供的空穴——数量多。 o 空穴——多子 o 自由电子——少子

微波技术基础课程学习知识要点

《微波技术基础》课程学习知识要点 第一章学习知识要点 1.微波的定义—把波长从1米到0.1毫米范围内的电磁波称为微波。微波波段对应的频率范围为: 3×108Hz~3×1012Hz。在整个电磁波谱中,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宽10000倍。一般情况下,微波又可划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个波段。 2.微波具有如下四个主要特点:1) 似光性、2) 频率高、3) 能穿透电离层、4) 量子特性。 3.微波技术的主要应用:1) 在雷达上的应用、2) 在通讯方面的应用、3) 在科学研究方面的应用、4) 在生物医学方面的应用、5) 微波能的应用。 4.微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科,它的基本理论是经典的电磁场理论,研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。一种是“场”的分析方法,即从麦克斯韦方程出发,在特定边界条件下解电磁波动方程,求得场量的时空变化规律,分析电磁波沿线的各种传输特性;另一种是“路”的分析方法,即将传输线作为分布参数电路处理,用克希霍夫定律建立传输线方程,求得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。 第二章学习知识要点 1. 传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。微波传输线是一种分布参数电路,线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数,它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。传输线方程是传输线理论中的基本方程。 2. 均匀无耗传输线方程为

() ()()()d U z dz U z d I z dz I z 22222 20 -=-=ββ 其解为 ()()() U z A e A e I z Z A e A e j z j z j z j z =+=---120121ββββ 对于均匀无耗传输线,已知终端电压U 2和电流I 2,则: 对于均匀无耗传输线,已知始端电压U 1和电流I 1,则: 其参量为 Z L C 00 0=,βπλ=2p ,v v p r =0 ε,λλεp r =0 3. 终端接的不同性质的负载,均匀无耗传输线有三种工作状态: (1) 当Z Z L =0时,传输线工作于行波状态。线上只有入射波存在,电压电流振幅不变,相位沿传播方向滞后;沿线的阻抗均等于特性阻抗;电磁能量全部被负载吸收。 (2) 当Z L =0、∞和±jX 时,传输线工作于驻波状态。线上入射波和反射波的振幅相等,驻波的波腹为入射波的两倍,波节为零;电压波腹点的阻抗为无限大,电压波节点的阻抗为零,沿线其余各点的阻抗均为纯电抗;电压(电流)波腹点和电压(电流)波节点每隔λ4交替出现,每隔2λ重复出现;没有电磁能量的传输,只有电磁能量的交换。 (3) 当Z R jX L L L =+时,传输线工作于行驻波状态。行驻波的波腹小于两倍入射波,波节不为零;电压波腹点的阻抗为最大的纯电阻R Z max =ρ0,电压波节点的阻抗为最小的纯电阻R Z min =0ρ; ()()?????-=-= sin cos sin cos 011011Z z jU z I z I z Z jI z U z U ββββ()()?????+=+= sin cos sin cos 022022Z z jU z I z I z Z jI z U z U ββββ

电子硬件的知识体系是怎样的

电子硬件的知识体系是怎样的 最近有不少软件领域的牛人进军硬件行业,但不知从何处入手。相信每个人面对一个庞大的知识体系时都一样迷茫。最佳的应对策略就是找一个最贴近自己需求的切入点,然后向四面八方铺开去逐渐认识整个知识网络。这篇文章就是为了让你在这个知识网里面找到自己现在的位置,然后有目的有方向地选择下一步。 简单来讲硬件的体系像软件一样也分层:最底层是包含电学现象在内的微观物理现象,几乎是纯粹的抽象理论集合,能看得见摸得着的实物不多。比如半导体掺杂特定杂质后,其原子核俘获自由电子的能力增强或减弱。由此带来的PN结的应用。再比如带电粒子在磁场中的受力情况(洛仑兹力),由此延伸出阴极射线管、霍尔效应等应用。还有通电导线以及螺线管产生的磁场形状,这个应用就多了去了。再比如波动的发射源与接收点之间距离变化造成接收到的频率变化(多普勒效应),由此延伸出测速雷达之类的应用……基本上从初中物理到大学物理,所有与电相关的知识都涵盖在里面。物理与数学作为基础学科与这些基本物理现象一脉相承,是整个硬件行业乃至软件行业的基石。现在很多硬件工程师并不熟悉这些基础学科,这在解决问题时会给他们带来很大的局限,一是无法迅速找到最合适的方案,二是无法分析手中的方案来龙去脉是什么,怎样优化现有方案。向上一层是分立电子元件。电阻、电容、电感、二极管这些称为无源器件,三极管、场效应管这些是有源器件,这些器件的特性反应在输出信号随着输入信号变化的特性上,而要这些特性体现出来,必须在输入信号之外另行提供电源,因此叫做有源器件。 分立电子元件是板级硬件工程师选材的基本单位。这一层分为理论和实践两个方面,实践不难,找几个典型的电子元件摸一摸,拿万用表测一下。以后看见了能认识就行。理论这方面,合格的模电工程师必须熟练掌握这些元件的自身特性和典型应用。数字硬件工程师往往不太注重这些基本知识,有人不会画N-MOSFET和P-MOSFET的电路符号,有人不懂计算晶体三极管的静态工作点。还有人RC电路的零状态响应理解不够透彻,不懂怎样计算数字集成电路的复位阻容网络时间常数。这些多少都会构成硬伤。学习这一层理论最好参考通用的大学《电工学》教材,高等教育出版社上下册。如果对上面讲过的最底层的

电路设计的基本原理和方法

电路设计的基本原理和方法 本人经过整理得出如下的电路设计方法,希望对广大电子爱好者及热衷于硬件研发的朋友有所帮助。 电子电路的设计方法 设计一个电子电路系统时,首先必须明确系统的设计任务,根据任务进行方案选择,然后对方案中的各个部分进行单元的设计,参数计算和器件选择,最后将各个部分连接在一起,画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。 一.明确系统的设计任务要求 对系统的设计任务进行具体分析,充分了解系统的性能,指标,内容及要求,以明确系统应完成的任务。 二.方案选择 这一步的工作要求是把系统要完成的任务分配给若干个单元电路,并画出一个能表示各单元功能的整机原理框图。 方案选择的重要任务是根据掌握的知识和资料,针对系统提出的任务,要求和条件,完成系统的功能设计。在这个过程中要敢于探索,勇于创新,力争做到设计方案合理,可靠,经济,功能齐全,技术先进。并且对方案要不断进行可行性和有缺点的分析,最后设计出一个完整框图。框图必须正确反映应完成的任务和各组成部分的功能,清楚表示系统的基本组成和相互关系。 三.单元电路的设计,参数计算和期间选择 根据系统的指标和功能框图,明确各部分任务,进行各单元电路的设计,参数计算和器件选择。 1.单元电路设计 单元电路是整机的一部分,只有把各单元电路设计好才能提高整机设计水平。 每个单元电路设计前都需明确各单元电路的任务,详细拟定出单元电路的性能指标,与前后级之间的关系,分析电路的组成形式。具体设计时,可以模仿传输的先进的电路,也可以进行创新或改进,但都必须保证性能要求。而且,不仅单元电路本身要设计合理,各单元电路间也要互相配合,注意各部分的输入信号,输出信号和控制信号的关系。 2.参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求,就需要用电子技术知识对参数进行计算。例如,放大电路中各电阻值,放大倍数的计算;振荡器中电阻,电容,振荡频率等参数的计算。只有很好的理解电路的工作原理,正确利用计算公式,计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时,同一个电路可能有几组数据,注意选择一组能完成电路设计要求的功能,在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题: (1)元器件的工作电流,电压,频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求; (2)元器件的极限参数必须留有足够充裕量,一般应大于额定值的1.5倍; (3)电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3.器件选择 (1)元件的选择 阻容电阻和电容种类很多,正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同,有解电路对电容的漏电要求很严,还有些电路对电阻,电容的性能和容量要求很高。例如滤波电路中常用大容量(100uF~3000uF)铝电解电容,为滤掉高频通常

最新微波技术基础课程学习知识要点

《微波技术基础》课程学习知识要点 第一章 学习知识要点 1 ?微波的定义一 把波长从1米到0.1毫米范围内的电磁波称为微波。微波波段对应的频率范围 为:3X 108H Z ?3X 1012H Z 。在整个电磁波谱中,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宽 10000倍。一般情况下,微波又可划分为 分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个波段。 2 ?微波具有如下四个主要特点:1)似光性、2)频率高、3)能穿透电离层、4)量子特性。 3 ?微波技术的主要应用:1)在雷达上的应用、2)在通讯方面的应用、3)在科学研究方面的 应用、4)在生物医学方面的应用、5)微波能的应用。 4?微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科,它的基本理 论是经典 的电磁场理论,研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。一种是“场”的分析方 法,即从麦克斯韦方程出发,在特定边界条件下解电磁波动方程,求得场量的时空变化规律,分析 电磁波沿线的各种传输特性;另一种是“路”的分析方法,即将传输线作为分布参数电路处理,用 克希霍夫定律建立传输线方程,求得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。 第二章学习知识要点 1. 传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。微波传输线是一种分布参数电路, 线上的电压 和电流是时间和空间位置的二元函数,它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。传 输线方程是传输线理论中的基本方程。 2. 均匀无耗传输线方程为 其解为 U Z i= A “e 八 A 2e j Z I Z 丁 Z — A 2e j 'Z Z o 对于均匀无耗传输线,已知终端电压U 2和电流丨2,则: U Z =U 2COS :Z jl 2Z 0sin :z d 2 U Z d 平 2Z dz 2 -:2 U Z ]=0 -■21 Z = 0 I Z = l 2 COS :Z jU

相关文档
最新文档