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《《微波器件原理与芯片设计 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 微波器件原理与芯片设计方法》》 ————第一章第一章 课程介绍与基础知识课程介绍与基础知识 东南大学毫米波国家重点实验室 陈 墨 2010-09-20 2 联系方式联系方式 陈 墨 主要研究方向： ¾毫米波电路： 低噪放、中等功率放大器、功放和频率源等等 （Ka-W波段） ¾应用系统：8mm测速，智能交通系统，3mmTR等 联系方法： ¾东南大学毫米波国家重点实验室 李文正楼620中 ¾ Email：mchen@seu.edu.cn ¾ 电话：13776624142 3 微波概念 Microwave Concept 什么是微波？ 4 微波概念 Microwave Concept 5 1. 电尺寸小 天线增益更高； 电路集成度更高 2. 通信容量更大 3. 穿透力更强：可穿透云雾和电离层 大气衰减“窗口” 地球的电离层，它对于短波几乎全反射， 这就是短波的天波通讯方式。而在微波波段则 有若干个可以通过电离层的“窗口”。 微波的特点 6 3. 大气衰减“窗口” 地球的电离层，它对于短波几乎全反射，这就是短波的 天波通讯方式。而在微波波段则有若干个可以通过电离层的 “窗口”。 微波概念 射电天文学； 7 4. 微波研究方法 场论的研究方法和网络的研究方法。这也是 本门课程要学习的重要方法。 其中场论方法的基础是本征模理论。 网络方法的基础是广义传输线理论。 微波概念 8 微波应用系统 ¾军事、民用雷达； •远程和超远程警戒雷达 •火控雷达 •制导雷达 •导航雷达 •气象雷达 •车辆防撞和倒车雷达 ¾ 通信 •移动通信 •卫星通信 •高速大容量数据传输系统 ¾ 射电天文 ¾ 遥感、探测系统 远程警戒 雷达YLC-4 火控雷达 Smart Sensor 9 军用微波系统军用微波系统 ¾ 敌我识别系统 ¾ 炮弹测速雷达 10 军用微波系统军用微波系统 ¾ 大型陆基X波段雷达 弹道导弹防御略图 ¾ 搜索目标 ¾ 分析捕获的目标， ¾ 跟踪识别目标； ¾ 引导拦截导弹 ¾ 火控 11 军用微波系统军用微波系统 ¾ 飞行器着陆系统 12 军用微波系统－导弹末制导军用微波系统－导弹末制导 国别 型 号 类型 制 导 模 式 美 狱火(hellfire) 空地 毫米波/红外 英 狱火(Brimstone) 空地 毫米波/红外 美 Wasp 空地 毫米波主动/毫米波被动/红外成像 日 ADAR 地空 毫米波/红外 美 AGM-65 空地 毫米波/红外成像 美 PAC-3 地空 毫米波半主动 美 ATACCM 空地 惯导/GPS/激光导航，毫米波雷达/红外成像 美 AASM 反舰 辅助惯导/激光导航，红外/毫米波末制导 法 Apache AP 空地 毫米波多普勒雷达/惯导 美 AARGM 空地 3mm雷达/无源反辐射寻的头 美 战斧IV 面地 惯导/GPS/主动毫米波或红外成像末制导 美 JTACMS 空地 激光半主动，加毫米波雷达导引头 英 Hakim改进型 空地 惯导+GPS/毫米波末制导 俄 9R114突击S导弹 反坦克 毫米波指令制导 13 民用微波系统民用微波系统 1、通信系统 （1）IMT-2000/UMTS International Mobile Telecom System- 2000,国际移动电话系统-2000 Universal Mobile Telecommunication System, CDMA2000 W-CDMA （2）蓝牙（bluetooth） （3）B-WLL/Local Multipoint Distribution Service （4）Global Broadband Communication System 14 民用微波系统民用微波系统 15 民用微波系统民用微波系统 1、美国GPS卫星导航系统 数量：由24颗卫星组成： 轨道：高度约20200公里，分布 在六条升交点互隔60度的轨道面 上； 精度：约为10米； 用途：军民两用； 进展：1993年全部建成，正在 实验第二代卫星系统，计划发射20 颗卫星，定位精度将达1毫米。 2、卫星导航系统 2、俄罗斯GLONASS卫星导航系统 数量：24颗卫星组成； 精度：10米左右； 用途：军民两用； 进展：目前已有17颗卫星在轨运行，计划2008年全部部署到位。 16 民用微波系统民用微波系统 3、中欧“伽利略”卫星导航系统 数量：30颗中高度圆轨道卫星组成，27颗为工作卫星，3颗为候补； 轨道：卫星高度为24126公里，位于3个倾角为56度的轨道平面内； 精度：最高精度小于一米，即使是免费使用的信号精度也达到六米； 用途：主要为民用； 进展：2005年12月28日首颗实验卫星已成功发 4、中国独辟蹊径的“北斗”卫星导航系统 数量：3颗卫星组成，2颗为工作卫星，1颗为备用卫星； 用途：军民两用 进展：分别于2000年和2003年依次发射成功。 17 Intelligent Transport System • Assistant for safe driving :automotive radar for smart car • 24GHz(ISM)/46.7~46.9GHz(USA)/60~61GHz • Power:~10mW 民用微波系统民用微波系统 18 民用微波系统民用微波系统 自动收费系统 Electronic Toll Collection System, ETC 19 民用微波系统民用微波系统 20 民用微波系统民用微波系统 探地雷达： 1、地质勘测； 2、地理环境测量； 3、工程勘探及其它非破坏性 探地测量。 21 相关器件相关器件 1、信号的产生和 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 （1）振荡器 （2）倍频器 （3）放大器 （4）混频器 2、信号的检测 （1）检波器 （2）混频器 3、信号的传输和辐射 （1）对应不同频率的传输线 （2）合适增益的天线 22 微波技术的发展微波技术的发展 20世纪 50年代 电真空器件 （大功率） 磁控管； 速调管； 返波管等 20世纪 60年代 半导体器件 （中小功率） 金属半导体二极 管； 场效应管； 晶体管等 MIC： MMIC：Monolithic microwave integrated circuit 混合集成电 路 单片集成电 路 23 MMICMMIC Ku波段放大器 混频器 24 目前国内相关公司目前国内相关公司 • MOTOROLA、Lucent、中兴、华为等 ¾射频、微波模块、RFIC、MMIC • Agilent，Anritsu ¾ 射频、微波、毫米波测试仪器 • 研究院所 ¾南京五十五所 ¾南京十四所 ¾上海微系统所 25 东大微波专业东大微波专业 “信息与通信工程” “电子科学与技术” “电磁场 与微波技术” “信号与 信息处理” “电路 与系统” “信息 安全” “通信与 信息系统” 毫米波国家重点实验室 移动通信国家重点实验室 毫米波应用 技术研究 射频通信 技术研究 RFIC研究 计算电磁学 研究中心 26 东大微波专业东大微波专业 具有32节点的并行计算机 高达110GHz的天线与散射测试环境 27 课程介绍课程介绍——本课程的主要内容本课程的主要内容 《微波器件原理与芯片设计方法》 微波器件 无源器件：滤波器、放大器、耦合器等 有源器件：振荡器、放大器、混频器、倍频器等 ¾ 基本工作原理 ¾ 常见电路实现 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ¾ 器件设计技术和相关设计软件 微波芯片：芯片的设计方法和工艺技术 微波测量：测试仪器、测量方法介绍 微波应用系统 28 课程介绍课程介绍——课程学时安排课程学时安排 讲授为主： ¾ 48个学时 课堂提问和习 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 →平时成绩 ¾ 关键知识点 ¾ 有代表性的器件和电路 作业→平时成绩 ¾ 巩固重要概念 考试 ¾ 闭卷考试→考试成绩90%，平时成绩10% 29 课程介绍课程介绍——教学参考书教学参考书 教材：《微波工程（第三版）》，D.M.Pozar，电子工业 出版社 其它参考书目： ¾ 《RF and Microwave Wireless Systems》. Kai Chang. John Wiley & Sons, Inc. 30 课程介绍课程介绍——教学参考书教学参考书 其它参考书目： ¾ 《微波固态电路设计（第二版）》Inder Bahl, Prakash Bhartia. 电子工业出版社 ¾ 《射频电路设计－理论与应用》. Reinhold Ludwig. 电子工 业出版社 31 基础知识： ¾ 第2章 传输线理论 ¾ 第4章 微波网络分析 ¾ 第5章 阻抗匹配和调谐 无源微波器件： ¾ 第7章 功率分配器和定向耦合器 ¾ 第8章 微波滤波器 有源微波器件 ¾ 第10章 噪声和有源射频器件 ¾ 第11章 微波放大器设计 ¾ 第12章 振荡器和混频器 微波应用系统 ¾ 第13章 微波系统导论 芯片设计方法 课程介绍课程介绍——教学参考书教学参考书 相关基础知识相关基础知识 32 课程介绍课程介绍——相关课程相关课程 先修课程 《微波技术》 《电磁场与波》 同期课程及后续课程 《天线技术》、《射频技术》、《集成电 路设计》、《现代卫星通信》、《现代雷达原 理》、《微波工程基础》、《微波网络》等 33 相关基础知识相关基础知识 ¾ 传输线－ 《电磁场与波》、 《微波技术》 ¾ Smith圆图－《微波技术》 ¾ 微波网络－《微波网络》 ¾ 阻抗匹配－《微波技术》 34 微波传输线的基本结构 带状线 微带线 《电磁场与波》 《微波技术》 35 微波传输线的基本结构 ¾ 了解其基本形态 ¾ 等效模型 ¾ 特性参数 ¾ 设计工具 ¾ 信号传输特性 36 波导结构传输线 微波传输线的基本结构 Ka－band：7.112×3.556mm2； F-band：2.032×1.016mm2； 800GHz直波导端口尺寸： 0.254×0.127mm 37 微带结构传输线 微波传输线的基本结构 38 趋肤效应R 四周存在高频磁场L 对地存在电场C 对地存在漏电G 传输线的等效模型 39 0 0 0 0 0 0 ( ) ( ) j z j z j z j z V z V e V e V VI z e e Z Z γ γ γ γ + − − + + − − + ⎧ = +⎪⎨ = −⎪⎩ 传输线上的电压和电流可表示为 传输线的等效模型 ( )( )j R j L G j Cγ α β ϖ ϖ= + = + + 0 R j LZ G j C ϖ ϖ += + 40 描述传输线特性的参数－1 传输线的特性参量主要包括：传播常数、特性阻抗、 相速和相波长、输入阻抗、反射系数、驻波比(行波系数) 和传输功率等。 1、特性阻抗 传输线的特性阻抗定义为传输线上入射波电压Vi (z) 与入射波电流Ii (z)之比，或反射波电压Vr (z)与反射波 电流Ir (z)之比的负值，即 ( ) ( ) ( ) ( ) 0 00 0 0 i r i r V z V z R j LZ I z I z G j C ω ω += = − = + 对于无耗传输线( )，则R G0 00 0= =, Z L C0 0 0 = 在无耗或低耗情况下，传输线的特性阻抗为一实数， 它仅决定于分布参数L0和C0，与频率无关。 41 传输线设计软件－ADS LineCalc 42 传输线设计软件－Transmission Line Calculator 《微波器件原理与芯片设计方法》� ——第一章 课程介绍与基础知识 联系方式 军用微波系统 军用微波系统 军用微波系统 军用微波系统－导弹末制导 民用微波系统 民用微波系统 民用微波系统 民用微波系统 民用微波系统 民用微波系统 民用微波系统 民用微波系统 相关器件 微波技术的发展 MMIC 目前国内相关公司 东大微波专业 东大微波专业 课程介绍—本课程的主要内容 课程介绍—课程学时安排 课程介绍—教学参考书 课程介绍—教学参考书 课程介绍—教学参考书 课程介绍—相关课程 相关基础知识 微波传输线的基本结构 微波传输线的基本结构 传输线设计软件－ADS LineCalc 传输线设计软件－Transmission Line Calculator