[! attention] 将计算器设置为复数计算模式,并将「角度单位」设置为「度(D)」,否则在计算复数的时候容易出错。

[! note] 复习建议,看往年卷找规律,基本能把大部分考试内容覆盖,然后再去学

20202021202220232024 预测
耦合器1.6.1 Wilkinson 功率分配器1.5.3 四端口网络(定向耦合器)的基本特性
1.5.2 混合环耦合器的分析1.6.1 电阻功率分配器Wilkinson
(没有考)
滤波器设计阶越阻抗滤波器2.8.3 使用电容耦合并联谐振器的带通滤波器2.8.3 使用电容耦合并联谐振器的带通滤波器2.8.2 使用电容耦合串联谐振器的带通滤波器耦合线带通滤波器(没有考)
阶越阻抗滤波器(考了)
阻抗匹配3.2.3 四分之一波长变压器3.2.3 四分之一波长变压器用四分之以波长变压器为放大器做阻抗匹配(考了)
放大器最大功率增益4.1.2 放大器稳定性4.2.3 具有特定 NF 和功率增益的单边 LNA 设计最大功率增益(考了)
振荡器FET 振荡器设计示例 2:FET 振荡器的设计 P53RL 的选择 P18示例 3:BJT 振荡器的设计 P60
增加 BJT 不稳定区域P61
BJT 振荡器(考了 FET 设计振荡器步骤)
合成器数字合成器6. 宽带微波频率合成器5. 直接数字频率合成器(DDS)6. 宽带微波频率合成器DDS(没考,考了 PLL、直接综合器和间接综合器)
控制电路PN 二极管PIN-反射(混合耦合器)型移相器PIN-开关
变容二极管
PIN-负载线路移相器PIN
变容(都没考,考了材料 Si 和 GaAs)

并联 LC 谐振器 四分之一波长短路短截线

问题

  1. S 参数和反射系数的转换?

基础知识

  • 转置,即取共轭,将相位角的符号或虚数符号取反即可。
    • 的转置
    • 的转置
  • 极坐标乘法,即将幅值相乘,再将相位角相加
    • 源自复数的指数表示
  • 复数的绝对值,即取复数的实部或者极坐标的幅度。

耦合器

  • return loss
  • coupling
  • isolation
  • directivity
  • 关系为,

功率分配器

  • 电阻功率分配器
    • 特点:对称、互易、有损
  • Wilkinson 功率分配器
    • 特点:无损、非互易、非对称

滤波器

  • 滤波器低通原型设计

放大器

稳定性检验

  • 稳定性
    • unconditionally stable:对所有无源信号源和负载阻抗有
    • potentially unstable:对部分无源信号源和负载阻抗有
  • 稳定性检验
    • 对于单边器件而言(),当满足 的时候,器件无条件稳定。
    • 双参数检验
      • Rollet 条件及其辅助条件

        无条件稳定的Rollet 条件为,

        辅助条件为,

        当不满足的时候,为潜在不稳定状态

        指向原始笔记的链接
    • 单参数检验
      • K 参数

        K 参数稳定性检验式

        当有,

        无条件稳定。

        指向原始笔记的链接
      • 参数

        mu 参数稳定性检验式

        为 S 参数的行列式; 大于 1 的时候无条件稳定。较大的 意味着较大的稳定性

        指向原始笔记的链接

稳定性圆

增益

  • 转换功率增益
    • 转换功率增益计算式

      是负载耗散的功率; 是源资用功率。

      指向原始笔记的链接

阻抗匹配

振荡器

晶体管

单端口负阻振荡器

讨论负阻的两个条件并清楚地解释它们的含义。

如果晶体管的输出阻抗为 20-j35n,则计算晶体管的输入和输出反射系数。

频率合成器

原理图设计

射频信号处理和控制电路

[! note] 这部分老印应该会出概念题

  • Si pn junction diode & Schottky-barrier diode
    • Si pn 结相对于肖特基二极管的缺点
      • 少数载流子寿命较长导致结电容较大
      • 电荷迁移率低
      • 仅适用于几十 MHz
    • Detector
      • use the nonlinear I-V characteristic of diode
      • desirable device properties
        • Variable nonlinear resistance
        • High cutoff frequency
        • less LO power
        • Higher RF power and burnout level
        • quick recovery after saturation
      • Detector sensitivity
        • Current sensitivity
          • 是被二极管吸收的输入功率; 是直流输出电流
    • Mixer operating theory
      • 混频器用于 heterodyne scheme 来提升 detector 的灵敏度
      • 正向偏置通常通过 LO 泵浦电源实现,该泵浦电源由二极管整流。
      • IF 频率选择远高于 1 MHz。
      • 混频器变频损耗
  • Varactor diode
    • Tunable oscillator and filter
      • 通过变容二极管进行电子调谐;与偏置调谐相比,这会产生相当恒定的输出功率。
      • VCO 可应用于雷达和通信中常用的 FM 系统和频率捷变(frequency-agile)系统。
        • 例如 Synthesizer,广泛使用于仪器仪表、电子战 (EW) 和电子对抗系统 (ECM)。
      • 滤波器谐振频率
    • Multiplier and harmonic generator
      • 由于变容二极管具有非线性特性且相位噪声低,因此可用于倍频或谐波生成 (n = 4)。这对于生成难以获得基本源的高毫米波频率非常有用
      • multiplier 电路模块图
        • 低通滤波器:仅通过基波
        • 带通滤波器:仅通过所需的谐波
        • I/P 和 O/P 电路在各自的频率下与变容二极管共轭匹配。
        • 除 i/p 和 o/p 频率外,乘法器应在所有谐波处开路。
        • 转换效率
  • PIN diode
    • 与 pn 结二极管类似,但结电容较小,反向击穿电压较高。适用于高频、高功率。
    • 开关
      • 基于二极管的反向和正向偏置特性之间的阻抗差异。
      • 开关在雷达和通信系统以及微波仪器中具有多种应用。
      • 重要规格:插入损耗、隔离度、开关速度、功率处理能力
    • 移相器
      • 相控阵主要应用:相控阵雷达;波束形成网络
      • 通常设计用于 等“数字”相移。
      • p-i-n 二极管移相器的三种基本类型
        • 开关线路移相器
          • 最直接的类型; 2 个 SPDT 开关;
          • 特性:
            • 对于 TEM 传输线,相移是频率线性函数, 由此有真实时间延迟,失真小
            • 本质上是互易的
            • 最大数量每位4 个二极管
            • OFF线可能会发生谐振
            • 毫米波频率下的插入损耗较高
        • 负载线路移相器
          • 特性
            • 对于小相移很有用
            • 适用于高频率
        • 反射(混合耦合器)型移相器
          • 原理:SPST 开关控制反射信号的路径长度。通常使用正交混合电路来提供 2 端口电路,但也可以使用其他类型的混合电路,甚至循环器来实现此目的。
          • 操作:
            • i/p 信号在混合器的两个右侧端口之间均等分配,但异相 90°。
            • 两个二极管的偏置状态相同;从两个终端反射的波,在标记为“out”的端口处同相添加。
            • 打开或关闭二极管会改变两个反射波的总路径长度,从而在输出处产生相移。
  • Step-recovery diode
    • 特性
      • 非常高的谐波倍增,具有高功率水平、良好的效率和带宽。
      • 几百 MHz → 几 GHz
      • 谐波生成效率接近 (与变容二极管的 相比)
      • 不需要 idler circuit
    • 产生谐波的操作
      • 利用电容变化来产生谐波。
      • 这是通过正向偏压下的电荷存储和反向偏压下非常快速地切换到高阻抗状态来实现的。
      • 调整电路,使二极管在反向电流最大的瞬间开关(图 3.28),从而在每个励磁周期产生大而尖锐的电压脉冲。
      • 产生的脉冲序列含有丰富的谐波内容。
    • 要求/原因/影响
    • 正向电荷存储量高,即使反向周期开始也能导通,因此电荷存储时间长。因此用硅代替砷化镓
    • 在反向循环时快速放电,从而在短时间内达到高阻抗状态。这是产生尖锐电压脉冲的基本机制。正向周期注入的电荷不得传输太远
    • 反向电容较低使得宽耗尽宽度
    • 低串联电阻:实现低损耗、高效率
    • 高反向击穿电压:用于高功率应用
    • 开关时间短:建立高频工作限制
    • 耗尽区不要太宽:否则,渡越时间效应会降低高频时的效率