1.1 微波器件的发展
从上世纪五十年代发明微波二极管开始,人们不断探索微波领域的奥秘,开发出具有新
功能的微波器件,例如优尔十年代的微波晶体管以及之后的单片集成电路。现在,射频互补金
属氧化物半导体元器件和射频微波电子是微波技术主要的发展方向。
微波元件是用导行系统做成的,种类繁多,按导行系统结构分类的话可以分为波导型、
同轴线型和微带线型等,它们允许存在的场不同,主模不同;微波导行系统有可以传输单一
波形的,也有的波导可以同时传播多种场;还可以按作用分为终端元器件、匹配元器件、滤
波元器件和相移元器件等。
日常生活中应用的各种微波系统是由微波有源器件和无源器件组成,微波的产生、放大、
倍频、变频等众多核心问题主要是在有源器件的作用下产生的,微波固体电子学的发展为有
源元件发展的主要动力,经过几十年的发展,微波半导体器件不断推陈出新,新型半导体产
品不断出现,持续推动微波技术的发展。
我国研究微波器件的时间较短,在国外大部分微波元器件的制造技术已经比较成熟,并
且可以大批量生产。近年来,民用微波元件的需求量不断上升,军用产品对技术要求、元器
件各方面性能越来越严格,促使中国在微波领域不断进步,继而出现了各种各样的微波元件:
微波氧化铁器件、微波介质陶瓷器件等等。
随着微波技术不断的革新进步,微波元件及其相关介质材料的市场规模不断扩大。微波
元件已广泛用于通信、遥感探测、雷达、电子对抗、人造卫星等各个领域且在生产建设、科
学研究以及防灾减灾中发挥出重要作用。 伴随着移动手机的普及微波元件以及相关器件获得
极大地市场。随着工艺水平的日益发展,对微波半导体器件工作频率的不断提高,微波功率
不断增大,降低噪声系数以及提高半导体效率和可靠性,特别是微波电路集成化的出现,使
微波电子系统发生了新的变化。 伴随着市场需求不断增加还有科学技术的不断提高,改革日新月异,新型微波元件体积
不断缩小,集成化程度越来越高,不断向着高性能化、智能化方向发展。使用的材料也越来
越环保,绿色化生产技术已经成为行业技术的重点。
1.2 微带无源电路简介
无论在哪个频段,哪种电路工作,最常用到的是电路元器件是电阻、电容、电感、变压
器等。它们属于集总参数元器件,但是,由于工作频率的提高,低频电路中常用的这些无源
器件已经不再适用,而通过对微波技术的深入研究,在微波波段通过传输线的不均匀性即可
等效电感与电容。研究微波无源器件的结构和特性,分析无源器件的作用,更好的发挥他们
各自的功能。
低频无源电路组成主要包括电阻,电容,电感等。它的共同特点是在闭合电路中没有激
励可利用信号工作。电阻是阻止电流变化的元器件,电阻主要用于分压分流,在一定条件下,
电阻可以作为隔离、耦合存在。电阻用 R 表示。电容器由两块金属板组成,金属板中间存在
绝缘材料,介质的厚度影响电容器的功能特性。电容器既可以储电又可以放点,电容器电压
变化其实质就是电容器充放电过程,电容器能够隔直通交,电容器的通过能力与交流电压的
频率成正比。因此,电容也用作耦合,振荡等。电容的充放电是非线性的,呈现出来的也是
非线性变化,电容器用 C表示,单位F。 HFSS微带和差器的电磁仿真计算(2):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_20052.html