微波平面電路

『壹』 微波集成電路該怎麼介紹

微波集成電復路是工作制在微波波段和毫米波波段，由微波無源元件、有源器件、傳輸線和互連線集成在一個基片上，具有某種功能的電路。可分為混合微波集成電路和單片微波集成電路。混合微波集成電路是採用薄膜或厚膜技術，將無源微波電路製作在適合傳輸微波信號的基片上的功能塊。電路是根據系統的需要而設計製造的。常用的混合微波集成電路有微帶混頻器、微波低雜訊放大器、功率放大器、倍頻器、相控陣單元等各種寬頻微波電路。單片微波集成電路是採用平面技術，將元器件、傳輸線、互連線直接製做在半導體基片上的功能塊。砷化鎵是最常用的基片材料。微波集成電路起始於20世紀50年代。微波電路技術由同軸線、波導元件及其組成的系統轉向平面型電路的一個重要原因，是微波固態器件的發展。20世紀60～70年代採用氧化鋁基片和厚膜薄膜工藝；80年代開始有單片集成電路。

『貳』 微波集成電路的對比

單片集成與混合集成相比有下列特點：
1）具有更高的使用極限頻率，帶寬可以做得更寬。
2）由於減少了電路上的連結點，性能一致性更好。
3）基片面積更小，集成度可更高，體積、重量更小。
4）不能採用可調節元件。
5）單片集成中不能採用碰撞雪崩渡越時間模式的雪崩渡越時間二極體(IMPATT)。
6）必需採用計算機輔助設計進行電路的精確設計。
7）單片集成只有在大批量時才能成本小、價格低。

『叄』 微波電路產生分布參數的原因是什麼

Z和Y參數對於集總參數電路分析非常有效，各參數可以很方便的測試；但是在微波系統中，由於確定非TEM波電壓、電流非常困難，而且在微波頻率測量電壓和電流也存在實際困難。因此，在處理高頻網路時，等效電壓和電流以及有關的阻抗和導納參數變得較抽象。與直接測量入射、反射及傳輸波概念更加一致的表示是散射參數，即S參數矩陣，它更適合於分布參數電路。

『肆』 有緣微波電路和無源微波電路有什麼區別

有源指有電源，一般有源電路中含需電源驅動的IC晶元，無源電路則指一些電容電阻等構件的電路網路。

『伍』 什麼是單片微波集成電路(MMIC)

單片微波集成電路是為了應對5G數據網路的大信息量的單一封裝射頻組件集合元件。早版期基站權可能容納四到八根天線，而5G基站可以容納數百根獨立的發射和接收天線同時運行——這意味著現在有數百個無線電信道可以並行實施掃描和處理，而且都工作在更高的頻率上。由於天線配置的密度較大且比較復雜，連接必要數量的電纜來模擬和測試每一條信道會變得不切實際。由於在某種程度上，可通過更寬的帶寬信號實現5G固有的更高數據吞吐量，因此5G測試還需要能夠生成和分析新5G波形的極限寬頻儀器。因此5G測試系統的設計人員需要採用一種能夠在廣泛的頻帶中適應極端多信道測試環境的射頻組件，同時這種組件又不能顯著增加設備的尺寸和重量等。這意味著需要更高的集成度並採用一種全新的系統設計方案，即利用將多項功能集成在單一封裝中的單片微波集成電路（MMIC）來代替分立射頻元件。

『陸』 什麼物質的特性與微波相反

與微波相反的物質，也就是反微波！你可以去這個微波論壇上看看：http://www.blogcn.com/user59/mwrf/index.html！～~~ 微波系統的設計越來越復雜,對電路的指標要求越來越高,電路的功能越來越多,電路的尺寸要求越做越小,而設計周期卻越來越短。傳統的設計方法已經不能滿足微波電路設計的需要,使用微波EDA 軟體工具進行微波元器件與微波系統的設計已經成為微波電路設計的必然趨勢。EDA即Electronic Design Automation, 電子設計自動化；目前,國外各種商業化的微波EDA 軟體工具不斷涌現，微波射頻領域主要的EDA 工具首推Agilent 公司的ADS 軟體和Ansoft 公司的HFSS、Designer 軟體，其次是比較小型的有Microwave Office, Ansoft Serenade, CST, Zeland, XFDTD, Sonnet 等電路設計軟體。下面將會將會簡要地介紹一下各個微波EDA 軟體的功能特點和使用范圍，以期大家有個總體的了解。

微波EDA 模擬軟體與電磁場的數值演算法密切相關，在介紹微波EDA 軟體之前先簡要的介紹一下微波電磁場理論的數值演算法。所有的數值演算法都是建立在Maxwell方程組之上的，了解Maxwell方程是學習電磁場數值演算法的基礎；在頻域，數值演算法有：有限元法 ( FEM -- Finite Element Method）、矩量法( MoM -- Method of Moments），差分法( FDM -- Finite Difference Methods），邊界元法( BEM -- ），和傳輸線法( TLM -- Transmission-Line-matrix Method），在時域，數值演算法有：時域有限差分法( FDTD – Finite Difference Time Domain ），和有限積分法( FIT – Finite Integration Technology ）。如果想進一步了解各種數值演算法的具體實現，可以參閱以下幾本書籍：① Microwave Circuit Modeling Using Electromagnetic Field Simulation, ② Numerical Techniques in Electromagnetics, ③ Electromagmetic Simunation Using the FDTD Method，④ Complex eletromagnetic problems and numerical Simulation Approaches。

其中，使用矩量法( MoM ） 的微波EDA軟體有ADS，Ansoft Designer，Microwave Office, Zeland IE3D，Ansoft Esemble，Super NEC和FEKO；使用有限元法 ( FEM ） 的微波EDA軟體有HFSS和ANSYS；使用時域有限差分法( FDTD ） 的微波EDA軟體有 EMPIRE和XFDTD，使用有限積分法( FIT ） 的微波EDA軟體有CST Microwave Studio和CST Mafia。

下面來介紹較流行幾種的微波EDA軟體的功能和應用。

ADS – Advanced Design System，是Agilent公司推出的微波電路和通信系統模擬軟體，是國內各大學和研究所使用最多的軟體之一。其功能非常強大，模擬手段豐富多樣，可實現包括時域和頻域、數字與模擬、線性與非線性、雜訊等多種模擬分析手段，並可對設計結果進行成品率分析與優化，從而大大提高了復雜電路的設計效率，是非常優秀的微波電路、系統信號鏈路的設計工具。主要應用於：射頻和微波電路的設計，通信系統的設計，DSP設計和向量模擬。現在最新的版本是ADS2004A。

Ansoft Designer，是Ansoft公司推出的微波電路和通信系統模擬軟體；它採用了最新的視窗技術，是第一個將高頻電路系統,版圖和電磁場模擬工具無縫地集成到同一個環境的設計工具，這種集成不是簡單和界面集成,其關鍵是Ansoft Designer獨有的"按需求解"的技術,它使你能夠根據需要選擇求解器,從而實現對設計過程的完全控制。Ansoft Designer實現了「所見即所得」的自動化版圖功能，版圖與原理圖自動同步，大大提高了版圖設計效率。同時,Ansoft還能方便地與其他設計軟體集成到一起，並可以和測試儀器連接，完成各種設計任務，如頻率合成器，鎖相環，通信系統，雷達系統以及放大器，混頻器，濾波器，移相器，功率分配器，合成器和微帶天線等。主要應用於：射頻和微波電路的設計，通信系統的設計，電路板和模塊設計，部件設計。現在最新的版本是Ansoft Designer 2.1。

Ansoft HFSS，是Ansoft公司推出的三維電磁模擬軟體；是世界上第一個商業化的三維結構電磁場模擬軟體，業界公認的三維電磁場設計和分析的電子設計工業標准。HFSS提供了一簡潔直觀的用戶設計界面、精確自適應的場解器、擁有空前電性能分析能力的功能強大後處理器，能計算任意形狀三維無源結構的S參數和全波電磁場。HFSS軟體擁有強大的天線設計功能，它可以計算天線參量，如增益、方向性、遠場方向圖剖面、遠場3D圖和3dB帶寬；繪制極化特性，包括球形場分量、圓極化場分量、Ludwig第三定義場分量和軸比。使用HFSS，可以計算：① 基本電磁場數值解和開邊界問題，近遠場輻射問題；② 埠特徵阻抗和傳輸常數；③ S參數和相應埠阻抗的歸一化S參數；④ 結構的本徵模或諧振解。而且，由Ansoft HFSS和Ansoft Designer構成的Ansoft高頻解決方案，是目前唯一以物理原型為基礎的高頻設計解決方案，提供了從系統到電路直至部件級的快速而精確的設計手段，覆蓋了高頻設計的所有環節。現在最新的版本是Ansoft HFSS 9.2。

Microwave Office，是AWR公司推出的微波EDA軟體，為微波平面電路設計提供了最完整, 最快速和最精確的解答。它是通過兩個模擬器來對微波平面電路進行模擬和模擬的。對於由集總元件構成的電路，用電路的方法來處理較為簡便；該軟體設有"VoltaireXL"的模擬器來處理集總元件構成的微波平面電路問題。而對於由具體的微帶幾何圖形構成的分布參數微波平面電路則採用場的方法較為有效；該軟體採用的是"EMSight"的模擬器來處理任何多層平面結構的三維電磁場的問題。"VoltaireXL" 模擬器內設一個元件庫，在建立電路模型時，可以調出微波電路所用的元件，其中無源器件有電感、電阻、電容、諧振電路、微帶線、帶狀線、同軸線等等，非線性器件有雙極晶體管， 場效應晶體管，二極體等等。"EMSight"模擬器是一個三維電磁場模擬程序包，可用於平面高頻電路和天線結構的分析。特點是把修正譜域矩量法與直觀的視窗圖形用戶界面(GUI）技術結合起來，使得計算速度加快許多。MWO可以分析射頻集成電路 (RFIC）、微波單片集成電路(MMIC）、 微帶貼片天線和高速印製電路(PCB）等電路的電氣特性。

XFDTD，是Remcom公司推出的基於時域有限差分法(FDTD）的三維全波電磁場模擬軟體。XFDTD用戶界面友好、計算準確；但XFDTD本身沒有優化功能，須通過第三方軟體Engineous完成優化。該軟體最早用於模擬蜂窩電話，長於手機天線和SAR計算。現在廣泛用於無線、微波電路、雷達散射計算，化學、光學、陸基警戒雷達和生物組織模擬。軟體最新版本為 XFDTD 6.0

Zeland IE3D，IE3D是一個基於矩量法的電磁場模擬工具，可以解決多層介質環境下的三維金屬結構的電流分布問題。IE3D可分為MGRID、MODUA和PATTERNVIEW三部分；MGRID為IE3D的前處理套件，功能有建立電路結構、設定基板與金屬材料的參數和設定模擬模擬參數；MOODUA是IE3D的核心執行套件，可執行電磁場的模擬模擬計算、性能參數（Smith園圖，S參數等）計算和執行參數優化計算；PATTERNVIEW是IE3D的後處理套件，可以將模擬計算結果，電磁場的分布以等高線或向量場的形式顯示出來。IE3D模擬結果包括S、Y、Z參數，VWSR，RLC等效電路，電流分布，近場分布和輻射方向圖，方向性，效率和RCS等；應用范圍主要是在微波射頻電路、多層印刷電路板、平面微帶天線設計的分析與設計。軟體最新版本為Zeland IE3D10.0。

CST MICROWAVE STUDIO，是德國CST（Computer Simulation Technology）公司推出的高頻三維電磁場模擬軟體。廣泛應用於移動通信、無線通信（藍牙系統）、信號集成和電磁兼容等領域。微波工作室使用簡潔，能為用戶的高頻設計提供直觀的電磁特性。微波工作室除了主要的時域求解器模塊外，還為某些特殊應用提供本徵模及頻域求解器模塊。CAD文件的導入功能及SPICE參量的提取增強了設計的可能性並縮短了設計時間。另外，由於CST設計工作室的開放性體系結構能為其它模擬軟體提供鏈接，使微波工作室與其它設計環境相集成。

Sonnet，是一種基於矩量法的電磁模擬軟體，提供面向3D平面高頻電路設計系統以及在微波、毫米波領域和電磁兼容/電磁干擾設計的EDA工具。SonnetTM應用於平面高頻電磁場分析，頻率從1MHz 到幾千GHz。主要的應用有：微帶匹配網路、微帶電路、微帶濾波器、帶狀線電路、帶狀線濾波器、過孔（層的連接或接地）、偶合線分析、PCB板電路分析、PCB 板干擾分析、橋式螺線電感器、平面高溫超導電路分析、毫米波集成電路（MMIC）設計和分析、混合匹配的電路分析、HDI 和LTCC 轉換、單層或多層傳輸線的精確分析、多層的平面的電路分析、單層或多層的平面天線分析、平面天線陣分析、平面偶合孔的分析等。

其他的微波射頻相關的EDA軟體還有Ansoft公司的Serenade 8.71、Esemble 8.0、SIwave 2.0、Ansoft Links 3.0、Optimatrics，CST公司的CST Mafia 4.1、CST Design Studio、CST EM Studio 2.0，Zeland公司的Fidelity，Ansys公司的Ansys、FEKO，Eagleware-Elanix公司的Eagleware Genesys，和Super NEC等。這里限於時間篇幅就不一一介紹了。如果大家想認真學習微波EDA相關軟體,推薦去微波EDA網( http://www.mweda.com ）看看，那裡有很多微波軟體和和經典的學習使用教程。

『柒』 高頻電路和射頻電路和微波電路有什麼區別和聯系

射頻的范圍是3KHz-300GHz. 其中的300MHz-300GHz是微波頻段。也就是說微波占據了射頻范圍的"高頻"部分。
對於微波電路而內言，傳統的基爾容霍夫(Kirchhoff)電流電壓定律已不再適用。對微波電路的分析需要回到電磁場理論，即4組麥克斯韋爾方程(Maxwell). 微波基礎理論包括：傳輸線理論和波導，微波網路分析，阻抗匹配等。
至於「高頻電路」的概念比較寬泛。不同場合對「高頻」這一概念有不同的理解。幾MHz的高頻電路，傳統的電路分析還是適用的。

『捌』 什麼是平面電路什麼是非平面電路二者有何區別

非平面電路就是不管你怎麼擺，放到一張紙上,線肯定有交叉。比如你在紙上畫上正方形ABCD,認為是四根導線,導線上有元件,AC、BD之間再畫兩根帶原件導線。

你就會發現,這個電路的六根線怎麼放紙上都會交叉,（這就是標准電橋電路,）這就是非平面電路。可以放了不交叉的就是平面電路了。

平面電路網孔就是你的電路沒有交叉之後，數你的導線圍成的最小的迴路有幾個，就像是數漁網有幾個洞一樣。

(8)微波平面電路擴展閱讀：

平面電路的應用研究：

隨著微波集成電路的不斷發展，微波電路在電路結構、幾何形狀、材料性質、電磁環境等方面都變得日益復雜，如何准確而有效地對微波電路展開分析變得極其重要。

起初人們利用Maxwell方程及其邊界條件來分析電路，然而由於Maxwell方程包含了空間坐標函數的矢量場量的矢量微分或積分運算，數學計算的難度很大，對於一些復雜的電路結構甚至無法直接求解。

計算機的出現和發展，開創了電磁場計算的新時代。20世紀60年代，幾種適應於在計算機上進行大型計算的電磁場數值計算方法陸續出現。

1968年，Harrington的《計算電磁場的矩量法》(Field Computation by Moment Method)的出版宣告計算電磁學的創立。

常用的數值方法有基於積分方程的矩量法(Method of Moment，MOM)及其快速演算法(如快速多極子)，基於微分方程的有限元法(Finite Element Method，FEM)和時域有限差分法(Finite Difference Time Domain Method，FDTD)等。

微波平面電路及其研究現狀：

微波電路開始於20世紀40年代應用的立體微波電路，是一種把有源和無源器件集成在同一塊半導體基片上的微波電路，它由波導傳輸線、波導元件、諧振腔和微波電子管等組成的，廣泛用於各種電路及技術中。

隨著微波固態器件的發展以及分布型傳輸線的出現，20世紀60年代初，出現了微波平面電路，它是由微帶線、共面波導、槽線、集總元件、微波固態器件等無源微波器件和有源微波元件利用擴散、外延、沉積、蝕刻等各種加工製造技術。

製作在一塊半導體基片上的微波混合集成電路(Hybrid Microwave Integrated Circuit，HMIC)，屬於第二代微波電路。

與傳統的第一代微波電路相比較，第二代微波電路具有體積小、重量輕、避免復雜的機械加工、易與波導器件集成等優點，可以適應當時迅速發展起來的小型微波固體器件。

又由於其性能好、可靠性強、使用方便等優點，因此被用於各種微波整機。從20世紀80年代開始，國際上微波電路技術已經從傳統的波導及同軸線元器件和系統轉移到採用微波平面電路。

除了某些大功率和高極化純度的場合，微波平面電路已經幾乎取代了各種常規形式的微波電路，是當前微波領域的主要研究對象。

在微波平面電路的技術發展歷程中，砷化鎵(GaAs)是使用最廣泛的基片材料。然而隨著頻率的提高，具有周期結構的新型人工材料如頻率選擇表面、左手媒質、光子帶隙材料為提高微波電路的性能提供了新的手段，同時也對分析和設計提出了新的要求。

頻率選擇表面由於具有帶阻或帶通特性，在微波與毫米波領域應用范圍越來越廣，是微波工程領域的前沿問題之一。

波概念迭代法原理：

波概念迭代法是一種結合了傳輸線理論與傅里葉模式變換的快速演算法。這種方法根據所研究的電路結構確定分界面。

然後根據電路表面的切向電場和電流密度引入波的概念，通過對電路表面進行剖分網格來建立電路模型，利用空域散射運算元表示空域波之間的關系。

利用譜域反射運算元描述譜域波之間的關系，由於該方法概念清晰、模型建立簡單、計算效率高，因此得到了很快的發展。

散射運算元可以表示為矩陣的形式，其矩陣元素與電路表面剖分的網格單元一一對應。下面討論空域散射運算元的建立過程。

將電路表面均勻剖分成小矩形網格，根據其不同結構，可以將整個電路表面區域劃分為金屬(Metal)、介質(Dielectric)、源(Source)區域以及其它區域(圖5所示)。

各個子區域擁有不同的邊界條件，然後根據波概念方程及各個子區域的邊界條件得到空域波在對應區域的散射關系，從而得到空域散射運算元。

波概念迭代法分析微帶貼片天線：

微帶天線是一種典型的微波平面電路，和常用的微波天線相比，它具有如下優點：體積小，重量輕，低剖面，製造簡單，成本低，可以和集成電路兼容等。

電器上的特點是能得到單方向的寬瓣方向圖，最大輻射方向在平面的法線方向，易於和微帶電路集成，易於實現線極化或圓極化。

相同結構的微帶天線可以組成微帶天線陣，以獲得更高的增益和更大的帶寬。已研製成了各種類型平面結構的印製天線，如微帶貼片天線、帶線縫隙天線、背腔印製天線以及印製偶極子天線。

微帶貼片天線在一塊厚度遠小於波長的介質基片上，一面附著金屬薄層作為接地板，另一面用光刻腐蝕等方法做出一定形狀的金屬貼片，利用微帶線或同軸線探針對貼片饋電，在導體貼片與接地板之間激勵起射頻電磁場，並通過貼片四周與接地板的縫隙向外輻射。

常用輻射貼片的形狀有矩形、圓形、多角形、扇形、H形等，也可以是窄長條形的薄片振子(偶極子)。微帶貼片天線已廣泛應用於軍事、移動通信、航空航天、衛星通信等領域。

波概念迭代法在分析微帶天線時，只對天線的不連續性表面剖分網格，微帶線饋電或同軸探針激勵處的區域定義為源區域，貼片所在區域為金屬區域，其他為介質區域，根據各自區域的邊界條件建立空域散射運算元，表徵空域波之間的關系。

電路表面之外的區域利用傳輸線理論等效，電路模型建立簡單；利用空域波在分界面的散射和譜域波在上下區域的反射關系展開迭代運算，避免了基函數的選取和大矩陣的求逆，簡化了運算；空域和譜域波之間的交互採用傅里葉模式變換實現，提高了計算速度。

可以看出波概念迭代法特別適合於分析微波平面電路。

『玖』 微波射頻電路設計都需要學習哪些軟體

基礎電路，像模電，數電，專業點就電磁場與電磁波，射頻電路，微波技術與天線，有時間學學軟體，像ADS，HFSS，CST等！希望有用