微波平面电路

『壹』 微波集成电路该怎么介绍

微波集成电复路是工作制在微波波段和毫米波波段，由微波无源元件、有源器件、传输线和互连线集成在一个基片上，具有某种功能的电路。可分为混合微波集成电路和单片微波集成电路。混合微波集成电路是采用薄膜或厚膜技术，将无源微波电路制作在适合传输微波信号的基片上的功能块。电路是根据系统的需要而设计制造的。常用的混合微波集成电路有微带混频器、微波低噪声放大器、功率放大器、倍频器、相控阵单元等各种宽带微波电路。单片微波集成电路是采用平面技术，将元器件、传输线、互连线直接制做在半导体基片上的功能块。砷化镓是最常用的基片材料。微波集成电路起始于20世纪50年代。微波电路技术由同轴线、波导元件及其组成的系统转向平面型电路的一个重要原因，是微波固态器件的发展。20世纪60～70年代采用氧化铝基片和厚膜薄膜工艺；80年代开始有单片集成电路。

『贰』 微波集成电路的对比

单片集成与混合集成相比有下列特点：
1）具有更高的使用极限频率，带宽可以做得更宽。
2）由于减少了电路上的连结点，性能一致性更好。
3）基片面积更小，集成度可更高，体积、重量更小。
4）不能采用可调节元件。
5）单片集成中不能采用碰撞雪崩渡越时间模式的雪崩渡越时间二极管(IMPATT)。
6）必需采用计算机辅助设计进行电路的精确设计。
7）单片集成只有在大批量时才能成本小、价格低。

『叁』 微波电路产生分布参数的原因是什么

Z和Y参数对于集总参数电路分析非常有效，各参数可以很方便的测试；但是在微波系统中，由于确定非TEM波电压、电流非常困难，而且在微波频率测量电压和电流也存在实际困难。因此，在处理高频网络时，等效电压和电流以及有关的阻抗和导纳参数变得较抽象。与直接测量入射、反射及传输波概念更加一致的表示是散射参数，即S参数矩阵，它更适合于分布参数电路。

『肆』 有缘微波电路和无源微波电路有什么区别

有源指有电源，一般有源电路中含需电源驱动的IC芯片，无源电路则指一些电容电阻等构件的电路网络。

『伍』 什么是单片微波集成电路(MMIC)

单片微波集成电路是为了应对5G数据网络的大信息量的单一封装射频组件集合元件。早版期基站权可能容纳四到八根天线，而5G基站可以容纳数百根独立的发射和接收天线同时运行——这意味着现在有数百个无线电信道可以并行实施扫描和处理，而且都工作在更高的频率上。由于天线配置的密度较大且比较复杂，连接必要数量的电缆来仿真和测试每一条信道会变得不切实际。由于在某种程度上，可通过更宽的带宽信号实现5G固有的更高数据吞吐量，因此5G测试还需要能够生成和分析新5G波形的极限宽带仪器。因此5G测试系统的设计人员需要采用一种能够在广泛的频带中适应极端多信道测试环境的射频组件，同时这种组件又不能显著增加设备的尺寸和重量等。这意味着需要更高的集成度并采用一种全新的系统设计方案，即利用将多项功能集成在单一封装中的单片微波集成电路（MMIC）来代替分立射频元件。

『陆』 什么物质的特性与微波相反

与微波相反的物质，也就是反微波！你可以去这个微波论坛上看看：http://www.blogcn.com/user59/mwrf/index.html！～~~ 微波系统的设计越来越复杂,对电路的指标要求越来越高,电路的功能越来越多,电路的尺寸要求越做越小,而设计周期却越来越短。传统的设计方法已经不能满足微波电路设计的需要,使用微波EDA 软件工具进行微波元器件与微波系统的设计已经成为微波电路设计的必然趋势。EDA即Electronic Design Automation, 电子设计自动化；目前,国外各种商业化的微波EDA 软件工具不断涌现，微波射频领域主要的EDA 工具首推Agilent 公司的ADS 软件和Ansoft 公司的HFSS、Designer 软件，其次是比较小型的有Microwave Office, Ansoft Serenade, CST, Zeland, XFDTD, Sonnet 等电路设计软件。下面将会将会简要地介绍一下各个微波EDA 软件的功能特点和使用范围，以期大家有个总体的了解。

微波EDA 仿真软件与电磁场的数值算法密切相关，在介绍微波EDA 软件之前先简要的介绍一下微波电磁场理论的数值算法。所有的数值算法都是建立在Maxwell方程组之上的，了解Maxwell方程是学习电磁场数值算法的基础；在频域，数值算法有：有限元法 ( FEM -- Finite Element Method）、矩量法( MoM -- Method of Moments），差分法( FDM -- Finite Difference Methods），边界元法( BEM -- ），和传输线法( TLM -- Transmission-Line-matrix Method），在时域，数值算法有：时域有限差分法( FDTD – Finite Difference Time Domain ），和有限积分法( FIT – Finite Integration Technology ）。如果想进一步了解各种数值算法的具体实现，可以参阅以下几本书籍：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软件有ADS，Ansoft Designer，Microwave Office, Zeland IE3D，Ansoft Esemble，Super NEC和FEKO；使用有限元法 ( FEM ） 的微波EDA软件有HFSS和ANSYS；使用时域有限差分法( FDTD ） 的微波EDA软件有 EMPIRE和XFDTD，使用有限积分法( FIT ） 的微波EDA软件有CST Microwave Studio和CST Mafia。

下面来介绍较流行几种的微波EDA软件的功能和应用。

ADS – Advanced Design System，是Agilent公司推出的微波电路和通信系统仿真软件，是国内各大学和研究所使用最多的软件之一。其功能非常强大，仿真手段丰富多样，可实现包括时域和频域、数字与模拟、线性与非线性、噪声等多种仿真分析手段，并可对设计结果进行成品率分析与优化，从而大大提高了复杂电路的设计效率，是非常优秀的微波电路、系统信号链路的设计工具。主要应用于：射频和微波电路的设计，通信系统的设计，DSP设计和向量仿真。现在最新的版本是ADS2004A。

Ansoft Designer，是Ansoft公司推出的微波电路和通信系统仿真软件；它采用了最新的视窗技术，是第一个将高频电路系统,版图和电磁场仿真工具无缝地集成到同一个环境的设计工具，这种集成不是简单和界面集成,其关键是Ansoft Designer独有的"按需求解"的技术,它使你能够根据需要选择求解器,从而实现对设计过程的完全控制。Ansoft Designer实现了“所见即所得”的自动化版图功能，版图与原理图自动同步，大大提高了版图设计效率。同时,Ansoft还能方便地与其他设计软件集成到一起，并可以和测试仪器连接，完成各种设计任务，如频率合成器，锁相环，通信系统，雷达系统以及放大器，混频器，滤波器，移相器，功率分配器，合成器和微带天线等。主要应用于：射频和微波电路的设计，通信系统的设计，电路板和模块设计，部件设计。现在最新的版本是Ansoft Designer 2.1。

Ansoft HFSS，是Ansoft公司推出的三维电磁仿真软件；是世界上第一个商业化的三维结构电磁场仿真软件，业界公认的三维电磁场设计和分析的电子设计工业标准。HFSS提供了一简洁直观的用户设计界面、精确自适应的场解器、拥有空前电性能分析能力的功能强大后处理器，能计算任意形状三维无源结构的S参数和全波电磁场。HFSS软件拥有强大的天线设计功能，它可以计算天线参量，如增益、方向性、远场方向图剖面、远场3D图和3dB带宽；绘制极化特性，包括球形场分量、圆极化场分量、Ludwig第三定义场分量和轴比。使用HFSS，可以计算：① 基本电磁场数值解和开边界问题，近远场辐射问题；② 端口特征阻抗和传输常数；③ S参数和相应端口阻抗的归一化S参数；④ 结构的本征模或谐振解。而且，由Ansoft HFSS和Ansoft Designer构成的Ansoft高频解决方案，是目前唯一以物理原型为基础的高频设计解决方案，提供了从系统到电路直至部件级的快速而精确的设计手段，覆盖了高频设计的所有环节。现在最新的版本是Ansoft HFSS 9.2。

Microwave Office，是AWR公司推出的微波EDA软件，为微波平面电路设计提供了最完整, 最快速和最精确的解答。它是通过两个模拟器来对微波平面电路进行模拟和仿真的。对于由集总元件构成的电路，用电路的方法来处理较为简便；该软件设有"VoltaireXL"的模拟器来处理集总元件构成的微波平面电路问题。而对于由具体的微带几何图形构成的分布参数微波平面电路则采用场的方法较为有效；该软件采用的是"EMSight"的模拟器来处理任何多层平面结构的三维电磁场的问题。"VoltaireXL" 模拟器内设一个元件库，在建立电路模型时，可以调出微波电路所用的元件，其中无源器件有电感、电阻、电容、谐振电路、微带线、带状线、同轴线等等，非线性器件有双极晶体管， 场效应晶体管，二极管等等。"EMSight"模拟器是一个三维电磁场模拟程序包，可用于平面高频电路和天线结构的分析。特点是把修正谱域矩量法与直观的视窗图形用户界面(GUI）技术结合起来，使得计算速度加快许多。MWO可以分析射频集成电路 (RFIC）、微波单片集成电路(MMIC）、 微带贴片天线和高速印制电路(PCB）等电路的电气特性。

XFDTD，是Remcom公司推出的基于时域有限差分法(FDTD）的三维全波电磁场仿真软件。XFDTD用户界面友好、计算准确；但XFDTD本身没有优化功能，须通过第三方软件Engineous完成优化。该软件最早用于仿真蜂窝电话，长于手机天线和SAR计算。现在广泛用于无线、微波电路、雷达散射计算，化学、光学、陆基警戒雷达和生物组织仿真。软件最新版本为 XFDTD 6.0

Zeland IE3D，IE3D是一个基于矩量法的电磁场仿真工具，可以解决多层介质环境下的三维金属结构的电流分布问题。IE3D可分为MGRID、MODUA和PATTERNVIEW三部分；MGRID为IE3D的前处理套件，功能有建立电路结构、设定基板与金属材料的参数和设定模拟仿真参数；MOODUA是IE3D的核心执行套件，可执行电磁场的模拟仿真计算、性能参数（Smith园图，S参数等）计算和执行参数优化计算；PATTERNVIEW是IE3D的后处理套件，可以将仿真计算结果，电磁场的分布以等高线或向量场的形式显示出来。IE3D仿真结果包括S、Y、Z参数，VWSR，RLC等效电路，电流分布，近场分布和辐射方向图，方向性，效率和RCS等；应用范围主要是在微波射频电路、多层印刷电路板、平面微带天线设计的分析与设计。软件最新版本为Zeland IE3D10.0。

CST MICROWAVE STUDIO，是德国CST（Computer Simulation Technology）公司推出的高频三维电磁场仿真软件。广泛应用于移动通信、无线通信（蓝牙系统）、信号集成和电磁兼容等领域。微波工作室使用简洁，能为用户的高频设计提供直观的电磁特性。微波工作室除了主要的时域求解器模块外，还为某些特殊应用提供本征模及频域求解器模块。CAD文件的导入功能及SPICE参量的提取增强了设计的可能性并缩短了设计时间。另外，由于CST设计工作室的开放性体系结构能为其它仿真软件提供链接，使微波工作室与其它设计环境相集成。

Sonnet，是一种基于矩量法的电磁仿真软件，提供面向3D平面高频电路设计系统以及在微波、毫米波领域和电磁兼容/电磁干扰设计的EDA工具。SonnetTM应用于平面高频电磁场分析，频率从1MHz 到几千GHz。主要的应用有：微带匹配网络、微带电路、微带滤波器、带状线电路、带状线滤波器、过孔（层的连接或接地）、偶合线分析、PCB板电路分析、PCB 板干扰分析、桥式螺线电感器、平面高温超导电路分析、毫米波集成电路（MMIC）设计和分析、混合匹配的电路分析、HDI 和LTCC 转换、单层或多层传输线的精确分析、多层的平面的电路分析、单层或多层的平面天线分析、平面天线阵分析、平面偶合孔的分析等。

其他的微波射频相关的EDA软件还有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。这里限于时间篇幅就不一一介绍了。如果大家想认真学习微波EDA相关软件,推荐去微波EDA网( http://www.mweda.com ）看看，那里有很多微波软件和和经典的学习使用教程。

『柒』 高频电路和射频电路和微波电路有什么区别和联系

射频的范围是3KHz-300GHz. 其中的300MHz-300GHz是微波频段。也就是说微波占据了射频范围的"高频"部分。
对于微波电路而内言，传统的基尔容霍夫(Kirchhoff)电流电压定律已不再适用。对微波电路的分析需要回到电磁场理论，即4组麦克斯韦尔方程(Maxwell). 微波基础理论包括：传输线理论和波导，微波网络分析，阻抗匹配等。
至于“高频电路”的概念比较宽泛。不同场合对“高频”这一概念有不同的理解。几MHz的高频电路，传统的电路分析还是适用的。

『捌』 什么是平面电路什么是非平面电路二者有何区别

非平面电路就是不管你怎么摆，放到一张纸上,线肯定有交叉。比如你在纸上画上正方形ABCD,认为是四根导线,导线上有元件,AC、BD之间再画两根带原件导线。

你就会发现,这个电路的六根线怎么放纸上都会交叉,（这就是标准电桥电路,）这就是非平面电路。可以放了不交叉的就是平面电路了。

平面电路网孔就是你的电路没有交叉之后，数你的导线围成的最小的回路有几个，就像是数渔网有几个洞一样。

(8)微波平面电路扩展阅读：

平面电路的应用研究：

随着微波集成电路的不断发展，微波电路在电路结构、几何形状、材料性质、电磁环境等方面都变得日益复杂，如何准确而有效地对微波电路展开分析变得极其重要。

起初人们利用Maxwell方程及其边界条件来分析电路，然而由于Maxwell方程包含了空间坐标函数的矢量场量的矢量微分或积分运算，数学计算的难度很大，对于一些复杂的电路结构甚至无法直接求解。

计算机的出现和发展，开创了电磁场计算的新时代。20世纪60年代，几种适应于在计算机上进行大型计算的电磁场数值计算方法陆续出现。

1968年，Harrington的《计算电磁场的矩量法》(Field Computation by Moment Method)的出版宣告计算电磁学的创立。

常用的数值方法有基于积分方程的矩量法(Method of Moment，MOM)及其快速算法(如快速多极子)，基于微分方程的有限元法(Finite Element Method，FEM)和时域有限差分法(Finite Difference Time Domain Method，FDTD)等。

微波平面电路及其研究现状：

微波电路开始于20世纪40年代应用的立体微波电路，是一种把有源和无源器件集成在同一块半导体基片上的微波电路，它由波导传输线、波导元件、谐振腔和微波电子管等组成的，广泛用于各种电路及技术中。

随着微波固态器件的发展以及分布型传输线的出现，20世纪60年代初，出现了微波平面电路，它是由微带线、共面波导、槽线、集总元件、微波固态器件等无源微波器件和有源微波元件利用扩散、外延、沉积、蚀刻等各种加工制造技术。

制作在一块半导体基片上的微波混合集成电路(Hybrid Microwave Integrated Circuit，HMIC)，属于第二代微波电路。

与传统的第一代微波电路相比较，第二代微波电路具有体积小、重量轻、避免复杂的机械加工、易与波导器件集成等优点，可以适应当时迅速发展起来的小型微波固体器件。

又由于其性能好、可靠性强、使用方便等优点，因此被用于各种微波整机。从20世纪80年代开始，国际上微波电路技术已经从传统的波导及同轴线元器件和系统转移到采用微波平面电路。

除了某些大功率和高极化纯度的场合，微波平面电路已经几乎取代了各种常规形式的微波电路，是当前微波领域的主要研究对象。

在微波平面电路的技术发展历程中，砷化镓(GaAs)是使用最广泛的基片材料。然而随着频率的提高，具有周期结构的新型人工材料如频率选择表面、左手媒质、光子带隙材料为提高微波电路的性能提供了新的手段，同时也对分析和设计提出了新的要求。

频率选择表面由于具有带阻或带通特性，在微波与毫米波领域应用范围越来越广，是微波工程领域的前沿问题之一。

波概念迭代法原理：

波概念迭代法是一种结合了传输线理论与傅里叶模式变换的快速算法。这种方法根据所研究的电路结构确定分界面。

然后根据电路表面的切向电场和电流密度引入波的概念，通过对电路表面进行剖分网格来建立电路模型，利用空域散射算子表示空域波之间的关系。

利用谱域反射算子描述谱域波之间的关系，由于该方法概念清晰、模型建立简单、计算效率高，因此得到了很快的发展。

散射算子可以表示为矩阵的形式，其矩阵元素与电路表面剖分的网格单元一一对应。下面讨论空域散射算子的建立过程。

将电路表面均匀剖分成小矩形网格，根据其不同结构，可以将整个电路表面区域划分为金属(Metal)、介质(Dielectric)、源(Source)区域以及其它区域(图5所示)。

各个子区域拥有不同的边界条件，然后根据波概念方程及各个子区域的边界条件得到空域波在对应区域的散射关系，从而得到空域散射算子。

波概念迭代法分析微带贴片天线：

微带天线是一种典型的微波平面电路，和常用的微波天线相比，它具有如下优点：体积小，重量轻，低剖面，制造简单，成本低，可以和集成电路兼容等。

电器上的特点是能得到单方向的宽瓣方向图，最大辐射方向在平面的法线方向，易于和微带电路集成，易于实现线极化或圆极化。

相同结构的微带天线可以组成微带天线阵，以获得更高的增益和更大的带宽。已研制成了各种类型平面结构的印制天线，如微带贴片天线、带线缝隙天线、背腔印制天线以及印制偶极子天线。

微带贴片天线在一块厚度远小于波长的介质基片上，一面附着金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀等方法做出一定形状的金属贴片，利用微带线或同轴线探针对贴片馈电，在导体贴片与接地板之间激励起射频电磁场，并通过贴片四周与接地板的缝隙向外辐射。

常用辐射贴片的形状有矩形、圆形、多角形、扇形、H形等，也可以是窄长条形的薄片振子(偶极子)。微带贴片天线已广泛应用于军事、移动通信、航空航天、卫星通信等领域。

波概念迭代法在分析微带天线时，只对天线的不连续性表面剖分网格，微带线馈电或同轴探针激励处的区域定义为源区域，贴片所在区域为金属区域，其他为介质区域，根据各自区域的边界条件建立空域散射算子，表征空域波之间的关系。

电路表面之外的区域利用传输线理论等效，电路模型建立简单；利用空域波在分界面的散射和谱域波在上下区域的反射关系展开迭代运算，避免了基函数的选取和大矩阵的求逆，简化了运算；空域和谱域波之间的交互采用傅里叶模式变换实现，提高了计算速度。

可以看出波概念迭代法特别适合于分析微波平面电路。

『玖』 微波射频电路设计都需要学习哪些软件

基础电路，像模电，数电，专业点就电磁场与电磁波，射频电路，微波技术与天线，有时间学学软件，像ADS，HFSS，CST等！希望有用