Введение. (1 занятие)
История развития СВЧ техники. Обзор содержания курса
Раздел 1. ТЕXНИКА СВЧ
Тема 1. (2 занятия) Принципы теории цепей СВЧ. Аксиоматика теории цепей СВЧ. Понятие цепи и многополюсника как составной части цепи. Свойства передаточных функций на частотной оси и как функций комплексного переменного. Нули и полюсы импеданса, проводимости, коэффициента отражения. Понятие о минимально-фазовой функции. Особенности передаточных функций цепей с сосредоточенными и распределенными параметрами. Свойства линейности, пассивности, взаимности. Передаточные функции цепей с сосредоточенными и распределенными параметрами. Взаимосвязь электродинамических и цепных моделей радиотехнических систем.
Тема 2. (2 занятия) Матричный аппарат теории цепей СВЧ. Различные определения матрицы рассеяния, особенности нормировки, физический смысл, свойства симметрии. Матрица рассеяния в цепях с сосредоточенными и распределенными параметрами. Основные свойства матриц рассеяния цепи без потерь, реактивной цепи, невзаимной цепи. Критерий пассивности многополюсника. Положительно-вещественные функции иммитанса. Ограниченно-вещественный коэффициент отражения. Пассивность многополюсника. Положительно-вещественные матрицы. Матрица рассеяния пассивной цепи. Ограниченно-вещественная матрица рассеяния. Преобразование матрицы рассеяния при смещении отсчетных сечений. Матрицы рассеяния типовых многополюсников. Связь матрицы рассеяния с матрицами передачи, импеданса, проводимости. Метод направленных графов в теории СВЧ-цепей, применение правила некасающегося контура к расчету объединения многополюсников.
Тема 3. (2 занятия) Активные приборы СВЧ. Полупроводниковые приборы СВЧ - диоды, транзисторы. Основные сведения о принципах работы, эквивалентные схемы и характеристики. Виды вакуумных приборов СВЧ. Генераторы в СВЧ-цепях. Генератор с независимым возбуждением, автогенератор в СВЧ-цепи. Эффект длинной линии. Умножители частоты, преобразователи частоты СВЧ. Регулирующие и управляющие устройства СВЧ. Коммутаторы, аттенюаторы и фазовращатели СВЧ. Полупроводниковые СВЧ усилители. Усилители СВЧ на биполярных и полевых транзисторах. Устойчивость усилителей.
Тема 4. (3 занятия) Фильтры и согласующие цепи СВЧ; элементы теории и классификация. Синтез фильтров. Реализация фильтров в виде волноводных, коаксиальных, полосковых и микрополосковых конструкций. Согласование импедансов. Четвертьволновый трансформатор. Ступенчатые трансформаторы. Согласование с помощью реактивного шлейфа. Понятие широкополосного согласования. Фундаментальные ограничения на широкополосное согласование. Решение Боде-Фано. Теория широкополосного согласования Юлы. Сводка основных результатов аналитической теории. Достоинства и недостатки аналитических методов методы синтеза широкополосных согласующих цепей. Численные методы синтеза фильтров и согласующих устройств.
Раздел 2. ИЗМЕРЕНИЯ В МИКРОВОЛНОВОЙ ТЕХНИКЕ
Тема 5. (1 занятие) Особенности измерений на высоких и сверхвысоких частотах. Общие методы измерения параметров рассеяния СВЧ устройств. Особенности экспериментального исследования активных СВЧ устройств. Классификация средств измерения в диапазоне СВЧ. Понятие об измерительном тракте СВЧ. Основные типы измерительных трактов. Стандартные элементы измерительных трактов - разъемы, согласователи, нагрузки. Эталоны СВЧ нагрузок, их аттестация. Измерительный тракт при исследовании свойств СВЧ двухполюсников (нагрузок). Измерительный тракт для многополюсных микроволновых устройств. Измерительные преобразователи сигналов и узлы, используемые в измерительных трактах.
Тема 6. (2 занятия) Измерение параметров микроволновых устройств методом разделения волн. Метод разделения волн. Направленные ответвители и мосты, применяемые в измерениях методом разделения волн.. Погрешности за счет неидеальностей измерительного тракта и его калибровка. Структурные схемы скалярных анализаторов цепей СВЧ - панорамных приборов для измерения КСВ и ослабления. Векторные анализаторы цепей -панорамные приборы для измерения комплексных коэффициентов матрицы рассеяния. Автоматизированные вычислительные анализаторы и их использование в микрговолновой технике.
Тема 7. (1 занятие) Автоматизация измерений на СВЧ. Метод калибруемого многополюсника и компьютерные измерительные СВЧ устройства. Реализация метода – 4-х зондовый датчик, широкополосная схема многополюсника, методы их калибровки. Метод калибруемого многополюсника для измерения комплексных коэффициентов передачи. Импульсные методы измерения параметров СВЧ устройств во временной области. Импульсные рефлектометры, их применение для измерения характеристик широкополосных СВЧ приборов.
Тема 8. (1 занятие). Измерение параметров СВЧ устройств на фиксированных частотах. Измерительная линия как образцовый прибор для измерения параметров СВЧ нагрузок. Поляризационные измерители полных сопротивлений нагрузок. Мостовые схемы измерений полных сопротивлений на СВЧ. Методы измерения ослабления. Измерительные аттенюаторы. Измерение фазовых характеристик коэффициентов передачи на СВЧ. Особенности измерений параметров невзаимных устройств СВЧ.
Тема 9. (1 занятие) Измерительные генераторы СВЧ. Особенности измерительных генераторов СВЧ как источников эталонных сигналов. Основные типы генераторов СВЧ с механической перестройкой, их метрологические параметры. Принципы построения измерительных генераторов с электронной перестройкой (ГКЧ), их использование в панорамных анализаторах цепей. СВЧ синтезаторы и генераторы с цифровым управлением.
Тема 10. (2 занятия) Измерение параметров СВЧ радиосигналов. Измерение мощности СВЧ сигналов. Методы измерения поглощаемой и проходящей мощности СВЧ. Электронно-счетные методы измерения частоты на СВЧ. Резонансные методы измерения частоты на СВЧ. Анализ спектров сигналов в СВЧ диапазоне. Особенности анализаторов спектра СВЧ диапазона.
Заключение |