微波器件的分類_微波器件的應用介紹

什么是微波器件

是指工作在微波波段（頻率為300～300000兆赫）的器件，稱為微波器件。微波器件按其功能可分為微波振蕩器（微波源）、功率放大器、混頻器、檢波器、微波天線、微波傳輸線等。通過電路設計，可將這些器件組合成各種有特定功能的微波電路，例如，利用這些器件組裝成發射機、接收機、天線系統、顯示器等，用于雷達、電子戰系統和通信系統等電子裝備。

微波器件的分類

微波器件按其工作原理和所用材料、工藝不同，又可分為微波電真空器件、微波半導體器件、微波集成電路（固態器件）和微波功率模塊。微波電真空器件包括速調管、行波管、磁控管、返波管、回旋管、虛陰極振蕩器等，利用電子在真空中運動及與外圍電路相互作用產生振蕩、放大、混頻等各種功能。微波半導體器件包括微波晶體管和微波二極管，具有體積小、重量輕、可*性好、耗電省等優點，但在高頻、大功率情況下，不能完全取代電真空器件。微波集成電路是將具有微波功能的電路用半導體工藝制作在砷化鎵或其他半導體材料芯片上，形成功能塊，在固態相控陣雷達、電子對抗設備、導彈電子設備、微波通信系統和超高速計算機中，有著廣闊的應用前景。

微波器件的作用

1．終端負載元件：為一端口互易元件，主要包括短路負載、匹配負載和失配負載

1）短路負載，要求：

（1）保證接觸處的損耗小，

（2）當活塞移動時，接觸損耗變化??；

（3）大功率時，活塞與波導壁間不應產生打火現象。

可用作調配器，純電抗元件

結構方式：接觸式、扼流式（金屬片）

2）匹配負載

全部吸收輸入功率的元件主要技術指標：工作頻率f、輸入駐波比、功率容量。作為匹配標準、等效天線、吸收負載等。

3）失配負載

作為標準失配負載。吸收一部分功率，反射一部分功率。

2.微波連接元件：二端口互易元件。主要包括：波導接頭、衰減器、相移器、轉換接頭。作用是將作用不同的微波元件連接成完整的系統。

無耗互易二端口網絡的基本性質：

1）若一個端口匹配，則另一個端口自動匹配；

2）若網絡完全匹配，則必然是完全傳輸的，或相反；

3）S11、S12、S22的相角只有兩個是獨立的，已知其中兩個相角，則第三個相角便可確定。

3.阻抗匹配元件

膜片（感性膜片b邊）

容性膜片（寬邊）

銷釘（電感）

螺釘調配器（單螺釘、雙螺釘、三螺釘、四螺釘----原理同支節調配器，但螺釘只是電容）。

微波器件的應用

固態微波功率器件組合形成的器件，具有效率高、使用方便等優點，對雷達、通信、電子對抗等電子裝備實現全固態化有重要意義。微波振蕩器（微波源）是微波系統中的重要器件，是電子裝備的心臟，對其性能有直接影響。例如，在高功率微波武器系統中，高功率微波振蕩器決定其殺傷效能；在雷達系統中，微波振蕩器決定雷達的作用距離。

微波開關在微波無源器件自動化測試中的應用

測試無源器件主要是利用適量網絡分析儀測試各個端口的S參數，如插入損耗，隔離度，回波損耗等。我們就拿隔離器的測試舉例，測試步驟如下。

步驟1：

測試DUT（正向）的1→2的回損/駐波（S11，S22）、插損（S21）、隔離（S12），3端口接50Ω負載，如圖1（a）所示。

測試DUT（反向）的1→2的回損/駐波（S11，S22）、插損（S12）、隔離（S21），3端口接50Ω負載，如圖1（b）所示。

步驟2：

測試DUT（正向）的2→3的回損/駐波（S11，S22）、插損（S21）、隔離（S12），1端口接50Ω負載，如圖2（a）所示。

測試DUT（反向）的2→3的回損/駐波（S11，S22）、插損（S12）、隔離（S21），1端口接50Ω負載，如圖2（b）所示。

步驟3：

測試DUT（正向）的3→1的回損/駐波（S11，S22）、插損（S21）、隔離（S12），2端口接50Ω負載，圖3（a）所示。

測試DUT（反向）的3→1的回損/駐波（S11，S22）、插損（S12）、隔離（S21），2端口接50Ω負載，如圖3（b）所示。

以上是測試一個隔離器的全部步驟，測試過程比較繁瑣，需要反復用同軸射頻電纜連接隔離器的各個端口。反復的插拔，容易造成射頻連接器的磨損同時也增加了測試的不確定性。

其實，自動化測試的思維同樣也適用于微波行業，關鍵是需要可靠的微波器件，所以Keysight的微波開關就在這起到了關鍵作用。因為Keysight的微波機電開關，不僅成本低，有很多優越的性能，如經過二百萬次或五百萬次使用之后，可以保證插入損耗的變化小于0.03dB，工作壽命長，高隔離度，低SWR可以把測試的不確定度降到最低。特別是在高隔離度濾波器的測試中，僅利用Keysight的L7104A（SP4T）和8762A（SPDT）就簡單的完成了剛才我們舉例的隔離器測試過程。如圖4，在DUT端口和網分端口之間加入SP4TL7104A和SPDT8762A，就可以不用在插拔同軸電纜一次全部測完以上的三個步驟。

微波開關在控制方面同樣也很簡單，Keysight提供了專門的開關驅動器，如衰減器/開關驅動器11713B/C為可編程衰減器、機電或固態開關提供軟件編程或前面板的驅動控制。設計時考慮了在工作臺和ATE環境兩種情況下的使用，這些衰減器∕開關驅動器為快速和容易的設計驗證及自動測試提供直觀的用戶界面、各種開關選件、軟件編程能力以及各種遠地控制特性。所以搭建一套自動化的微波射頻測試平臺也是分分鐘就可以完成的事情了！有圖為證哦，下面圖5就是一套自動測試隔離器或者環形器的自動測試系統框圖。