姓名：班级：021014
学号：一微波振荡器。
1 微波二极管负阻振荡器电路。
a 负阻振荡器振荡条件。
二极管负阻振荡器的等效电路如图所示，短路(或开路)双线l等效微波谐振腔，变压器表示微波阻抗变换器。可将图 (a)进一步简化为图 (b)所示的一般等效电路，从器件向外看去为负载输入导纳yl=gl+jbl，负阻器件的输入导纳表示为yd=－gd+jbd。
图二极管负阻振荡器
a) 二极管负阻振荡器等效电路 （b）负阻振荡器原理图。
微波二极管振荡器是单端口负阻振荡器，在稳定状态下应满足yd+yl=0。
振幅平衡条件：
gd+gl=0
相位平衡条件：
bd+bl=0
振荡器通常工作在大信号状态，负电导gd在起振后有所降低。为易于起振，设计时使负载电导gl略小于gd(取gd≈1.2gl)。因此负阻振荡器的振荡条件也可写为：
gd≥gl bd=－bl
b 负阻振荡器电路。
微带振荡器：体效应管与微带线并接，偏置通过微带低通滤波器加入。图6-2(a)中器件的右边是一段长度为l的终端开路微带线，它等效于一个电抗网络，选择线段长度在λg/42 晶体管振荡器
a 反馈振荡器的振荡条件。
振荡器设计与放大器设计很类似。可以将同样的晶体管、同样的直流偏置电平和同样的一组s参数用于振荡器设计，对于负载来说，并不知道是被接到振荡器，还是接到放大器。
反馈振荡器示意图。
(a) 反馈振荡器电路框图 (b) s参数等效网络。
振荡平衡条件为：
b 负阻振荡器的振荡条件。
当潜在不稳定晶体管的一个端口具备一定的端接条件时，另一端口的输入阻抗呈现负阻，等效为一个单端口的负阻器件。只要在该端口所接负载的正阻成分大于输入阻抗中的负阻成分，放大器就不会自激。 若要构成晶体管振荡器，则是相反的情况。
振荡平衡条件为。
γ1γs=1 或 γ2γl=1
或表示为幅值平衡与相位平衡条件：
|γ1γs|=1
∠γ1+∠γs=2nπ (n=0，1，2，…)或。
|γ2γl|=1
∠γ2+∠γl=2nπ (n=0，1，2，…)
式中的γ1、γ2由晶体管的大信号s参数所决定。
在运用分析晶体管放大器时的某些概念和方法时，需注意振荡器在起振时是小信号条件，而后稳定于大信号状态。
1 以上输入端口或输出端口的振荡条件可任取其一。可以证明，一个端口满足振荡条件，则另一个端口必同时满足振荡条件。
2 振荡器本无所谓输入端、输出端之分，两个端口皆可输出功率。一般将接负载获取功率的端口称为输出端口，而另一端口接无耗电纳，称为输入端口。
3 负阻振荡器电路的框图可用上图来表示，图中端口1-1接的无耗电纳使得端口2-2呈现负阻，即某些γs导致|γ2|>1，然后由输出端口进行调谐和匹配，即实现|γ2γl|>1。随着振荡幅度的增长，晶体管在大信号条件下的s参数变化，端口2-2的负阻呈减小趋势，振荡将稳定于γ2γl=1的状态。
4 γs对应的源阻抗为zs=rs+jxs。 随着振荡幅度的增加，端口1对应的r1将变得不够负，振荡难以维持(rs+r1<0)。因此，设计时应选择rs=r1/3。xl=- x1.
二 pin管微波开关。
pin管在正反向偏置下的不同阻抗特性可用来控制电路的通断，组成开关电路。pin管开关电路按功能分为两种：一种是通断开关，如蛋刀单掷开关，作用只是简单的控制传输系统中微波信号的通断；另一种是转换开关，如单刀双掷、单刀多掷开关，作用是使信号在两个或多个传输系统中转换。
若按pin管与传输线的连接方式，可分为串联型、并联型一级串/并联型三种；从开关结构形式出发，可分为反射式开关、谐振式开关、滤波器型开关、阵列式开关等。
1 单刀单掷开关。
1）开关的正反衰减比。
下图为单管串联型和并联型开关的原理图及其微波等效电路图。图中分别为pin管的等效阻抗和等效导纳，分别为传输线的特性阻抗和特性导纳，a、b分别为网络的归一化入射波和反射波。
a）串联型原理图；（b）串联型等效电路；（c）并联型原理图；（d）并联型等效电路。
设开关输入端信号源的资用功率为，输出端负载吸收功率为。则定义开关的衰减l为。
若开关网络用散射s参量来表征，且假设开关插入在匹配信号源和匹配负载之间，则上式化为。
2）基本原理。
如果pin管正、反偏时分别为理想短路和开路，则对上图（a）的串联型开关来说，pin管理想短路时，开关电路理想导通；pin管理想开路时，开关理想断开。对（c）图的并联型开关来说，情况相反，pin管短路，对应开关断开；pin管开路，对应开关导通。
由于封装参数的影响，对于单管开关无论是串联型还是并联型，都只能在固定的某几个较窄的频率区间有开关作用，而实际的工作频率常常不在这些区域。为了扩展开关的工作模区，改善开关性能，有的直接把管芯做在微波集成电路上；也有采用改进的开关电路，其中常用的有谐振式开关、阵列式开关和滤波器型开关。
2.单刀双掷开关。
最普通但又最常用的单刀多掷开关是单刀双掷开关，它把信号来回换接到两个不同的设备上，形成交替工作的两条微波通路。其典型的例子是雷达天线收发开关，发射机和接收机共用一个天线，用一个单刀双掷开关来控制。
右图表示一并联型单刀双掷开关的原理图。管截止，或反之。并借助1/4波长线的阻抗变换作用，使输入信号全部从b或a中的一个端口输出，此端口为导通通道，同时另一端口为断开通道。
但是该单刀双掷开关需要两个偏压源，为节省偏压源，实际中常采用一个偏压源控制并联型单刀双掷开关电路（如下图），在此电路中，接在并联的枝节上。当都处于反偏时，b路接通；当都处于正偏时，a路接通。因此可共用一个偏压源。
3.开关时间和功率容量。
pin管用作开关时，其开关时间必须满足系统对开关速度的要求，为提高开关速度，应尽量减薄i层，使储存电荷减少。在这种情况下，开关时间基本上由载流子在i层的渡越时间决定，而与载流子寿命无关。但i层太薄，使二极管反向击穿电压减小，承受微波功率也减小，因此提高pin管开关速度受限于两项极限参数，即开关时间和功率容量。
1）开关时间。
右图表示pin管从正偏电流突然转向反偏时的情况。设正偏时i层储存的电荷为，当换成反偏时，i层储存的电荷一部分被反向电流吸出，另外一部分则继续复合，形成复合电流。显然，单位时间内层中电荷减少量等于单位时间内从i层流出的电荷量与复合电荷之和，即。
考虑到t=0时，，可解得。
假设时，电荷全部清除，即，当时，开关时间可近似表示为。
由此可见，当pin官给定后（已定），加大反向电流可使开关时间减少。所以应为pin管开关制作具有内阻小而又能输出大的反向偏压的专门驱动器。
2）功率容量。
当pin管导通时，功率容量的限制因素是最大允许的功耗，当pin管截止时，功率容量的限制因素是反向击穿电压。开关的功率容量是指开关所能承受的最大微波功率，它不仅与管子的功率容量有关，还与开关电路的类型（串联或并联）、工作状态（连续波工作或脉冲工作）及具体结构（散热性能）有关。
三 pin管电调衰减器和限幅器。
用电信号控制衰减量的衰减器称为电调衰减器。利用pin管正向电阻随偏置电流连续变化的特性，可以做成各种类型的电调衰减器。电调衰减器可用于振幅调制和稳幅系统。
1、环行器单管点调衰减器。
此电调衰减器的衰减由偏置电流来控制。偏置电流经过直流偏置电路加到二极管上。环行器的作用是使得输入电路能得到较好的匹配。这种单管电调衰减器的衰减量为。
式中：2、吸收阵列式衰减器。
为了使系统频带展宽、衰减量的动态范围增大及能承受较大的功率，可采用多个并接在传输线上的pin管，管间相互间隔为1/4波长的阵列衰减器。加正向偏置的pin管等效为正向电阻，随着管子正向偏电流的改变，各电阻阻值发生变化，故为一个电调衰减器。
工程中通常采用多节级联。由于输入驻波比主要取决于前面几个单节，因此在实际应用中，一般仅把三个管子的正向电阻形成渐变分布，而后面的管子则按等元件阵排列。
3、pin管限幅器。
电调衰减器是利用外加偏置电流来控制其衰减量的，所以有时称之为控衰减器。某些情况下，要求微波信号通过控制电流时能自动控制电路的衰减。利用pin管在零偏加微波信号时的阻抗特性，可实现此目的。
因此零偏pin管常作为雷达接收机高放、混频前的限幅器。当微波信号超过某一电平时，由于pin管阻抗显著变小而使通过pin管的衰减量显著增大，从而限制输出功率在一定电平以下。
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