计算机与电子通信技术类本科专业教学计划 （2002级） 计算机与技术 电子信息工程 通信工程 电子商务 计算机与信息工程学院 2002年9月
计算机与电子通信技术类2002级教学计划 （专业代码：计算机与技术专业：080605 电子信息技术专业：080603 通信专业：080604 电子商务专业：） 一、培养目标 本类专业培养德智体全面发展，具备计算机科学与技术、电子技术、通信和信息处理等较宽广领域的工程技术基础知识和较强的实践技能，具备电子商务及现代经济管理学与金融学的基本理论、基础知识和系统分析、设计技术的专业人才。其中各专业的具体培养目标如下： 1．计算机科学与技术专业 本专业的人才培养目标是：培养德、智、体全面发展，具有坚实理论基础，系统地掌握计算机科学与技术有关的计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，适应计算机系统分析、系统设计、系统集成、运行管理、营销等多方面需要的高级技术人才。 2．电子信息工程专业 本专业是电子、信息、通信方面的较宽口径专业，培养德、智、体全面发展，具备电子技术、通信和信息系统的专业知识和较强的实践技能，能从事各类电子设备、通信和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发的高等工程技术人才。 3．通信工程专业 本专业培养能为社会主义现代化建设服务的，德、智、体全面发展的、理论基础扎实、专业口径宽、适应性好、能力强、综合素质高，掌握坚实的通信技术、通信系统和通信网等相关专业学科理论，具有较强的工程实践能力，能从事通信系统及设备的研究、设计、开发、分析、制造、运营及在通信行业、政府机关和国民经济各部门中从事开发、应用通信技术及设备管理的高级工程技术人才。 4．电子商务专业 本专业培养具有良好的科学素养，系统地、较好地掌握计算机信息技术和网络技术，以及熟悉现代经济管理学与金融学的基本理论、基础知识和系统分析、设计技术，适应网络经济时代，满足国民经济迅速发展对电子商务专门人才的需要，能在科研部门、大中型企业、事业和行政管理部门以及计算机公司等单位，从事计算机科学研究和应用开发、现代企业管理的计算机科学与技术学科、现代经济商务管理的高级跨学科综合型人才。 二、培养规格
微波等离子体 ●微波等离子体反应器特点： 微波：为交流能量（信号），通过波导传输，每一种波导 具有一定的特征阻抗 （射频传输线理论） 等离子体的反应器：本质上是具有一定阻抗的负载。 微波等离子体工作要求：波导特征阻抗=等离子体负载 阻抗。 微波反射波能量将至最低。 ●微波等离子体反应器发展： 小尺寸共振腔---->表面波长细等离子体--->大面 积（体积）表面波等离子体。 ●微波等离子体反应器结构： ⊙单模谐振腔 谐振腔尺寸: λ λ= R,（谐振条件） =d 阻抗匹配: 好，可以不设置附加匹配。 激励电场 单模（单一本征模） 方向：图中电场沿轴向。 状态：驻波
缺点：体积小（？） 电场不均匀-----〉等离子体空间均匀性差。应用：放电灯，光谱分析。
⊙多模腔 谐振腔尺寸: λ λ>> R;（非谐振） >>d 阻抗匹配: 差，需要附加匹配。 优点：电场较均匀-----〉等离子体空间均匀性好。 ⊙表面波等离子体（surface microwave plasma,SWP）源 尺寸: λ = R（谐振条件），轴向尺寸没有限制阻抗匹配: 需要设置附加匹配。 激励电场 单模或多模（单一本征模） 状态：行波 优点：大体积，细长 缺点：面积小 应用：气体反应（甲烷--->乙炔），有害气体处理
侧视图
多管SWP源
●大面积/体积SWP源 两种方式：（a）顶面馈入;(b)侧面馈入 三种典型装置：（a）日本平面狭缝（顶面）耦合； (b) 德国环状狭缝（侧面）耦合； （c）法国改进型表面波导（侧面）耦合美国： 中国（中国科大、合肥等离子体物理所----> 德国版）●日本顶面狭缝（重点） （1）两种加热模式
《微波技术与天线》课程教学大纲 课程代码： 课程英文名称：Wicrowave Technology and Antennas 课程总学时：56 讲课：52 实验：4 上机：0 适用专业：电子信息工程 大纲编写（修订）时间：2011.9 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 微波技术与天线是无线电技术的一个重要组成部分，是电子信息工程、通信工程等信息技术类专业的一门技术基础课。通过本课程的学习，要求了解微波技术与天线的基本概念、理论，掌握基本分析方法，同时培养正确的思维方式，提高分析问题的能力。为今后的学习和工作打下坚实的理论基础。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 要求掌握传输线理论、规则金属波导理论、微波网络理论、天线的辐射与接受的基本理论。在教学环节中，重点讲授微波与天线的基本理论，同时简要介绍微波技术与天线在主要系统中的应用，力求基本理论讲解与工程实践并重。 （三）实施说明 1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 2．教学手段：本课程属于技术基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。 （四）对先修课的要求 高等数学、复变函数、数理方程与特殊函数、电路理论、电子线路、电磁场与电磁波 （五）对习题课、实践环节的要求 根据学习进度完成相应习题，循序渐进，逐步深入。对典型习题一定要掌握。 微波技术与天线实践性较强，实验要自己动手，进而达到理论联系实际的目的。 1．对重点、难点章节应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。 2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及设计计算方面的内容，作业要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。 3．每个学生要完成大纲中规定的必修实验，通过实验环节，学生应掌握典型器件的基
格兰仕微波炉的结构特点及原理常见故障及故障检修 微波炉作为现代厨房电器的新宠，越来越普及地走进干家万户。微波炉以其加热速度快，省电且无污染等特点，确实给人们的生活带来方便。目前市场上微波产品很多，但格兰仕微波炉一直是一枝独秀。 一、格兰仕微波炉型号的识别 二、微波炉结构特点和工作原理 微波炉主要由炉腔、炉门和控制电路等几部分组成。 3．控制电路：控制电路如图1所示，又分为低压电路，控制电路和高压电路三部分。 高压变压器次级绕组之后的电路为高压电路，主要包括：磁控管、高压电容器c、高压变压器T、高压二极管D。磁控管是微波炉的心脏，微波能就是由它产生并发射出来的。它的工作需要很高的脉动直流阳极电压和约3～4V的灯丝电压。由高压变压器及高压电容器、高压二极管构成的倍压整流电路为磁控管提供了满足上述要求的工作电压。 高压变压器初级绕组之前至微波炉电源入口之间的电路为低压，电路(也包括了控制电路)主要包括：保险管Fu、热断路器保护开关sw6、sw7、联锁开关swl～sw3、照明灯、定时器及功率分配器开关sw4、sw5、转盘电机M3和风扇电机M2等。 转盘电机与风扇电机为同步电机，即微波炉工作时转盘电机转动并带动玻璃转盘，风扇电机也同步转动，对磁控管及其它主要部件进行冷却。 三、并非微波炉故障的判别 对于微波炉在使用过程中出现的一些现象，有的用户因为对微波炉不太了解，常容易误认为微波炉出了故障。 1．跳闸 微波炉整机的功耗大，整个启动过程要比一般家电时间长，所以启动时的耗电为微波炉输入功率的5～6倍。微波炉的启动电流高时可达7A，工作电流在5A左右。而有的家庭配备的保护闸容量有限或敏感度过高，常因微波炉启动时的电流冲击而出现跳闸，因此最好应配备l0A以上的保护闸。另外，在使用微波炉加热食品时，最好不要同时打开电饭锅之类的大功率用电器具。 2．感觉声音大 微波炉工作时的声音主要来自风扇，而风痢转速的高低和声音的大小成正比。格兰仕微波炉采用高转速风扇电机，以提高对主机的冷却效果，延长磁控管及主机的使用寿命。由此可见，工作时只要声音平稳，没有杂音就是正常的。 3．机械式程控器微波炉工作时有间断的响声 微波炉的火力调整是通过继电器的间断工作来控制的，使磁控管有规则的间断工作，从而达到减小火力的目的。高火则是连续地产生高压，所以微波炉在高火以上的火力位置工作时，会出现有规律的声响，这也是一种正常现象。 4．微波炉工作时有漏风、漏光 根据微波具有的直线性和遇金属的折返性以及在均匀缝隙和均匀网孔的屏蔽特点，在微波炉生产过程中，门和腔体的结全缝隙，并不是控制得越小越好，而只要间隙在规定围，门四周的缝隙越均匀越好。这能使微波在腔体得到绝对的屏蔽。鉴于以上因素，由于冷却风扇的风压，有少量的风和光从结构缝中泄出是完全正常的。 四、常见故障的排除。 1．启动“三无”(无灯亮、无声音、无微波发射) 这一种现象往往是由多种原因造成的。首先检查电源插头与插座是否接触不良，如不是电源问题则检查下列几项容。(1)8A保险丝是否熔断，如是则调换新保险丝；(2)监控开关断不开，造成短路；(3)联锁开关未闭合或门钩断损而不能接触到联锁开关；(4)变压器初、次级
微波电子线路大作业 ——低噪声功率放大器设计 班级：021013班 学号：02011268 姓名：
低噪声放大器的设计 一、设计要求： 已知GaAs FET 在4 GHz 、50 Ω系统中的S 参数和噪声参量为 S11=0.6∠－60°，S21=1.9∠81°， S12=0.05∠26°，S22=0.5∠－60° Fmin=1.6 dB Γout=0.62∠100°RN=20 Ω 设计一个低噪声放大器，要求噪声系数为2 dB ，并计算相应的最大增益。 若按单向化进行设计，则计算GT 的最大误差。 二、低噪声放大器设计原理及思路 1.1低噪声放大器功能概述 低噪声放大器是射频／微波系统的一种必不可少的部件，它紧接接收机天线，放大天线从空中接收到的微弱信号。低噪声放大器在对微弱信号放大的同时还会产生附加于扰信号，因此它的设计目标是低噪声，足够的增益，线性动态范围宽。低噪声放大器影响整机的噪声系数和互调特性，分析如下 （1） 系统接收灵敏度： （2） 多个级连网络的总噪声系数 1.2 放大器工作组态分类 A 类放大器（导通角360度，最大理论效率50%）用于小信号、低噪声，通常是接收机前端放大器或功率放大器的前级放大。 B 类（导通角180度，最大理论效率78.5%）和 C 类（导通角小于180度，最大理论效率大于78.5% ）放大器电源效率高，愉出信号谐波成分高，需要有外部混合电路或滤波电路．由B 类和C 类放大器还可派生出 D 类、 E 类、P 类等放大器。 min 114(dBm/Hz)NF 10log BW(MHz)/(dB) S S N =-+++321112121 11n tot A A A A A An F F F F F G G G G G G ---=+ +++L L
微波炉工作原理 普通的微波炉能将电源插座输出的220V电压提升到3,000V以上，在一两分钟内安全地烹饪好食物。而且，我们还能通过透明的炉门观看食物烹饪过程。 微波炉的关键部件是磁控管（magnetron）。这个名字听起来像是某部科幻电影中的军事装备——这种先进真空管所产生的微波确实威力巨大，足够用于军用雷达（这也是研制磁控管的最初目的）。 微波炉不是用火焰或线圈产生的热量从外部加热食物，而是让微波穿透食物，水分子存在于大多数食物中。水分子的“两端”分别带有正电荷和负电荷。电场会使水分子的正电荷端指向同一个方向。微波电场的正、负极方向每秒钟转换49亿次，水分子也不停地随之转换方向。随着水分子不断转向，彼此发生碰撞，相互摩擦进而产生热量。陶瓷和玻璃容器中不含水分，因而不会发热，但变热的食物会通过热传导使它们变热。 变压器、二极管和电容器将民用电从220V提升到3,000V以上，通过导线将高压电送往磁控管。磁控管产生微波，微波由天线送出，经由波导管（waveguide）进入炉腔，炉腔的金
属腔壁不断反射微波。旋转的玻璃托盘会让食物均匀受热。一些型号的微波炉中没有玻璃托盘，但波导管端部有一个旋转小叶片，它能将微波完全散布开。 高压电被传送到阴极灯丝。灯丝变热后便会发射出电子，这些电子被外围带正电的阳极板吸引。一些大磁铁块施加的磁场使向外流动的电子云旋转。在旋转的过程中，电子云形成轮辐
状，从阳极板之间的每一个空腔中穿过。移动着的电子云“轮辐”将负电荷传递给空腔，此后负电荷又会在下一个“轮辐”到达之前流出空腔。负电荷的反复增减在空腔内产生出2.45千兆赫兹的振荡电磁场。磁控管上的天线以这一频率发生谐振，从其顶部尖端发射出微波——这和无线电传输天线的原理几乎一模一样。 微波炉正是利用微波的这些特性制作的。微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，可以阻挡微波从炉内逃出，以免影响人们的身体健康。装食物的容器则用绝缘材料制成。微波炉的心脏是磁控管。这个叫磁控管的电子管是个微波发生器，它能产生每秒钟振动频率为24.5亿次的微波。这种肉眼看不见的微波，能穿透食物达5cm深，并使食物中的水分子也随之运动，剧烈的运动产生了大量的热能，于是食物"煮"熟了。这就是微波炉加热的原理。用普通炉灶煮食物时，热量总是从食物外部逐渐进入食物内部的。而用微波炉烹饪，热量则是直接深入食物内部，所以烹饪速度比其它炉灶快4至10倍，热效率高达80%以上。目前，其他各种炉灶的热效率无法与它相比。
微波与低温等离子体相互作用的二维FDTD模拟 等离子体隐身是一种利用等离子体回避雷达探测的方法和技术,此方法就其原理而言优点突出,极具发展前景。几个主要的军事大国都积极开展该领域的研究和发展工作。目前,此方法和技术尚未发展成熟,诸多问题有待解决,还需要继续进行广泛、深入、细致的理论研究和实验研究。近年来,数值模拟计算研究成效显著,受到多方面的重视。本文针对两种进气管模型(直型腔体和S型腔体),分别设置结构对照组(直型腔体和S型腔体),和等离子体模型组(腔体内壁覆盖低温离子体层),采用时域有限差分(FDTD)方法,进行数值模拟计算,研究腔体结构和等离子体层对于雷达波(电磁波)的屏蔽作用。结果表明,(1)直型金属腔体对电磁波具有强反射特性,S型金属腔体对电磁波的反射相对较弱,反映了 结构隐身的作用；(2)腔体内壁覆盖等离子体层后电磁波的回波能量均明显减少,且金属直型腔体加入等离子体对电磁波的吸收更加强,反映了等离子体隐身的作用；(3)结构隐身与等离子体隐身相结合,有助于进一步改善和优化对于电磁波的隐身作用；(4)等离子体碰撞频率、等离子体电子数密度和入射电磁波频率等因素对于其隐身效果都有程度不同的影响。本文的研究方法和结果,可以为低温等离子体隐身方法和技术研究提供有价值的参考。 同主题文章 [1]. 朱晋生,陆继珍. 异向介质板应用于吸波隐身的FDTD方法分析' [J]. 电讯技术. 2008.(08) [2]. 谭维翰,顾敏. 等离子体钢丝二次谐波辐射的线性转换理论' [J]. 光学学报. 1988.(09) [3]. C.Ngo ,景成祥. 从核的多重碎裂到夸克—胶子等离子体' [J]. 原子核物理评论. 1989.(02) [4]. 顾琅. 等离子体加工过程中尘埃微粒行为的研究' [J]. 力学进展. 1997.(01) [5]. 董全力,王军,张少龙,满宝元,王象泰,于衍宏. 激光等离子体产生条件的实验研究' [J]. 光电子.激光. 1999.(05) [6]. 邱华盛. 中日签署沙尘合作研究协议及等离子体和核聚变合作研究协议' [J]. 中国科学院院刊. 2000.(06) [7].
一实验目地 . 了解等离子体产生地基本原理和方法，掌握多功能微波等离子体装置地使用方法； . 利用等离子体化学气相沉积地方法制备金刚石或类金刚石薄膜材料； . 观察薄膜形貌、测试薄膜地显微硬度. 二实验仪器与原材料 多功能微波等离子体装置、超声清洗机、高倍光学显微镜、显微硬度仪、硅片、金刚石微粉、氢气、甲烷或甲醇、乙醇等有机溶液资料个人收集整理，勿做商业用途 三实验原理 ．等离子体 自然界中物质地形态除了固、液、气三种形态之外，还存在第四态，即等离子体状态，其实在浩渺地宇宙中，等离子体态是物质存在地最普遍地一种形态，包括恒星，星云等.从将等离子体划为物质地第四态这个角度来看，等离子体地产生过程为：固体物质在受热地情况下熔化成液体，液体进一步受热后变成气体，气体进一步受热后，中性地原子和分子电离成离子和电子，形成等离子体.因此，只要给予稀薄气体以足够地能量将其离解，便可使之成为等离子体状态.资料个人收集整理，勿做商业用途 ．气体被能量激励或激发成为等离子体后，等离子体中地离子或离子基团以及原子和原子基团之间地相互作用力将达到稳定或平衡.由于等离子体中含有大量具有高能量地活性基团，这使得等离子体能够参与或发生许多不同地化学或物理反应.制备功能薄膜便是其中地一例.资料个人收集整理，勿做商业用途 ．等离子体化学气相沉积 等离子体在进行化学气相沉积时，活性基团与载体或活性基体之间发生一系列复杂地化学或物理反应，最终形成所需要地功能薄膜.资料个人收集整理，勿做商业用途 （气）（气）→ （固）（气） 反应气体、被激发为等离子体状态，其活性基团发生反应生成所需要地固态物沉积在基片上，可广泛用于功能薄膜或纳米材料地合成.如金刚石薄膜、氮化碳薄膜、生物或医用薄膜、碳纳米材料等.资料个人收集整理，勿做商业用途 .微波地产生、传导及利用其激发产生等离子体 本实验装置中，频率为地微波由磁控管来产生，依靠调整短路活塞使微波能量集中到反应腔中. ．仪器工作原理 本实验在微波源地石英管式微波等离子体装置上进行地，其技术原理是：由微波源产生地频率为地微波，沿矩形波导管以模式传输，经过调整短路活塞，最后在水冷谐振腔反应室内激励气体形成轴对称地等离子体球，等离子体球地直径大小取决于真空沉积室中气体压力和微波功率.基片温度以微波等离子体地自加热方式来达到.对于气体系统而言，在高能量、高密度等离子体和合适地工艺条件下，气体发生离解而产生大量地含碳基团和原子氢.含碳基团在基片表面进行结构重组，由于原子氢对键地刻蚀作用远比对键强烈，这样重组后地碳碳键具有金刚石结构地键保留下来，开始金刚石晶粒地优先成核、生长阶段，逐渐在基片表面上得到完整地金刚石薄膜.该装置产生地微波等离子体有许多优点：无内部电极，可避免放电污染，运行气压范围宽，能量转换效率高，可产生大范围地高密度等离子体.资料个人收集整理，勿做商业用途 四实验内容及步骤 . 线路连接与检查：连接并检查总电源，冷却水，气路.冷却水箱中水位至约％地位置且水质正常，检查气路是否已经连接安置到位.资料个人收集整理，勿做商业用途
微波电子线路大作业 姓名：哦呵呵 学号： 肖特基势垒二极管是利用金属与半导体接触形成肖特基势垒而构成的一种微波二极管， 它对外主要体现出非线性电阻特性，是构成微波阻性混频器、检波器、低噪声参量放大 器、限幅器和微波开关等的核心元件。 1、结构：肖特基势垒二极管有两种管芯结构：点接触型和面接触型。 2、工作原理： 肖特基势垒二极管工作的关键区域是金属和N 型半导体结形成的肖特基势垒区域，是金属和N 型半导体形成的肖特基势垒结区域。 在金属和N 型半导体中都存在导电载流子—电子。它们的能级不同，逸出功也不同。当金属和N 型半导体相结时，电子流从半导体一侧向金属一侧扩散，同时也存在金属中的少数能量大的电子跳跃到半导体中，称为热电子。显然，扩散运动占据明显优势，于是界面上金属中形成电子堆积，在半导体中出现带正电的耗尽层。在界面上形成由半导体指向金属的内建电场，它是阻止电子向金属一侧扩散的，而对热电子发射则没有影响。随着扩散过程的继续，内建电场增强，扩散运动削弱。于是在某一耗尽层厚度下，扩散和热电子发射处于平衡状态。宏 观上耗尽层稳定，两边的电子数也稳定。界面上就形成一个对半导体一侧电子的稳定高度势垒G W eN D D S 22 =φ， D N 是N 半导体的参杂浓度，D W 厚度存在于金属—半导体界面由扩散运动形成的势垒成为肖特基势垒，耗尽层和电子堆积区域成为金属—半导体结。 3、伏安特性： 利用金属与半导体接触形成肖特基势垒构成的微波二极管称为肖特基势垒二极管。这种器件对外主要呈现非线性电阻特性，是构成微波混频器、检波器和微波开关等的核心元件。 半外点半外结氧金两种肖特基势垒二极管结构 金属欧姆接
习题课 1.1 设一特性阻抗为50Ω的均匀传输线终端接负载R l =100Ω，求负载反射系数Γl ，在离负载0.2λ、0.25λ及0.5λ处的输入阻抗及反射系数分别为多少？ 解：根据终端反射系数与终端阻抗的关系 10l 10100501 100503 Z Z Z Z --Γ= ==++ 根据传输线上任一点的反射系数与输入阻抗的关系 2()j z l z e b - G =G in 0 1() 1() z Z Z z +G =-G 得到离负载0.2λ、0.25λ及0.5λ处的输入阻抗及反射系数分别为 2πj2 0.2λj0.8π λ 1(0.2λ)3 l e e --G =G = Z (0.2λ)29.4323.79Ωin =? 2π j2 0.25λλ 1(0.25λ)3 l e -G =G =- Z (0.25)25Ωin l = 2πj2 0.5λλ 1 (0.5λ)3 l e -G =G = （反射系数具有λ/2周期性） Z (0.5)100Ωin l =（输入阻抗具有λ/2周期性） 1.2 求内外导体直径分别为0.25cm 和0.75cm 的空气同轴线的特性阻抗；若在两导体间填充介电常数εr= 2.25的介质，求其特性阻抗及300MHz 时的波长。 解：空气同轴线的特性阻抗为 00.7560ln 60ln 65.9Ω0.25 b Z a === 填充相对介电常数εr=2.25的介质后，其特性阻抗为 00.75 43.9Ω0.25 b Z a = == f =300Mhz 时的波长
0.67m l 1.4 有一特性阻抗Z0=50Ω的无耗均匀传输线,导体间的媒质参数εr= 2.25，μr=1，终端接有R l=1Ω的负载。当f=100MHz时，其线长度为λ/4。试求： ①传输线实际长度； ②负载终端反射系数； ③输入端反射系数； ④输入端阻抗。 解：①传输线上的波长为 2m g l= 所以，传输线的实际长度为 =0.5m 4 g l l = ②根据终端反射系数与终端阻抗的关系 10 l 10 15049 15051 Z Z Z Z -- Γ===- ++ ③根据传输线上任一点的反射系数与终端反射系数的关系 2 20.25 2 4949 () 5151 j j z l z e e p l b l - - G=G=-= ④传输线上任一点的反射系数与输入阻抗的关系 in0 49 1 1()51 502500Ω 49 1()1 51 z Z Z z + +G === -G- 1.10 特性阻抗为Z0=150Ω的均匀无耗传输线, 终端接有负载Z l=250+j100Ω，用λ/4阻抗变换器实现阻抗匹配（如图所示），试求λ/4阻抗变换器的特性阻抗Z01及离终端距离。 解：先把阻感性负载，通过一段特性阻抗为Z0的传输线，变为纯阻性负载。由于终端反射系数为 250j100150 0.3430.54 250j100150 l l l Z Z Z Z -+- G===? +++ 离波腹点较近。第一个波腹点离负载的距离为 max 0.540.043 44 l l l l f l p p === 即在距离负载l=0.043λ可以得到一个纯电阻阻抗，电阻值为 max0 R Z r =
微波电子线路大作业（3） 班级： 姓名： 学号：
一、微波二极管负阻振荡器 由砷化镓材料制成的体效应二极管呈现负阻效应的物理基础是能带结构的电子转移效应，而产生负阻效应的原理则是由于高场畴的形成。 典型的Gunn 二极管的结构如图所示．铜底座(接铜螺纹)提供一条外加散热器的低阻热通道，螺纹端拧在散热器上，它是接到直流电源的负极，陶瓷圆环起绝缘作用，它把正负极隔开。 若将耿氐二极管装在谐振腔的适当位置上，只要在它的两端加上适当的直流电压，就可以在谐振腔内产生微波振荡．这就构成了微波负阻振荡器。由于谐振腔相当于集总电路的000L R L --并联谐振电路，它与耿氐二极管组合起来就形成了如图3-12(a)的等效电路，其中图(a)的左侧表示Gunn 二极管等效电路。d C 和d R -是有源区参数，Cd 是Gunn 管电荷区域的电容参数，d R -是在电场超过阈值后所呈现的负阻特性，C 、L 是管壳及引线所呈现的分布参数；图(a)右侧表示谐振腔等效电路。 二极管具有负阻-Rd ，而负载则是正电阻R0，由于-Rd 与R0并联，它的电阻为 00R R R R R d d t += 所以进一步简化后就变成如图(b)所示的等效电路。当直流电源刚接通时，如工作点选择恰当且能满足Rd>R0的条件，则Rt 为负值。在这种情况下，噪声足以触发振荡，使振幅随时间而增长。但是，管阻-Rd 是非线性的，随着振幅的
增大|-Rd|的数值逐渐减小。当|-Rd|=R0时，从式不难看出，Rt=∞。这就相当并联电阻Rt开路，变成Lt与Ct所组成的无损耗回路，因此产生等幅振荡。谐振腔的作用是一方面可以调谐振荡波形使其接近正弦，另一方面把高频电磁能量收集在腔内，并通过耦合把高频能量送到负载上。X波段波导耿氏振荡器的结构 如图 耿氏二极管横装在矩形波导中，并且由调节短路活塞改变腔的大小进行频率调谐。振荡频率与腔体的长度有关，它的长度大体等于半个波导波长整数倍，腔体的长度是指从Gunn管的安装柱面到可调短路面之间的距离。目前，国产X波段耿氏二极管的技术参数为：工作频率为10GHz左右，工作电压为10V，工作电流为0.2-0.6A，输出功率为0.03-0.1W，最大耐压为14V。 二、微波晶体管振荡器 产生振荡电流的电路叫做振荡电路。振荡电路主要有正弦波振荡器和函数发生器如脉冲发生器等.正弦波振荡电路是用来产生一定频率和幅值的正弦交流信号。它的频率范围很广，可以从一赫芝以下到几百兆赫芝以上；输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦；输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。 正弦波振荡器必须包含这样几个组成部分： 1.放大部分，振荡器的核心，将直流电源提供的能量转换成交流信号能量；补充振荡过程中的能量损耗，以获得连续的等幅正弦波； 2.选频部分，从信号中选出所需的频率 3.正反馈电路，将选出来的所需频率的信号送回到输入端放大；
等离子体合成金刚石 在20世纪80年代初,一种新的方法出现了,那就是微波等离子体化学气相法合成金刚石薄膜（CVD）制备金刚石薄膜，它成本低，质量高，有利于大规模合成利用,且装置简单,能量集中,反应条件易于控制,产物比较纯净,成为当前研究的主要方向和热点。现在该领域的最新进展是用微波化学气相合成法合成纳米级的金刚石薄膜,纳米级金刚石薄膜除了有普通微米级金刚石薄膜的性质外,还具有高光洁度,高韧性,低场放射电压,是具有广阔应用前景的新材料。摩擦系数低,光洁度高,颗粒极细,硬度高,耐磨度高,可广泛应用医疗,交通,航空航天,工业制造领域的涂料,涂层,钻头,更可为微型机电领域带来革命性的飞跃.许多科学家纷纷预言：21世纪将是金刚石的时代。 合成与机理：等离子态是物质的第四态,之所以把等离子体视为物质的又一种基本存在形态，是因为它与固、液、气三态相比无论在组成上还是在性质上均有本质区别。即使与气体之间也有着明显的差异。首先，气体通常是不导电的，等离子体则是一种导电流体而又在整体上保持电中性。其二，组成粒子间的作用力不同，气体分子间不存在净电磁力，而等离子体中的带电粒子间存在库仑力，并由此导致带电粒子群的种种特有的集体运动。第三，作为一个带电粒子系，等离子体的运动行为明显地会受到电磁场的影响和约束。需说明的是，并非任何电离气体都是等离子体。只有当电离度大到一定程度，使带电粒子密度达到所产生的空间电荷足以限制其自身运动时，体系的性质才会从量变到质变，这样的“电离气体”才算转变成等离子体。否则，体
系中虽有少数粒子电离，仍不过是互不相关的各部分的简单加合，而不具备作为物质第四态的典型性质和特征，仍属于气态。按热力学分析只要压力适当，石墨转变成金刚石在低温下并非不能自发进行，问题在于反应速率太低，以致必须提供苛刻的高温高压条件。但若借助非平衡等离子体，情况就不同了。如用微波放电把适当比例的CH4和H2气激发成等离子体，便可在低于1.0133×104Pa，800—900℃条件下以相当快的生长速率（1μm/h）人工合成金刚石薄膜。 依照此原理设计的CVD合成金刚石薄膜的装置都有一共同特性，即使低分子碳烃气体稀释在过量氢气中，在一定电磁能激发产生等离子体，在等离子体中形成局部的高温高压条件,通过适宜的沉积工艺在基片(硅片)上沉积出金刚石薄膜。常用的方法有热丝法、微波法、等离子体炬和燃烧火焰法等。热丝法是利用高温金属丝激发等离子体，装置简单，使用比较方便。但由于金属丝的高温蒸发会将杂质引入金刚石膜中，因此该方法不能制备高纯度的金刚石膜；微波法是利用微波的能量激发等离子体，具有能量利用效率高的优点。同时由于无电极放电，等离子体纯净，是目前高质量、高速率、大面积制备金刚石膜的首选方法；等离子体炬是利用电弧放电产生等离子体，制备的金刚石膜质量高。但由于电弧面积的限制，金刚石膜的面积较小；同时由于电弧点燃及熄灭的热冲击，对金刚石膜的附着力影响很大，设备的磨损大，反应气体的消耗也高；燃烧火焰法是利用乙炔在氧气中燃烧产生的高温激发等离子体，可以在常压下工作，也存在着金刚石膜沉积面积小，不均匀等问题。
微波电子线路大作业 姓名：袁宁 班级：020914 学号：02091400
一、肖特基势垒二极管 利用金属与半导体接触形成肖特基势垒构成的微波二极管称为肖特基势垒二极管。这种器件对外主要呈现非线性电阻特性，是构成微波混频器、检波器和微波开关等的核心元件。 一般地，肖特基势垒二极管的伏安特性可以表示为 （1） 如图是肖特基势垒二极管的伏安特性曲线 假定二极管两端的电压由两部分构成：直流偏压和交流信号(t)=cos， 即（2）
代入式（1），求得时变电流为 （3） 定义二极管的时变电导g(t)为 根据式（1）得 对式（3）进行傅里叶级数展开： i(t)= 交流偏压的基波电流幅度I1=I L: I n=2I S exp(αU dc)J1(αU L) 根据贝塞尔函数的大宗量近似式，当αU L较大时，有 I dc I L 二极管对交流信号所呈现的电导为 G L= 交流偏压一定时，G L随I dc的增大而增大，借助于U dc来调节I dc 可以改变G L的值，使交流信号得到匹配。 二．变容二极管 PN结的结电容（主要是势垒电容）随着外加电压的改变而改变，
利用这一特性可以构成变容二极管（简称为变容管）。变容管作为非线性可变电抗器件，可以构成参量放大器、参量变频器、参量倍频器（谐波发生器）、可变衰减或调制器等。 结电容可以表示为以下普遍形式：m j j U C U C ] 1[) 0()(Φ = — 式中：m 称为结电容非线性系数，取决于半导体中参杂浓度的分布状态。 给变容管加上直流负偏压dc U 和交流信号（泵浦电压） t U t u p p p ωcos )(=，即 t U U t u p p ωcos )(dc += 由上式得时变电容为 m cos p 1) (]cos 1[) 0()(） —（— t U C t U U C t C p dc j m p p dc j j ωω=Φ += 式中：m dc j dc j U C U C ] 1[)0()(Φ =—，dc U U p p —Φ= 其中：)(dc j U C 为直流工作点dc U 处的结电容；p 为相对泵浦电压幅度（简称相对泵幅），表明泵浦激励的强度。P=1时，为满泵工作状态；p<1时，为欠泵工作状态；p>1时，为过泵工作状态。典型的工作状态是p<1且接近于1的欠泵激励状态，不会出现电流及相应的电流散粒噪声。 三．阶越恢复二极管 阶跃恢复二极管（SRD ）可以看做一种特殊的变容管，简称阶跃
微波炉的工作原理： 微波炉的工作原理：1946年，斯潘瑟还是美国雷声公司的研究员。一个偶然的机会，他发现微波溶化了糖果。事实证明，微波辐射能引起食物内部的分子振动，从而产生热量。1947年，第一台微波炉问世。 顾名思义，微波炉就是用微波来煮饭烧菜的。微波是一种电磁波。这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多，而且还很有"个性"，微波一碰到金属就发生反射，金属根本没有办法吸收或传导它；微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量；而含有水分的食物，微波不但不能透过，其能量反而会被吸收。微波炉正是利用微波的这些特性制作的。微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，可以阻挡微波从炉内逃出，以免影响人们的身体健康。装食物的容器则用绝缘材料制成。微波炉的心脏是磁控管。这个叫磁控管的电子管是个微波发生器，它能产生每秒钟振动频率为24.5亿次的微波。这种肉眼看不见的微波，能穿透食物达5cm 深，并使食物中的水分子也随之运动，剧烈的运动产生了大量的热能，于是食物"煮"熟了。这就是微波炉加热的原理。用普通炉灶煮食物时，热量总是从食物外部逐渐进入食物内部的。而用微波炉烹饪，热量则是直接深入食物内部，所以烹饪速度比其它炉灶快4至10倍，热效率高达80%以上。目前，其它各种炉灶的热效率无法与它相比。 而微波炉由于烹饪的时间很短，能很好地保持食物中的维生素和天然风味。比如，用微波炉煮青豌豆，几乎可以使维生素C一点都不损失。另外，微波还可以消毒杀菌。 使用微波炉时，应注意不要空"烧"，因为空"烧"时，微波的能量无法被吸收，这样很容易损坏磁控管。另外，人体组织是含有大量水分的，一定要在磁控管停止工作后，再打开炉门，提取食物。 使用微波炉的9个禁忌 1.忌用普通塑料容器：一是热的食物会使塑料容器变形，二是普通塑料会放出有毒物质，污染食物，危害人体健康。使用专门的微波炉器皿盛装食物放入微波炉中加热， 2.忌用金属器皿：因为放入炉内的铁、铝、不锈钢、搪瓷等器皿，微波炉在加热时会与之产生电火花并反射微波，既损伤炉体又加热不熟食物。 3.忌使用封闭容器：加热液体时应使用广口容器，因为在封闭容器内食物加热产生的热量不容易散发，使容器内压力过高，易引起爆破事故。即使在煎煮带壳食物时，也要事先用针或筷子将壳刺破，以免加热后引起爆裂、飞溅弄脏炉壁，或者溅出伤人。 4.忌超时加热：食品放入微波炉解冻或加热，若忘记取出，如果时间超过2小时，则应丢掉不要，以免引起食物中毒。 5.忌将肉类加热至半熟后再用微波炉加热：因为在半熟的食品中细菌仍会生长，第二次再用微波炉加热时，由于时间短，不可能将细菌全杀死。冰冻肉类食品须先在微波炉中解冻，然后再加热为熟食。 6.忌再冷冻经微波炉解冻过的肉类：因为肉类在微波炉中解冻后，实际上已将外面一层低温加热了，在此温度下细菌是可以繁殖的，虽再冷冻可使其繁殖停止，却不能将活菌杀死。已用微波炉解冻的肉类，如果再放入冰箱冷冻，必须加热至全熟。 7.忌油炸食品：因高温油会发生飞溅导致火灾。如万一不慎引起炉内起火时，切忌开门，而应先关闭电源，待火熄灭后再开门降温。 8.忌将微炉置于卧室，同时应注意不要用物品覆盖微波炉上的散热窗栅。 9.忌长时间在微波炉前工作：开启微炉后，人应远离微波炉或人距离微波炉至少在1米之外。 如何清除微波炉顽垢 微波炉用过后若不随即擦拭，很容易在内部结成油垢，所以只好用特别的招数除垢：将一个装有热水的容器放入微波炉内热两三分钟，让微波炉内充满蒸气，这样可使顽垢因饱含水分而变得松软，容易去除。 清洁时，用中性清洁剂的稀释水先擦一遍，再分别用清水洗过的抹布和干抹布作最后的清洁，如果仍不能将顽垢除掉，可以利用塑料卡片之类来刮除，千万不能用金属片刮，以免伤及内部。最后，别忘了将微波炉门打开，让内部彻底风干。 16、电磁炉必须配用铁制、不锈钢或搪瓷平底锅。电磁灶不能使用诸如玻璃、铝、铜等非铁磁性物质的锅具容器加热食品（这些非铁磁性物质是不会升温的）。且使用的铁制、不锈钢或搪瓷锅具底部直径不得小于12cm，底部凹凸不得大于2mm。（部分双层复合底锅不适用于电磁炉，购置时应注意。）
微波等离子体设备 技术方案 1．设备简述： 微波等离子体设备由椭球谐振腔、真空室、沉积台、真空系统、气体流量控制系统、真空测量系统、水冷循环水压报警系统以及机架等组成。 示意图 2．设备结构 2.1椭球谐振腔 2.1.1材料：椭球谐振腔采用优质不锈钢1Cr18Ni9Ti； 2.1.2尺寸：径向450mm×轴向600mm，壁厚5mm，椭球边界满足方程式：(X2 /4502)+ (Y2 /6002)=1；2.1.3连接法兰：椭球谐振腔上下连接法兰可以独立拆卸，对微波密封； 2.1.4 观察窗：在椭球谐振腔的适当位置设置多个观察孔，使视线能看到石英钟罩内的等离子体和衬底， 衬底和等离子体的位置，观察孔的尺寸以不泄漏微波为准（直径为≤2 mm的孔）； 2.2 真空室、沉积台 2.2.1 真空室：真空室采用石英钟罩Ф230mm； 2.2.2 沉积台：真空室内沉积台采用优质不锈钢，能够下降开启，方便移出真空室内样品；对沉积台设置
水冷，水冷的主要部位为中心位置为50mm的圆及胶圈的密封部位，冷却能力今后要达到5kW；沉积台中心设置光纤测温孔 2.2.3 其它 2.2. 3.1 沉积台设有轴向位置标尺； 2.2. 3.2 Ф6mm手动放气阀； 2.2. 3.3 进气口； 2.3 真空系统 2.3.1 真空机组: 机械泵,抽速2L/S； 2.3.2 真空阀门：手动挡板阀、针阀各1只； 2.3.3 真空测量：采用电阻真空计测量； 2.4 进气系统 采用三路质量流量计控制，每路均设有手动截止阀 ●Ar: 200 ml /min ●H2: 200 ml /min ●CH4: 30 ml/min 2.5微波电源系统 采用800W微波电源，矩形波导传输微波，同轴天线进行模式转换和将微波导入椭球谐振腔； 2.6 电气控制系统 2.6.1整套控制系统采用手动按钮控制，独立的电气控制柜； 2.6.2．控制内容： 2.6.2.1．机械泵的起、停； 2.6.2.2．在缺水情况下的报警系统； 2.6.2.3．气体流量显示； 2.6.2.4. 真空显示； 3．系统配置
微波电子线路大作业 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】
微波电子线路大作业 姓名：哦呵呵 学号： 肖特基势垒二极管是利用金属与半导体接触形成肖特基势垒而构成的一种微波二极管，它对外主要体现出非线性电阻特性，是构成微波阻性混频器、检波器、低噪声参量放大 器、限幅器和微波开关等的核心元件。 1、结构：肖特基势垒二极管有两种管芯结构：点接触型和面接触型。 2、工作原理： 肖特基势垒二极管工作的关键区域是金属和N 型半导体结形成的肖特基势垒区域，是金属和N 型半导体形成的肖特基势垒结区域。 在金属和N 型半导体中都存在导电载流子—电子。它们的能级不同，逸出功也不同。当金属和N 型半导体相结时，电子流从半导体一侧向金属一侧扩散，同时也存在金属中的少数能量大的电子跳跃到半导体中，称为热电子。显然，扩散运动占据明显优势，于是界面上金属中形成电子堆积，在半导体中出现带正电的耗尽层。在界面上形成由半导体指向金属的内建电场，它是阻止电子向金属一侧扩散的，而对热电子发射则没有影响。随着扩散过程的继续，内建电场增强，扩散运动削弱。于是在某一耗尽层厚度下，扩散和热电子发射处于平衡状态。宏观上耗尽层稳定，两边的电子数也稳定。界面上就形成一个对半导体一侧电子的稳定高度势垒 G W eN D D S 22 =φ，D N 是N 半导体的参杂浓度，D W 厚度存在于金属—半导体界面由扩散运动形成的势垒成为肖 特基势垒，耗尽层和电子堆积区域成为金属—半导体结。 3、伏安特性： 利用金属与半导体接触形成肖特基势垒构成的微波二极管称为肖特基势垒二极管。这种器件对外主要呈现非线性电阻特性，是构成微波混频器、检波器和微波开关等的核心元件。 一般地，肖特基势垒二极管的伏安特性可以表示为 两种肖特基势垒二极管结构 欧姆接触
高功率微波与等离子体相互作用理论和数值研究? 袁忠才时家明? (脉冲功率激光技术国家重点实验室,电子工程学院,合肥230037) (2013年10月23日收到;2013年11月27日收到修改稿) 研究高功率微波与等离子体的相互作用,对于微波放电和电磁兼容研究均具有重要意义.基于波动方程、等离子体的流体力学方程以及波尔兹曼方程,建立高功率微波脉冲与等离子体相互作用的理论模型,并结合等离子体的特征参数,采用时域有限差分方法分析了等离子体电子密度和高功率微波传输特性的变化.结果表明,由于高功率微波的电子加热作用,等离子体中的非线性效应明显,发生击穿使得等离子体电子密度增大,从而导致微波的反射增强,透过率降低.所提出的模型和相关结果对于高功率微波和电磁脉冲防护具有指导意义. 关键词:等离子体,高功率,电磁防护,时域有限差分 PACS:52.25.Os,52.40.Db DOI:10.7498/aps.63.095202 1引言 作为一种新概念武器,高功率微波和电磁脉冲已经严重威胁到电子设备的安全[1,2].为此,近年来有人提出利用等离子体的吸波特性,用其来进行电子设备的电磁脉冲防护[3?6].Macheret等对于在高重复频率纳秒高功率微波脉冲作用下空气的放电特性进行了实验研究,证实了受入射场的影响等离子体电子温度明显升高,从而非线性效应变得显著[7].Bonaventura等对于高功率微波脉冲导致的N2等离子体参数变化进行了系统研究.首先通过求解波尔兹曼方程得到了N2等离子体电离率、复合率、迁移率等随入射场强的变化[8];然后通过数值模拟的方法得到了等离子体电子密度随入射场强的变化,并分析了由此导致的微波脉冲传输特性的变化[9];最后通过实验研究了微波放电中密度的时间变化特征[10].Liu等理论分析了利用高功率微波击穿空气的阈值,同时进行了初步的实验研究[11].但是,他们在进行微波脉冲与等离子体相互作用的数值仿真时,将等离子体视为一种具有电损耗的介质,并利用各区域场的展开和边界条件来求解波动方程,而等离子体作为一种色散媒质,上述处理会导致一定的误差.Anderson等利用微波放电时带电粒子加热与吸收微波功率之间的热平衡关系来求解微波击穿阈值等特征参数,但是他们在计算过程中设定带电粒子的扩散系数等参数与场强大小无关,同时认为电离频率的变化与入射场强的平方成正比[12?14].而在Tang等和周前红等的研究中,设定电离频率的变化直接与入射场强或相对场强的5.33次方成正比[15,16].通过与其他文献的比较(如文献[17,8—10])可以看出,这些假设只能在很小的范围内适用,通常等离子体电离率、复合率、迁移率等随入射场强的变化较为复杂,应通过碰撞截面或求解波尔兹曼方程来获得. 为此,我们建立了描述电磁波传播的波动方程,表征等离子体的流体力学方程以及考察入射场对带电粒子温度、反应速率、迁移率以及碰撞频率等影响的波尔兹曼方程,利用考察色散媒质的时域有限差分方法交互地求解上述三个耦合方程,从而获得高功率微波入射条件下等离子体电子密度、碰撞频率以及微波传输特性的变化. ?国防预研基金资助的课题. ?通讯作者.E-mail:sjmeei@https://www.doczj.com/doc/d57060077.html, ?2014中国物理学会Chinese Physical Society https://www.doczj.com/doc/d57060077.html,