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上海交通大学电子信息与电气工程学院硕士课程内容介绍《微波与高速电路理论》

上海交通大学 免费考研网/2012-12-28


《微波与高速电路理论》

课程代码X034511学分/学时3.0/54开课时间
课程名称微波与高速电路理论
开课学院电子信息与电气工程学院
任课教师袁斌
面向专业电磁场与微波技术、电路与系统
预修课程信号与系统、电磁场与电磁波、电路理论、微波技术
课程讨论时数0 (小时)课程实验数0 (小时)
课程内容简介

本课程是电子信息技术研究方向重要的硕士学位课。主要教学内容包括微波与高速电路的频域、时域分析两大部分。其中,频域部分包括集中参数、分布参数、平面和立体电路以及微波宽带放大器的分析、综合与计算机辅助设计;时域分析则包括高速电路中和互连封装相联系的信号完整性问题,如互连线直接时域分析、频域变换分析、系统的阶数缩减分析、以及由馈电和接地系统引起的同步开关噪声分析。课程突出基础性、前瞻性,注重与学科当前的前沿热点问题相结合,既让研究生对微波与高速电路理论、分析综合方法以及机辅工具有广泛深入的了解,又对其日后的科研工作有所启发。

课程内容简介(英文)

Theory of the Micorwave and High-speed Circuits is one of the important degree courses for graduate student electronic engineering majors. The course provides an introduction to the analysis and synthesis of microwave and high-speed circuits. Topics include frequency domain analysis of every kinds of circuits, such as lumped parameter circuits, distributed parameter circuits, planar circuits and cubic circuits. At the same time, time domain analysis of high-speed circuits is another key topic included in the course. The goals are to train the graduate student using the basic concept and methods for electro-magnetic wave analysis, normal circuits design, fabrication, and measurement to be a microwave and high-speed circuit designer.

教学大纲

① 课程的性质和任务1)本课程的性质本课程是电子信息工程方向的一门重要研究生学位课,主要研究微波与高速电路的组成、结构与性能之间的相互关系和变化规律,为微波与高速电路的分析、设计、优化提供理论基础与实用方法。2)本课程的任务本课程的主要任务是培养研究生:(1)了解微波与高速电路的基础知识,明了微波与高速电路的各自发展历程和关联关系,清晰频域分析与时域分析的重要性、作用及各自的研究对象。(2)掌握微波与高速电路的频域特性,明了正实函数、界实函数与电网络的关联关系。(3)掌握各型电路(集中参数电路、分布参数电路、平面与立体电路)的分析综合方法。重点掌握“逼近”思想在网络函数实现中的重要性及其实现方法;了解电路变换在电路分析设计中的重要性,掌握诺顿变换、科罗达等效的种类和使用方法。(4)掌握微波宽带、超宽带放大器的分析综合方法。(5)基本掌握微波与高速电路时域分析的各种分析方法(频率转换方法、直接时域方法、时频混合方法)。(6)了解微波与高速电路分析设计过程中常见的计算机辅助设计工具的组成、原理及其使用方法。② 课程的教学内容和基本要求第1章 绪论 (1学时) 微波与高速电路理论的进展,微波与高速电路的频域与时域分析,场与路的问题,微波与高速电路系统中的电路单元,本课程的学习目的、要求与方法第2章 微波与高速电路的频域特性 (5学时)网络的正实性质、正实函数和正实矩阵,界实函数和界实矩阵,零维电路和有理函数,无耗网络及电抗函数,公度线网络,线性、对时间不变网络的传输参量,无源、无耗、可逆二端口网络的传输函数,传输零点,网络函数的阶数缩减及Pade逼近第3章 集中参数电路的分析与综合 (6学时)电路的分析与综合,以MNA得出集中参数电路的网络函数,集中参数网络的阶数缩减,最大平坦度逼近,契比雪夫多项式逼近,单端口网络按阻抗函数的实现,二端口网络按传输函数的实现,二端口网络参考阻抗的变换第4章 分布参数电路的分析与综合 (6学时)里查兹定理, 以级联线构成的公度线网络实现电抗函数,级联传输线二端口网络的传输函数,级联传输线网络传输函数的最佳逼近,级联传输线网络的对称性,带有分支线段的公度线网络,科罗达等效,科罗达等效的应用,对称双耦合线单元及电路,多导体耦合线单元的特征模分析第5章 平面与立体电路 (3学时)平面电路二维电磁场方程的求解, 各种平面电路的矩阵参量和电路特性第6章 微波宽带匹配网络与宽带放大器(6学时)Bode的增益带宽理论,微波FET器件的线性电路模型,电抗匹配的微波宽带放大器,电抗匹配微波宽带放大器设计实例,微波超宽带放大器匹配网络分析设计,超宽带行波放大器第7章 微波电路的组合及分解(3学时)微波电路的广义级联法,微波网络按导纳参量的组合,微波网络按S参量的组合,平面电路的分块解法,电路的抽出及微波网络分析仪的校正第8章 微波与高速电路时域分析概论(6学时)无耗TEM传输线时域响应的解析解,公度线网络时域响应的拉氏变换解,混合微波电路系统的时域分析,微波非线性电路的时域解法,传输线状态变量法,以时域方法进行微波网络的频域分析与综合,求解传输线时域响应的直接方法—特征法第9章 高速电路互连线时域响应的直接时域法分析(6学时)单根有耗互连线时域响应的特征法解,应用特征模变换的多导体互连线时域响应的特征法解,部分特征模变换的多导体互连线时域响应的特征法解,频变电阻互连线时域响应的卷积特征法解,改进特征法,高阶改进特征法的递归卷积算法,微分求积法(DQ方法)分析高速互连线的时域响应,互连线的灵敏度分析模型第10章 高速电路互连线时域响应的频域变换法分析(6学时)多导体互连线频域特征模变换结合FFT进行时域响应分析,应用S参数的互连线时域响应的频域变换解法,广义ABCD矩阵级连方法求取多导体线时域响应,波形松弛迭代法求解互连线的时域响应,以广义波形松弛迭代法计算互连线的广义ABCD矩阵,以数值反拉氏变换(NILT)求解互连线的时域响应,改进的NILT方法求解互连线时域响应,芯片内频变互连线的时域响应分析第11章 高速电路的系统分析(6学时)以改进节点法(MNA)进行高速电路系统分析,半导体器件和基本电路模型的处理—SPICE模型和IBIS行为模型,包括互连线网的高速电路模拟软件VHIHA和VHIHAS,以PEEC方法对不规则布线网进行建模,以Pade逼近(AWE)进行高速电路系统的阶数缩减分析,Krylov子空间变换,利用Krylov子空间变换进行集中参数电路的系统阶数缩减,Krylov子空间变换用于含分布参数电路的阶数缩减,高速电路馈电和接地系统的同步开关噪声(SSN)分析

课程进度计划

(无)

课程考核要求

① 考试目的1)检查学生对本课程知识的掌握程度,为学生期末课程评分提供依据;2)检查教师授课方式的有效性,通过考试,找出工作中的不足。② 考试方式出勤率:20%课堂讨论及作业思考题:20%期末考试(i):60% 开卷考试③ 考试内容及要求本课程传授的基本思想、概念及方法;能灵活运用上述概念、方法对微波及高速电路进行分析与综合

参 考 文 献
  • 1. 李征帆,毛军发;微波与高速电路理论;上海交通大学出版社;20012. 李征帆,曹毅;微波与高速电路中的电磁场理论及其数值方法;科学出版社;20023. I.D.Robertson and S.Lucyszyn;RFIC and MMIC design and technology;The Institution of Electrical Engineers;2001
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