HFSS微带和差器的电磁仿真计算(2)
1.1 微波器件的发展
从上世纪五十年代发明微波二极管开始，人们不断探索微波领域的奥秘，开发出具有新
功能的微波器件，例如吹冰十年代的微波晶体管以及之后的单片集成电路。现在，射频互补金
属氧化物半导体元器件和射频微波电子是微波技术主要的发展方向。
微波元件是用导行系统做成的，种类繁多，按导行系统结构分类的话可以分为波导型、
同轴线型和微带线型等，它们允许存在的场不同，主模不同；微波导行系统有可以传输单一
波形的，也有的波导可以同时传播多种场；还可以按作用分为终端元器件、匹配元器件、滤
波元器件和相移元器件等。
日常生活中应用的各种微波系统是由微波有源器件和无源器件组成，微波的产生、放大、
倍频、变频等众多核心问题主要是在有源器件的作用下产生的，微波固体电子学的发展为有
源元件发展的主要动力，经过几十年的发展，微波半导体器件不断推陈出新，新型半导体产
品不断出现，持续推动微波技术的发展。
我国研究微波器件的时间较短，在国外大部分微波元器件的制造技术已经比较成熟，并
且可以大批量生产。近年来，民用微波元件的需求量不断上升，军用产品对技术要求、元器
件各方面性能越来越严格，促使中国在微波领域不断进步，继而出现了各种各样的微波元件：
微波氧化铁器件、微波介质陶瓷器件等等。
随着微波技术不断的革新进步，微波元件及其相关介质材料的市场规模不断扩大。微波
元件已广泛用于通信、遥感探测、雷达、电子对抗、人造卫星等各个领域且在生产建设、科
学研究以及防灾减灾中发挥出重要作用。 伴随着移动手机的普及微波元件以及相关器件获得
极大地市场。随着工艺水平的日益发展，对微波半导体器件工作频率的不断提高，微波功率
不断增大，降低噪声系数以及提高半导体效率和可靠性，特别是微波电路集成化的出现，使
微波电子系统发生了新的变化。 伴随着市场需求不断增加还有科学技术的不断提高，改革日新月异，新型微波元件体积
不断缩小，集成化程度越来越高，不断向着高性能化、智能化方向发展。使用的材料也越来
越环保，绿色化生产技术已经成为行业技术的重点。
1.2 微带无源电路简介
无论在哪个频段，哪种电路工作，最常用到的是电路元器件是电阻、电容、电感、变压
器等。它们属于集总参数元器件，但是，由于工作频率的提高，低频电路中常用的这些无源
器件已经不再适用，而通过对微波技术的深入研究，在微波波段通过传输线的不均匀性即可
等效电感与电容。研究微波无源器件的结构和特性，分析无源器件的作用，更好的发挥他们
各自的功能。
低频无源电路组成主要包括电阻，电容，电感等。它的共同特点是在闭合电路中没有激
励可利用信号工作。电阻是阻止电流变化的元器件，电阻主要用于分压分流，在一定条件下，
电阻可以作为隔离、耦合存在。电阻用 R 表示。电容器由两块金属板组成，金属板中间存在
绝缘材料，介质的厚度影响电容器的功能特性。电容器既可以储电又可以放点，电容器电压
变化其实质就是电容器充放电过程，电容器能够隔直通交，电容器的通过能力与交流电压的
频率成正比。因此，电容也用作耦合，振荡等。电容的充放电是非线性的，呈现出来的也是
非线性变化，电容器用 C表示，单位F。