微波射頻技術(shù)最初用于軍事領(lǐng)域,而如今,這種技術(shù)已在商用、工業(yè)、醫(yī)療和汽車領(lǐng)域全面開花結(jié)果。微波射頻技術(shù)是科技產(chǎn)業(yè)的一座險峰,想要成功登頂,不僅要耐得住寂寞,還要吃得了苦。在我們享受微波射頻技術(shù)給我們的生活和生產(chǎn)帶來便利和翻天覆地的變化的同時,請不要忘記通過改革和發(fā)明,塑造微波產(chǎn)業(yè)的眾多傳奇人物、地方和事件的故事及其卓越貢獻。
BILL HEWLETT和DAVE PACKARD
1938年這對朋友和斯坦福大學(xué)的校友在加利福尼亞Palo Alto的一個車庫里建立了他們的第一個工作場地。據(jù)說他們最初的創(chuàng)辦資本只有538美元。他們創(chuàng)造了第一個Hewlett-Packard(惠普)產(chǎn)品——一個電阻電容聲頻振蕩器。HP 200A型用來測試聲裝設(shè)備。六十年以后,他們擁有了一個資金250億美元的能夠推動技術(shù)進步的公司(而且有一個獨立的上市公司——Agilent技術(shù)公司,能夠完成自己的實驗和測試項目)。除了技術(shù)革新,這些著名的創(chuàng)始人還以他們創(chuàng)造的被稱為“惠普方式”的工作環(huán)境而著稱。
BARRIE GILBERT
電路設(shè)計師,持有60多項專利,創(chuàng)造了現(xiàn)在許多集成電路都適用的線性傳遞規(guī)律。他還以聯(lián)合波形采樣技術(shù)和一種儀器的實時示波法而聞名。現(xiàn)代通信主要依賴于他那被用作混頻器和頻率轉(zhuǎn)換器的Gilbert單元。模擬器件同仁Gilbert,在Oregon建立了ADI 的西北實驗設(shè)計中心。在那里他繼續(xù)研究高速非線性電路技術(shù)的射頻產(chǎn)品。
JAMES CLERK MAXWELL
他常被稱為“現(xiàn)代物理之父”,發(fā)現(xiàn)了磁學(xué)理論。他的以計算電磁學(xué)為基礎(chǔ)方程式并被Heinrich Hertz證明是正確的。Maxwell提出能量的概念既留在物體內(nèi)也留在場內(nèi)。他的成果影響并孕育了通信學(xué)、熱力學(xué)工程學(xué)數(shù)學(xué)等更多領(lǐng)域。但是令人驚訝的是他杰出的電磁理論直到他去世以后才被認同。
GUGLIELMO MARCONI
這位諾貝爾獲得者為了證明無線通訊的可能性作了大量的工作。他的一些主要的成就包括1896年他獲得的無線電信系統(tǒng)的第一項專利。1897年7月Marconi為意大利政府證明了傳輸12英里以上的無線信號。同年,他還建立了Wireless Telegraph & Signal(無線電報與信號)有限責(zé)任公司(后來重新命名為Marconi無線電報有限公司)。1901年12月Marconi發(fā)送第一個無線信號越過在Poldhu,Cornwall, 和St. John's,Newfoundland間的大西洋(共2100英里)。他還獲得了磁性檢波器的專利,磁性檢波器一直用作標準的無線接收器。他在短波方面的成果是為長途通訊創(chuàng)造了光束系統(tǒng)。
WILLIAM SHOCKLEY
這個有爭議的人物帶領(lǐng)Bell實驗室首次設(shè)計出使用電晶體的放大器。最初的電路由鍺和不足1毫米的距離上的兩個金點組成,由John Bardeen和Walter-H. Brattain設(shè)計。不久以后,Shockley很大地改進了他們的設(shè)計。他設(shè)計的版本由三個半導(dǎo)體層相互羅列組成,電流流過半導(dǎo)體材料。可以調(diào)節(jié)中間層的電壓來打開和關(guān)閉放大器,因而他們將“transfer”(傳輸)和“resistor”(電阻器)組合,稱之為“transistor”((晶體管)。在1956年,他們?nèi)齻€為他們第一片硅片發(fā)展的工作而獲諾貝爾獎。
EDWIN ARMSTRONG
年僅22歲時Armstrong就重新設(shè)計了Lee de Forest的無線電子管。他從無線電廣播中取得電磁波并將此信號通過電子管多次反饋回去。每次都增加功率,當(dāng)增加的反饋超過一個臨界值時,電子管發(fā)生振動并產(chǎn)生自己的無線電波。他稱之為“再生”。后來,在WWI工作的時候他創(chuàng)造出超外差的接收器。這個“調(diào)頻無線電之父”企圖使無線調(diào)頻(FM)戰(zhàn)勝那時的巨無霸調(diào)幅(AM),卻不公平地失去了一個和他“再生”概念很合體的專利。2001年9月11日世貿(mào)中心的發(fā)送站被摧毀后,1937年他在新澤西Alpine建立的無線通信塔就被用來播送信號。
WALTER SCHOTTKY
1914年該教授和研究員以Schottky效應(yīng)——電場減少電子功函數(shù)的一種方式—而聞名, 他同樣在發(fā)展空間電荷柵格和簾柵極電子管方面負有盛名。Schottky提出了側(cè)重噪聲和電子熱力學(xué)超外差探測原理。其他同名發(fā)現(xiàn)之一Schottky柵欄,以他在核實金屬半導(dǎo)體勢壘層方面的努力而命名。在他的作品中所有MESFET的門觸點都有自己的體系。
PHILIP SMITH
與他同名的Smith圓圖多年來被用作開發(fā)電阻匹配網(wǎng)絡(luò)和解決傳輸線和波導(dǎo)問題。這個著名的圓圖由連續(xù)電阻圓,連續(xù)電抗圓,半徑線,和連續(xù)駐波比圓組成。它用一種很容易理解的圓來表示每個復(fù)數(shù)阻抗。
DAVID SARNOFF
這個創(chuàng)辦了RCA和NBC的媒體巨人,預(yù)見到了不受靜電干擾的廣播、 彩色電視、錄像機等可能的事物。他明白,通過結(jié)合數(shù)以百計的電視臺、提供合適的電視節(jié)目,電視將很快在美國流行起來。當(dāng)談到專利權(quán)和其它能推動技術(shù)前進的方式時,Sarnoff是出了名的無情的商人。據(jù)說為了保護自己的利益,RCA沒有幫助Edwin Armstrong對de Forest的法律訴訟。然而,這個最早的媒體巨人可以入冊,因為他把微波工程帶入一個格外的高水平生產(chǎn)和發(fā)展階段。
JACK KILBY
1958年初,Kilby加入了德州儀器。那個夏天,他用借來的和臨時準備的設(shè)備來研究他的一個想法。9月,在他演示了第一個微芯片的同時證實了那個想法。他將所有有源和無源元器件都集合到只有一半曲別針大小的半導(dǎo)體材料上。Kilby的單片集成電路是現(xiàn)代微電子學(xué)的基礎(chǔ)。他擁有60多項美國專利。在2000年,Jack Kilby被授予了物理學(xué)諾貝爾獎。
Harry Boot和John Randall
1921年,通用電子公司職員A.W. Hull發(fā)表了關(guān)于他的發(fā)現(xiàn)的論文,他將該發(fā)現(xiàn)命名為磁控管。他發(fā)現(xiàn)將某一強度的磁場加到有圓形電極的二級真空管中后就有可能減少陽極電流。20年后,兩位Birmingham 大學(xué)的工程師Harry Boot和John Randall決定制造能操作大功率并有效地產(chǎn)生微波的磁電管。
Kinjiro Okabe
Tohoku帝國大學(xué)副教授Kinjiro Okabe發(fā)現(xiàn)磁電管在某些條件下能產(chǎn)生更短波長的小振蕩。利用他們的磁電管知識,英國和美國的科學(xué)家就可以完善雷達了。從不列顛戰(zhàn)役的勝利開始,他的成果就改變了歷史面貌。
RUSSELL和SIGURD VARIAN
在Stanford大學(xué)物理系,Varian兄弟和William Hansen建立了雙腔振蕩器——第一個微波管的許多模型。1937年8月19日,第一個速調(diào)管產(chǎn)生。當(dāng)溫度達到足夠高的時候,陰極特殊涂層將釋放電子。負價電子穿過速調(diào)管第一個空腔,而后被正價電極吸收。腔中的微波與電子相互作用,而后又穿過漂移管。速調(diào)管使得經(jīng)空氣傳播的雷達使用在現(xiàn)代航行器中。它也因為使衛(wèi)星通信、導(dǎo)彈導(dǎo)航、放射腫瘤等等成為可能而載入名冊。
JOSEPH HENRY
這位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了自感現(xiàn)象,所以命名為“henry”。Henry是在鐵芯上繞絕緣金屬絲從而獲得強電磁體。他發(fā)現(xiàn)當(dāng)電流斷掉時產(chǎn)生了大火花。后來他推論出自感現(xiàn)象—導(dǎo)電線圈的慣性特征。Henry發(fā)現(xiàn)電路的結(jié)構(gòu)極大地影響自感。
JOHN B. GUNN
1963年,Gunn還在為IBM工作時成功的證明了在砷化鎵和磷化銦二極管中的微波振蕩。他的發(fā)現(xiàn)便以“狄氏效應(yīng)”聞名。這個詞形容當(dāng)某一材料中的電場達到一個臨界值時的負抵抗,從而當(dāng)電場增加時減少電子的活動性。這個效應(yīng)常配合Gunn二極管用在固態(tài)設(shè)備中,來產(chǎn)生微波。
BOB WENZEL
許多現(xiàn)在的和將來的工程師都應(yīng)為他們的技術(shù)知識感謝Wenzel。他提供了像微波濾波器、耦合器和匹配網(wǎng)絡(luò)等主題的指導(dǎo)。Wenzel鉆研普通類型濾波器響應(yīng)和計算、濾波器實現(xiàn)、濾波器設(shè)計的多種方法等等。
ERNEST WILKINSON
在1960年的IRE學(xué)報微波理論與技術(shù)版,Wilkinson發(fā)表了一篇名為《N路混合功率分配器》的論文。為了演示他如今著名的功率分配器,他用了一個圓形的中心頻率大概在500 MHz 的8路同軸分配器。實際上,Wilkinson分配器將1個輸入信號分成兩路等相位輸出信號。它也可以將兩個同相位的信號合成為一個在相反方向運動的信號。
PAFNUTY CHEBYSHEV
Chebyshev寫了許多論文。他的同名多項式第一次出現(xiàn)在1854年的“Thèorie des mècanismes connus sous le nom de parallèlogrammes”中。Chebyshev后來提出了正交多項式的一般原理。該工作根源于最小方差近似理論和概率。Chebyshev因為發(fā)現(xiàn)了Jacobi多項式的離散近似而載入名冊。
JULIUS LANGE
1969年,Lange在德州儀器工作的時候發(fā)明了微波傳送帶交叉的積分耦合器。以前,微波IC的定向耦合器的緊密耦合可以通過邊緣耦合、凹段、匯接段或者分叉耦合器獲得。相反,交叉微波傳送帶由三個或更多的交錯平行帶狀線組成。他們利用一個地平面、一個絕緣體和一層鍍金。
WATKINS院長和DICK JOHNSON
1957年,他們成立了Watkins-Johnson公司。40年來,公司設(shè)計人造微波構(gòu)件、子系統(tǒng)和防御市場系統(tǒng)。Watkins-Johnson的真空管和接收器系統(tǒng)尤其出名,它們可歸功于許多現(xiàn)代鼓舞人心的通訊設(shè)備。現(xiàn)在,公司聚焦于半導(dǎo)體和RFID,并以WJ通訊公司聞名。
ROBERT A. WATSON-WATT和A.F. WILKINS
1932年,Watson-Watt突然有了無線電測向的想法。后來他和A.F. Wilkins合寫了一篇詳細敘述無線電檢測并且修正、配合雷達。為了得到撥款,兩個人在英國進行了第一次演示。利用在Daventry的BBC短波廣播站的傳送,他們測量到了從Heyford基地的上下飛行在不同區(qū)域的轟炸機反射過來的能量。探測達到了8英里。
SEYMOUR COHN
二戰(zhàn)后,在小縫隙或者障礙物理論上的興趣有所復(fù)蘇。Cohn用精確電解槽測量法來為不適合用任何原理的縫隙形態(tài)獲得靜電極化的可能性。他同樣研究脊狀波導(dǎo)。Cohn在工業(yè)上作的最大的貢獻是提出了簡化所有空間參數(shù)的特征阻抗計算的公式。通過考慮側(cè)面的散射現(xiàn)象,他可以估計寬帶。窄帶可以通過選擇等價圓桿近似。
ROBERT C. HANSEN
這位天線領(lǐng)袖可能是第一個在大型機上仿真的人。他的眾多論文和書籍涵蓋了低噪聲天線、擬域電力密度、簡化RCS測量、聚焦光圈的最小光點直徑和短單極天線的電感負載。Hansen也在電磁學(xué)方面寫了100余篇論文。
CHARLES H. VOLLUM
1946年,他與M.J.Murdock合作成立了Tektronix公司。Vollum 因511型示波鏡而出名,它源于他在少年時期的設(shè)計。大學(xué)時,他制造了一個輔助音頻放大器測試的示波鏡。作為公司總裁和首席工程師,Vollum指導(dǎo)Tektronix的示波鏡工作。成果包括規(guī)定了新的速度標準的511型示波鏡或“Vollumscope”,和第一個直接耦合的高增益示波鏡。
STEPHEN F. ADAM
這位前HP員工是Microwave and Communications Instruments Product Group(微波和通信儀器產(chǎn)品公司)的首席工程師和1980年微波理論和技術(shù)委員會的主席,在該工業(yè)中具有很大的影響力。另外,他還是MIT委員會的主席和許多委員會委員,并在整個工業(yè)中擔(dān)任多個其它職務(wù)。Adam擁有多項專利。他是許多技術(shù)文章和教科書《微波理論與應(yīng)用》的作者。Adam擔(dān)任Adam微波咨詢公司的總裁兼CEO。MARIO A. MAURY 1957年10月,連接器發(fā)明人Mario Maury在加利福尼亞Montclair成立了Maury和Associates公司。在兒子Mario A. Maury初級工程師和Marc A. Maury的幫助下,他使公司在微波測試和校準工業(yè)中處于領(lǐng)先地位。Maury and Associates同樣制造精密儀器,同軸和波導(dǎo)組件和支持支撐產(chǎn)品。如今公司因Maury微波公司而知名,公司將成功歸因于公司所建立的團隊合作、公司自豪感和對客戶服務(wù)和質(zhì)量的專注。
HARALD T. FRIIS
1922年在Western Electric的節(jié)儉生活期間,F(xiàn)riis成功地將超外差電路應(yīng)用到了收音機中。盡管他擁有多個專利,反映了多年研究,但Friis出名的最主要原因是1942年在貝爾實驗室工作期間開創(chuàng)的噪聲指數(shù)理論。多虧了有了這個理論,工程師可以計算復(fù)雜接收器鏈的輸出信噪比。
ULRICH L. ROHDE
Rohde是Communications Consulting公司的總裁,同時是紐約Paterson市Synergy微波公司的主席,又是德國慕尼黑Rohde & Schwarz的股東。他擁有多個專利,發(fā)表了60余篇科學(xué)論文。Rohde也是眾多書籍的作者或投稿人。
ALLAN PODELL
Podell長期工作在IC技術(shù)最前線,他預(yù)測砷化鎵MMIC(單片式微波集成電路)在20世紀80年代得到商業(yè)應(yīng)用,那時候大部分砷化鎵IC的研究由DARPA(美國國防部高級研究計劃局)出資。同Doug Lockie(之后成立了Endwave公司)一起,他在加州Sunnyvale成立了Pacific Monolithics。該公司是砷化鎵IC放大器、振蕩器、混頻器和接收器前端的革新的開發(fā)者。
HARVEY KAYLIE
1969年,多虧雙平衡混頻器的發(fā)展,這位電子工程師看到了自己翻身的機會。他在紐約Brooklyn市成立了Mini-Circuits,公司的成功之道很簡單:公司將制造高品質(zhì)產(chǎn)品,將它們以一個很有競爭力的價格賣出,并快速交付。自那時候起,Mini-Circuits就已經(jīng)成長為雙平衡混頻器第一制造商,并且提供射頻、中頻和微波產(chǎn)品的不同選擇。
BILL OLDFIELD
同Mario Maury 和HP/Agilent的Julius Botka一起,Oldfield是微波工業(yè)的頂級“機械師”之一,“機械師”一詞包含了預(yù)料和構(gòu)造微波結(jié)構(gòu)(比如連接器)的天才能力。80年代,隨著K連接在Wiltron的創(chuàng)造(后來被Anritsu購得),Oldfield幫助同軸連接器超過SMA連接器得限制。他用能在整個毫米波頻率段工作的可靠同軸連接器——V連接器的設(shè)計和發(fā)展繼續(xù)著他的突破。Oldfield負責(zé)許多構(gòu)成Anritsu的微波測試設(shè)備的無源和互連技術(shù)。
CHARLES ABRONSON
Abronson同Bill的孩子成立了EEsof。1983年,EEsof引入Touchstone,組成一個獨特的引擎。它能夠在PC和HP單片機上運行,因而把微波計算機輔助工程安裝到PC上。Touchstone也允許工程師調(diào)整電路來觀察響應(yīng)變化。最終,HP買下EEsof。Abronson從而變成了CAP Wireless的主席,CAP Wireless是專門為商業(yè)和軍隊?wèi)?yīng)用服務(wù)的帶寬放大器和放大器子系統(tǒng)的公司。
WILLIAM JARVIS
Jarvis成立了領(lǐng)先測試和測量(行業(yè))的Wiltron公司,它在1990年被Anritsu收購。在20世紀80年代,Jarvis促使Wiltron的工程師從占領(lǐng)市場的Hewlett-Packard公司提出的HP 8510矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀中得到答案。結(jié)果是僅有HP那時很小規(guī)模的Wiltron公司完成了第一個網(wǎng)絡(luò)分析儀-360。現(xiàn)在Anritsu還繼續(xù)指望Wiltron的產(chǎn)品。
HP 8510 在微波工程發(fā)展的早期,工程師們用伏特表來測量電路的輸入輸出電壓并基于Maxwel方程計算介入損耗和回波損耗,后來Hewlett-Packard公司就研發(fā)了矢量伏特表,這種伏特表能測量電壓的幅值和相位。經(jīng)過幾次改進后推出HP 8510自動網(wǎng)絡(luò)矢量分析器。將惠普的測量能力和微處理器的功率結(jié)合了起來。這樣工程師就可以在一個微波DUT上自動進行復(fù)雜的測量和應(yīng)用數(shù)據(jù)糾正。
LESTER EASTMAN
許多半導(dǎo)體學(xué)生和設(shè)計者都歸因于這個Cornell大學(xué)教授的知識。自1965年起,他曾研究化合物半導(dǎo)體材料、高速設(shè)備和電路。Eastman也得到過無數(shù)的獎勵并在工程教育和微波工業(yè)中任許多高級職位。
ARTHUR OLINER
Oliner博士是Merrimac公司的3個創(chuàng)辦者之一。他大概在這個工業(yè)領(lǐng)域中奮斗了60余年,有多許多個“第一”。比如:在一個矩形波導(dǎo)中提供包括電抗和電阻效應(yīng)的放射狹槽分析。工程師們還依舊用Wood的集中于導(dǎo)波方法的異常反射光柵理論。另外,Oliner的相位陣列式天線的分析是第一次精確計算互耦效應(yīng)。
AKSEL KIISS
MITEQ七位創(chuàng)辦人之一。1971年,在幫助成立公司3年后,Kiiss成為了公司的第二任(也是最有影響力的)總裁。在他還是工程師的時候他就抱有企業(yè)家的精神氣質(zhì)(早年在AIL得到的靈感)。公司里任何人只要有新的想法就能得到資金和成功或者失敗的機會。這個規(guī)則導(dǎo)致了撐起今天公司的大批放大器、振蕩器、合成器和子系統(tǒng)生產(chǎn)線。盡管Kiiss在1999年辭世,但是他對同事的愛和尊重依然留在取名為“紐約Long Island最向往的 工作地點之一”的MITEQ公司。
LES BESSER
作為微波計算機輔助設(shè)計(CAD)的創(chuàng)始人,Besser編寫了能提供帶有高頻設(shè)備參數(shù)的晶體管數(shù)據(jù)庫的SPEEDY程序。后來他又創(chuàng)作了COMPACT——成為工業(yè)標準的微波電路最優(yōu)化線路。Besser是一個多產(chǎn)作者,他寫了很多技術(shù)文章并編著或合著眾多教科書。Besser成立了如今是Ansoft一部分的Compact軟件公司,而他的公司Besser Associates則專注于繼續(xù)教育。
WILLIAM WEBSTER HANSEN
一位被尊稱為微波技術(shù)的奠基人的物理學(xué)家。在還是斯坦福物理學(xué)本科生的時候,他就跟Russell Varian就成了好朋友。實際上,速調(diào)管是兩個好朋友在X光中得到的靈感。在20世紀20年代到40年代,Hansen 和Varian兄弟在許多想法,發(fā)明和工程中有合作。1937年,Hansen開始著手探測臨近的航空器的問題。他同Varian兄弟一起發(fā)明了速調(diào)管。1941年,Hansen和他的研究團隊搬到了位于紐約Garden城的Sperry Gyroscope公司。在那,Hansen致力于多普勒雷達、航行器盲著陸系統(tǒng)、電子加速和核磁共振的發(fā)展。
HAROLD ISAACSON
Harold Isaacson是二戰(zhàn)時的飛行員,他喜歡開發(fā)新的產(chǎn)品而且把這喜好放在了一個最耗時和最不知名的成功工業(yè)故事—ARRA(Bayshore,NY)。Isaacson改進了公司包括連續(xù)可變衰減器在內(nèi)的無源器件的生產(chǎn)線,這些器件現(xiàn)在還廣泛應(yīng)用與軍事系統(tǒng)和商業(yè)測試系統(tǒng)。今天,他的妻子Florence和兒子Roby運營著Isaacson所創(chuàng)辦的公司,并給予同家庭取向一樣的的照料(從而導(dǎo)致該工業(yè)中最低的人員流通率)
M.FUKUTA博士
1963年,F(xiàn)ukuta加入了后來與富士通合并的神戶工業(yè)公司。他開始工作在半導(dǎo)體設(shè)備的世界里,包括射頻硅功率管、硅集成電路、硅MOSFET(金屬氧化半導(dǎo)體場效應(yīng)管)。1967年,F(xiàn)ukuta發(fā)明了“網(wǎng)孔發(fā)射晶體管”。在1973年的ISSCC會議中發(fā)表了題為“網(wǎng)孔源型微波功率場效應(yīng)管”的第一篇關(guān)于砷功率場效應(yīng)管的論文。1992年,F(xiàn)ukuta成為了富士通混合半導(dǎo)體集團董事長,而后又成立了Eudyna設(shè)備公司。
THOMAS RUSSELL
致力于定向耦合器的天才微波設(shè)計師Russell在20世紀80年代初成立了Krytar公司,以此來滿足他對工程的喜愛。他的管理模式是基于對員工額信任和尊重,和對他們看法的重視。Russell開發(fā)了一個最初的私有的用于微波耦合器創(chuàng)新的計算機輔助工程(CAE)工具,他利用這個工具設(shè)計和開發(fā)了許多公司的標準產(chǎn)品生產(chǎn)線。
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測試
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振蕩器
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