射频技术

射频电路基础

课题：射频功率放大器的研究与设计

专业:信息对抗技术

班级:10110501

学号:1011050127

学生姓名:陈仁梁

指导教师:胡晓阳

完成日期:2013—6—11

摘要

射频功率放大器研究的主要问题是如何获得高效率、大功率输出。在低频功率放大器中，为提高效率，往往采用甲乙类推挽放大电路；在射频功率放大器中则常工作在丙类状态，以得到比乙类更高的效率。射频功率放大器常用的有源器件是晶体管与真空管，其主要特性是工作于大信号的非线性状态，数学描述是非线性微分方程。

关键词：射频功率放大器甲乙类

1 绪论

1.1 射频功率放大器的研究进展

射频功率放大器由于具有工作电压低、尺寸小、线性度高、噪声低等优点，广泛应用在卫星通信、移动通信、雷达和电子战以及各种工业装备中。随着无线通信和军事领域新标准新技术的不断发展，日益要求提高射频功率放大器的性能，使之在更宽频带内，具有更高的输出功率、效率和可靠性。例如在通信基站中，因为CDMA基站采用四相相移键控(QPSK)技术，需要对多路载波同时放大，此时信号幅度将随时间剧烈变化，要求峰．均比达10～13 dB，所以要求PA具有较高的线性度；在第三代移动通信系统0G)中，要求数据传输速率达到2M biffs，单个信号的带宽达5MHz，这就需要PA具有宽带特性；为了降低通信运营商的运营成本，减小冷却成本，易于热控制，就要求提高PA的效率；为了减小功率放大的级数和功率管的使用数量，以更低的功率进行驱动，降低成本，就要求提高放大器的增益；为了增加通信基站的覆盖范围，减小固定区域内所需要设置的基站以节约成本，同时减小电路的尺寸和重量，就要求提高PA的输出功率。所有的这些问题，对射频功率放大器的设计提出了新的要求

近五十年来射频器件和射频技术的不断发展是推动射频功率放大器发展的两大因素。射频器件的发展使射频功率放大器的发展成为可能，射频技术的发展使射频功率放大器的性能不断得到提高。

1.2 射频功率放大器的应用与分类

射频功率放大器的应用领域比较广泛，比如在雷达、通信、导航、卫星地面站、电子对抗设备中都需要它。如在有源相控阵雷达中，射频功率放大器就扮演着重要的角色。有源相控阵雷达的重要组成部分是T／R组件，T／R组件是系统成本高低的决定性因素之一，其性能的好坏将影响相控阵雷达系统的发现能力、作用距离等战术指标。在T／R组件的设计中一方面要求有高功率，同时还要求体积小、重量轻，可靠性高、成本低等。射频功率放大器作为T／R组件的重要组成部分，直接决定着上述技术参数：射频功率放大器还能制成固态发射机；在电子战中，射频功放可制成有源诱饵，避免飞机被导弹攻击：在通信中，射频功率放大器广泛用于小功率或低数据率终端，如射频功率放大器的效率就很大程度上决定着个人移动电话的通话和待机时间。总之，在需要对射频信号进行功率放大的设备中

都离不开射频功率放大器。

从放大器的工作状态可以分为A 类，AB 类，B 类，c 类，还有工作在开关状态的E 类和F 类放大器。其中A 类功率放大器的线性度最好，线性放大器一般采用A 类或AB 类工作状态，而B 类，c 类以及E 、F 类放大器的主要优点是提高放大器的效率。设计时一般根据放大器的各项指标综合考虑，如效率，线性度，输出功率，工作频率范围等要求，选择合适的器件类型并选用正确的电路形式来设计满足要求的功率放大器。

2频放大器电路的基本理论

2．1阻抗匹配网络设计

为了实现功率放大器的最大增益和功率输出，放大器的输入输出端必须端接特定阻抗值的负载，而晶体管的输入输出阻抗都比较低，因此需要设计输入输出匹配网络将标准的50欧阻抗变换到所需的阻抗值。除了能实现最大功率传输外，阻抗匹配网络还关系到功率放大器的增益、工作频率带宽、带内平坦度、线性度、功耗等等一系列指标的好坏。因此匹配电路设计是射频功率放大器电路的重要部分。匹配网络可以采用集总参数或分布参数来实现。

2．2晶体管放大器的增益

GA 和实际功率增益G 。它们的定义如下：GT ：负载吸收的功率与信号源的资源功率之比；GA ：放大器输出端的资用功率与信号源的资源功率之比；G ：负载吸收的功率与放大器输入端的功率之比；．其中转换功率增益在晶体管放大器设计中经常使用，其它两种可由其推导出来。简单的单级放大电路的如图2—11所示，应

用S 参数分析它的增益关系。

3 功率放大器的理论分析

3．1功率放大器的性能指标分析

利用单级或多级晶体管电路对输入信号进行放大也许是模拟电路中最重要而且最困难的任务。在设计功率放大器电路之前首要的任务就是确定放大器的特性指标，这些特性指标决定于用户通讯系统的需求、器件本身特性、放大器工作环境、以及工艺条件等因素。这些特性指标将确定决定着电路的拓扑结构和元件组成。衡量射频功率放大器的性能指标很多，下面是一些常用的关键参数。

1．工作频带：指放大器满足或者超过设计参数要求的工作频率范围。通常人们定义带宽为相对带宽：当相对带宽小于10％时，称为窄带放大器；当相对带宽大于30％时，称为宽带放大器；而相对带宽大于100％时，称为超宽带放大器。

2．增益及增益平坦度：增益是指放大器输出端口的功率与输入端口功率的比值。增益平坦度描述了在放大器允许温度范围内的某一温度下对放大器增益进行扫频测试，反映了固定输入功率下放大器增益的变化值。通常在室温(230c)下测试

3．2功率放大器的工作状态及其选择

根据设计用途的不同，放大器需要有特定的偏置条件，它们对应于射频电路中有源器件的不同偏置条件。图3.1描述了理想晶体管的偏置、静态工作点和导通角之间的关系。图中指出了A类，AB类，C类(也称甲类，甲乙类，乙类)的偏置点和交流传输特性，不同的工作状态是按照导通角来划分的，导通角对应于一个信号周期内有电流流过负载的时间。

由图3.1可以看出，A类工作状态的导通角为3600，AB类工作状态的导通角介于1800-3600之间，C类工作状态的导通角小于1800，当导通角为1800时称为B类工作状态。A类功率放大器的优点是线性度好、失真小、噪声系数较低，它的缺点是效率不高、热损耗较高和尺寸大。B类放大器由于采用零偏置，导通角只有1800，信号只有半个周期被放大。因此具有效率高的特点，它的缺点是放大器的增益较低，需要较高的驱动电平功率；FET的导通和截止会产生高电平的电流谐波分量，放大器的线性度差。

AB类的偏置点在A类和B类之间，它的效率比A类高，而增益比乙类大，具有尺寸紧凑、线性较好、失真小等特点，工作温度较低，因而可靠性也高，用的比较广泛。不足之处是动态范围有限，一般从．15dB到30dB，交调失真特性也不够好，在低频输入时通带的起伏较大。

C类工作状态的优点是效率较高，尺寸紧凑，输出功率高，可靠性较高，在要求失真不严的系统中得到广泛应用。它的最大缺点是动态范围非常窄，只能在0dB到6dB范围内变化，如果信号减小到额定电平以下，c类功放将呈现急剧变化的趋势。此外，c类功放不能用于调幅信号的放大。

3．3匹配电路设计

成功地设计功率放大器的关键是设计阻抗匹配网络。在任何一个射频功率放大器设计中，错误的阻抗匹配将使电路不稳定，同时会使电路效率降低和线性度变差。设计匹配电路时，它应同时满足匹配、谐波衰减、带宽、驻波、线性度及实际尺寸等多项要求。设计多级功率放大器，除了设计输入、输出匹配，还要设计级间匹配。在功率放大器设计中，输入和输出匹配电路基于特定的匹配功能而遵循不同的设计原则。

1．输入匹配电路

在功率放大器设计中，输入匹配电路主要解决稳定性、增益、增益平坦度、输入驻波比等问题。

(1)保证稳定性。在放大器设计中改善稳定性的措施通常是在输入或输出端加入有耗匹配网络。这通常是以牺牲增益为代价换取稳定性。但是，如果把有耗网络加入输出匹配网络中，功放的输出功率将会大大减小，这对于功率放大器来说是极不可取的。

(2)增益及其平坦度

放大器输出匹配电路的主要作用就是保证晶体管的最大输出功率，增益及其平坦度的问题主要放在输入端来解决。

(3)输入驻波比

功率放大器的输入输出阻抗都很小，大概只有几欧姆的量级。其中输入阻抗更小，而且虚部随频率变化较大。因此功率放大器的输入阻抗变换比很大，匹配电路较难设计。

2．输出匹配电路

输出匹配电路主要应具备损耗低，改善驻波比，提高输出功率等功能。(1)改善驻波比：功率放大器匹配电路设计不完善会使功率放大器输出驻波比较大，因此会加大带内增益起伏，产生寄生信号，严重时会产生自激振荡和烧毁功率管。因此在设计输出匹配电路时必须使驻波比较小。

(2)低损耗：在大功率放大器中，由于输出功率较大，输出电路有一点损耗就会有较大功率损失，并且在输出电路板上转成热耗，从而使电路的可靠性变差。(3)谐波抑制：功率放大器的非线性特性使输出不仅包含基波信号，同时还存在各项谐波，谐波幅度大小与基波信号大小呈一定的比例关系。在大功率放大器中，

由于基波功率比较大，因此谐波功率也比较大，特别是2次谐波和3次谐波，它们对系统的影响是不可忽略的。为了减小谐波功率输出，通常输出匹配电路采用低通结构或带通结构。在采用带通结构时，应消除寄生通带的影响。当要求谐波输出非常小时，单靠上述匹配电路是不能满足对谐波的抑制，还需要加带阻滤波网络。

(4)效率：功率放大器的效率除了取决于晶体管的工作状态、电路结构、负载等因素外，还与输出匹配电路密切相关。要求输出匹配电路保证基波功率增益最大，谐波功率增益最小。

4 总结

系统分析了射频功率放大器的设计理论。由于在射频系统中，理想的开路和短路难以获得，不能按低频电路的电压和电流分析，必须采用新的方法，本文借助双端口网络结构，研究其功率关系，采用S参数方法，详细分析了功率放大器的增益和稳定性。射频功率放大器的设计过程中，主要使用了ADS软件进行辅助设计。ADS软件提供了功能强大的射频电路仿真、优化设计环境，正是通过对软件功能的充分应用，替代了射频放大器设计中许多原来需要人工进行的运算设计工作，提高了工作效率。借助晶体管厂家提供的FET非线性模型，还给出了功率放大器的非线性仿真结果。

对现代通讯系统而言，更小的体积和更高的性能是永远的发展主题，这就要求功率放大器具有更高的增益、更高的效率和更低的非线性失真。随着半导体工艺和集成电路设计技术的发展，在将来很长一段时间，MMIC技术将会快速发展，在低功率应用场合由于成本，体积，性能等优点取代分立晶体管技术。分立晶体管功率放大器在散热方面具有的优势，在大功率应用场合将会占主导地位。借助数字信号处理能力的提高，下一代功率放大器将会广泛采用DSP技术提高线性度，而对于高功率和多载波环境中，则有必要采用Doherty，Chireix and Polar／Kahn 等效率增强技术来提高放大器效率，在采用包络重建的设计方案中，由于对线性度没有要求，此时仅仅需要考虑放大器的效率。

参考文献

[1] 射频电路设计一理论与应用．王子宇等译．北京：电子工业出版社，2002．

[2] 李辉，陈效建．匹配电路谐波特性对功率放大器性能的影响．固体电子学研究与进展.

[3] 李宗谦，余京兆，高葆新．微波工程基础．北京：清华大学出版社，2004．

[4] 赵国湘，高葆新．微波有源电路．北京：国防工业出版社，1990．

西电射频大作业(精心整理)

射频大作业基于PSpice仿真的振幅调制电路设计数字调制与解调的集成器件学习

目录题目一：基于PSpice仿真的振幅调制电路设计与性能分析一、实验设计要求 (3) 二、理论分析 1、问题的分析 (3) 2、差动放大器调幅的设计理论 (4) 2.1、单端输出差动放大器电路 2.2、双端输出差动放大器电路 2.3、单二极管振幅调制电路 2.4、平衡对消二极管调幅电路三、PSpice仿真的振幅调制电路性能分析 (10) 1、单端输出差动放大器调幅电路设计图及仿真波形 2、双端输出差动放大器调幅电路设计图及仿真波形 3、单二极管振幅调制电路设计图及仿真波形 4、平衡对消二极管调幅电路设计图及仿真波形四、实验总结 (16) 五、参考文献题目二数字调制与解调的集成器件学习一、实验设计要求 (17) 二、概述 (17) 三、引脚功能及组成原理 (18) 四、基本连接电路 (20) 五、参考文献 (21) 六、英文附录 (21)

题目一基于PSpice仿真的振幅调制电路设计摘要随着大规模集成电路的广泛发展,电子电路CAD及电子设计自动化（EDA）已成为电路分析和设计中不可缺少的工具。此次振幅调制电路仿真设计基于PSpice，利用其丰富的仿真元器件库和强大的行为建模工具，分别设计了差分对放大器和二极管振幅调制电路，由此对线性时变电路调幅有了更进一步的认识；同时，通过平衡对消技术分别衍生出双端输出的差分对放大器和双回路二极管振幅调制电路，消除了没用的频率分量，从而得到了更好的调幅效果。本文对比研究了单端输出和双端输出的差分对放大器调幅电路及单二极管和双回路二极管调幅电路，通过对比观察时域和频域波形图，可知平衡对消技术可以很好地减小失真。关键词：PSpice 振幅调制差分对放大器二极管振幅调制电路平衡对消技术一、实验设计要求 1.1 基本要求参考教材《射频电路基础》第五章振幅调制与解调中有关差分对放大器调幅和二极管调幅的原理，选择元器件、调制信号和载波参数，完成PSpice电路设计、建模和仿真，实现振幅调制信号的输出和分析。 1.2 实践任务 (1) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率，通过理论计算分析，正确选择晶体管和其它元件；搭建单端输出的差分对放大器，实现载波作为差模输入电压，调制信号控制电流源情况下的振幅调制；调整二者振幅，实现基本无失真的线性时变电路调幅；观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (2) 参考例5.3.1，修改电路为双端输出，对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 (3) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率，通过理论计算分析，正确选择二极管和其它元件；搭建单二极管振幅调制电路，实现载波作为大信号，调制信号为小信号情况下的振幅调制；调整二者振幅，实现基本无失真的线性时变电路调幅；观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (4) 参考例5.3.2，修改电路为双回路，对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 1.3 写作报告 (1) 按论文形式撰写，包括摘要、正文和参考文献，等等。 (2) 正文包括振幅调制电路的设计原理、理论分析结果、实践任务中各阶段设计的电路、参数、波形和频谱，对观察记录的数据配以图像和表格，同时要有充分的文字做分析和对比，有规律性认识。 (3) 论文结构系统、完备、条理清晰、理论正确、数据翔实、分析完整。 1.4 相关提示 (1) 所有电路和信号参数需要各人自行决定，各人有不同的研究结果，锻炼学生的独立研究和实验分析能力。 (2) 为了提高仿真精度和减小调试难度，可以将调制信号和载波的频率设置得较低。二、理论分析 1、问题的分析根据题目的要求，差分对放大器和二极管振幅调制电路目的都是实现基本无

无线射频技术的3大应用场景

无线射频技术的3大应用场景一、什么是无线射频技术 ●RFID是一种无线通讯技术，它使用无线射频在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数据传输。无线信号是由无线射频调谐到的电磁场能够从附着在物品上的标签条发送数据，并且自动识别和跟踪物品。这种通信方式避免了系统与飙之间的机械或者光学接触。但也能实现目标识别和数据交换目的。 ●与以往的条形查询密码和磁性卡片集成电路卡相比，无线射频技术具有非接触，读取速度快，无磨损，不受环境影响，寿命长，使用方便，有防碰撞功能等功能。二、无线射频系统的三大组成部分 ●标签条 (标签条，即无线电卡):由耦合器件和芯片组成。标签包含用于与无线射频天线通讯的内置天线。 ●阅读器复制读取标签中的信息数据。 ●天线在标签和阅读器间传送无线射频信号。

三、无线射频的作用 1、不仅像条形码那样查询识别一类物品，还可以识别具体到某一个物品，做到更细化识别。 2、利用无线射频技术可以从用外部材料就能读取数据，而不需要激光读取。 3、不仅可以同时识别多个物体，而且可以存储的数据量很大。四、无线射频技术的应用 ●物流行业目前物流业的应用，物流业在国民经济中占有重要地位。电子标签系统核心技术在物流和供应链领域的应用不仅可以突破物流领域基础数据采集的“瓶颈”问题，而且提高了物流活动各个环节的自动化处理水平，提高了物流效率和精准性，降低了物流成本。解决零售市场库存不足、失窃、供应链丢失等问题。物流供应链已成为电子标签系统技术发展的主要应用行业，每年快速增长，推动着电子标签系统行业的发展。 ●自动收费系统高速公路电子收费系统高速公路电子收费系统是电子标签系统技术最成功的应用之一。高速公路的过路费一直存在一些问题。一个是交通拥挤，很多车辆必须与收费站汽车停车并列，成为交通的瓶颈。另一个是少数非法收费者挪用了过路费，使那个国家失去了大量的财政收入。电子标签系统技术在高速公路自动收费中的应用，不仅体现了非接触身份识别的优点，还可以在自动完成收费后，让车辆能够快速通过收费站，从而减少拥堵。

RF测试的基础知识

1. 什么是RF 答：RF 即Radio frequency 射频，主要包括无线收发信机。 2. 当今世界的手机频率各是多少（CDMA，GSM、市话通、小灵通、模拟手机等）答：EGSM RX: 925-960MHz, TX:880-915MHz； CDMA cellular(IS-95)RX: 869-894MHz, TX:824-849MHz。 3. 从事手机Rf工作没多久的新手，应怎样提高答：首先应该对RF系统(如功能性)有个系统的认识，然后可以选择一些芯片组，研究一个它们之间的连通性(connectivities among them)。 4. RF仿真软件在手机设计调试中的作用是什么答：其目的是在实施设计之前，让设计者对将要设计的产品有一些认识。 5. 在设计手机的PCB时的基本原则是什么答：基本原则是使EMC(电磁兼容性）最小化。 6. 手机的硬件构成有RF/ABB/DBB/MCU/PMU，这里的ABB、DBB和PMU等各代表何意答：ABB是Analog BaseBand， DBB是Ditital Baseband，MCU往往包括在DBB芯片中。 PMU是Power Management Unit,现在有的手机PMU和ABB在一个芯片上面。将来这些芯片(RF,ABB,DBB,MCU,PMU)都会集成到一个芯片上以节省成本和体积。 7. DSP和MCU各自主要完成什么样的功能二者有何区别

答：其实MCU和DSP都是处理器，理论上没有太大的不同。但是在实际系统中，基于效率的考虑，一般是DSP处理各种算法，如信道编解码，加密等，而MCU处理信令和与大部分硬件外设（如LCD等）通信。 8. 刚开始从事RF前段设计的新手要注意些什么答：首先，可以选择一个RF专题，比如PLL，并学习一些基本理论，然后开始设计一些简单电路，只有在调试中才能获得一些经验，有助加深理解。 9. 推荐RF仿真软件及其特点答：Agilent ADS仿真软件作RF仿真。这种软件支持分立RF设计和完整系统设计。详情可查看Agilent网站。 10. 哪里可以下载关于手机设计方案的相应知识，包括几大模快、各个模块的功能以及由此对硬件的性能要求等内容答：可以看看和，或许有所帮助。关于TI的wireless solution,可以看看中的wireless communications. 11. 为什么GSM使用GMSK调制，而W-CDMA采用HPSK调制答：主要是由于GSM和WCDMA标准所定。有兴趣的话，可以看一些有关数字调制的书，了解使用不同数字调制技术的利与弊。 12. 如何解决LCD model对RF的干扰答：PCB设计过程中，可以在单个层中进行LCD布线。 13. 手机设计过程中，在新增加的功能里，基带芯片发射数据时对FM产生噪声干扰，如何解决这个问题

秋考试无线射频技术及应用复习题

一、知识题 1、自动识别技术是应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动地获取被识别物品的相关信息，常见的自动识别技术有语音识别技术、图像识别技术、射频识别技术、条码识别技术（至少列出四种）。 2、RFID的英文缩写是Radio Frequency Identification。 3、RFID系统通常由电子标签、读写器和计算机通信网络三部分组成。 4、在RFID系统工作的信道中存在有三种事件模型： ①以能量提供为基础的事件模型 ②以时序方式提供数据交换的事件模型 ③以数据交换为目的的事件模型 5、时序指的是读写器和电子标签的工作次序。通常，电子标签有两种时序： TTF（Target Talk First），RTF（Reader Talk First）。 6、读写器和电子标签通过各自的天线构建了二者之间的非接触信息传输通道。根据观测点与天线之间的距离由近及远可以将天线周围的场划分为三个区域：非辐射场区、辐射近场区、辐射远场区。 7、读写器和电子标签之间的数据交换方式也可以划分为两种，分别是负载调制、反向散射调制。 8、按照射频识别系统的基本工作方式来划分，可以将射频识别系统分为全双工、半双工、时序系统。 9、按照读写器和电子标签之间的作用距离可以将射频识别系统划分为三类：密耦合系统、远耦合系统、远距离系统。 10、典型的读写器终端一般由天线、射频模块、逻辑控制模块三部分构成。 11、控制系统和应用软件之间的数据交换主要通过读写器的接口来完成。一般读写器的I/O接口形式主要有：USB、WLAN、以太网接口、RS-232串行接口、RS-485串行接口。 12、从功能上来说，电子标签一般由天线、调制器、编码发生器、时钟、存储电路组成。 13、读写器之所以非常重要，这是由它的功能所决定的，它的主要功能有：与电子标签通信、标签供能、多标签识别、移动目标识别。 14、根据电子标签工作时所需的能量来源，可以将电子标签分为有源/无源/半有源标签。 15、电子标签的技术参数主要有传输速率、读写速度、工作频率、能量需求。 16、最常用的差错控制方法有奇偶校验、循环冗余校验等。 17、在偶校验法中，无论信息位多少，监督位只有1位，它使码组中“1”的数目为偶数。 18、RFID系统中的数据传输也分为两种方式：阅读器向电子标签的数据传输，称为下行链路传输；电子标签向阅读器的数据传输，称为上行链路传输。 19、电感耦合式系统的工作模型类似于变压器模型。其中变压器的初级和次级线圈分别是：阅读器天线线圈和电子标签天线线圈。 20、电子标签按照天线的类型不同可以划分为线圈型、微带贴片型、偶极子型三种。 21、RFID系统中有两种类型的通信碰撞存在，一种是阅读器碰撞，另一种是电子标签碰撞。 22、为了防止碰撞的发生，射频识别系统中需要设计相应的防碰撞技术，在通信中这种技术也称为多址技术，多址技术主要分为以下四种：空/频/码/时分多址。 23、TDMA算法又可以分为基于概率的ALOHA算法和确定的二进制算法两种。 24、RFID系统通常由电子标签、读写器、应用软件三部分组成。 25、RFID系统按照工作频率分类，可以分为低频、高频、超高频、微波四类。 26、高频RFID系统典型的工作频率是13.56MHz。 27、超高频RFID系统遵循的通信协议一般是ISO18000-7、ISO18000-6。 28、目前国际上与RFID相关的通信标准主要有：ISO/IEC 18000标准、EPC Global 标准。 29、电子标签含有物品唯一标识体系的编码，其中电子产品代码（EPC）是全球产品代码的一个分支，

射频技术及应用论文

射频滤波器的基础理论 ——巴特沃思滤波器的设计摘要：本文介绍了射频技术中的关于传输线理论、smith圆图等理论知识，同时，通过对巴特沃思滤波器设计来认识滤波器的基本理论和相关知识。关键词：传输线理论，史密斯圆图，巴特沃思滤波器一、射频技术基本理论 1、传输线理论在信号完整性和电源完整性，工程师必须理解传输线理论基础，这里给出简单的传输线理论，并随后引出关于特性阻抗的概念。传输线指的是能够传输电信号的连接器。在低频时候，例如一个台灯的电源线长2米，其电源的工作频率是50Hz，波长就是6000公里。这根电源线相对于波长来讲是非常短的，不需要考虑波动效应，我们可以把它看成短路。而对于一个便携式产品如手提电脑、PDA等PCB板设计，假如工作频率在100MHz或者几个GHz，工作的波长和连接器的尺寸可以相互比拟，在连接器上面信号已经有明显的波动效应，这时必须考虑传输线效应。在PCB设计者常见的传输线有微带线、带线、电缆、连接器等等。对于多线传输网络，需要耦合传输线理论进行分析。传输线理论本质上属于以为分布参数电路理论。传输线即可以作为传输媒介，也可以用来制作各种类型的器件，如谐振电路、滤波器、阻抗匹配电路、脉冲形成网络等等，现代天线也与传输线密切相关，传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。微波传输线是一种分布参数电路，线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数，它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。传输线方程是传输线理论中的基本方程。传输线阻抗匹配方法常用阻抗变换器和分支匹配器(单分支、双分支和三分支)。阻抗圆图和导纳圆图是传输线进行阻抗计算和阻抗匹配的重要工具。传输线有长线和短线之分。所谓长线是指传输线的几何长度与线上传输电磁波的波长比值大于或接近1，反之称为短线。根据传输线上的分布参数是否均匀分布，可将其分为均匀传输线和不均匀传输线。 2、史密斯圆图史密斯圆图是以保角映射原理为基础的图解方法，通过史密斯圆图，可以让使用者迅速的得出在传输线上任意一点阻抗，电压反射系数，VSWR等数据，简单方便，所以在电磁波研究领域一直被广泛应用。虽然随着各种微波CAD软件的发展，已经很少进行手工计算，但在利用软件对射频电路进行设计和分析时掌握史密斯圆图的意义仍然十分重要。Smith圆图是用来分析传输线匹配问题的有效方法。它具有概念明晰、求解直观、精度高等特点，因而被广泛应用于射频工程中分析传输线问题。Smith圆图是一款用于电机与电子工程学的图表，主要用于传输线的阻抗匹配上。一条传输线的电阻抗力会随其长度而改变，要设计一套匹配的线路，需要通过不少繁复的计算程序，史密夫图表的特点便是省却一些计算程序。

物联网技术及应用课后习题答案

物联网技术课后习题答案第一章 1.“智慧地球”是由IBM公司提出的，并得到美国总统奥巴马的支持。 2.RFID属于物联网的感知层。 3.物联网有四个关键性的技术，其中传感技术能够接受物品“讲话”的内容。 4.物联网存在的问题有：技术标准问题，安全问题，协议问题，IP地址问题，终端问题共五大问题。制造技术不是。 5.物联网的理念是基于互联网、射频识别技术（RFID）、电子标签，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术，无线数据通信技术等，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。 6.中国的第一个提出建设物联网的城市是无锡。2009年8月温家宝总理来到无锡“物联网”技术研发中心考察，指出要尽快突破核心技术，把传感器技术和3G技术的发展结合起来。 7.物联网包含体系结构有三层，分别是感知层，网络层和应用层。基于应用服务设想，物联网可分为感知、传输、支撑、应用四大部分。其中感知和传输属于硬件系统中的感知层和网络层，支撑和应用属于软件系统中的应用层。 8.物联网的显着特点是技术高度集成，学科复杂交叉和综合应用广泛。 9.物联网，较直接的说，就是把实际金额所有的物体连接起来形成的网络，其关键技术有RFID、传感技术、无线网络技术和人工智能技术，其核心是智能技术，能让物品开口说话的是RFID。物联网的关键技术有：RFID，传感技术，无线网络技术，虚拟化技术与云计算简答题 1.简述物联网的定义，分析物联网的“物”的条件。P8 答：物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。特别注意的是物联网中的“物”，不是普通意义的万事万物，这里的“物”要满足以下条件：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有处理运算单元(CPU)；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、遵循物联网的通信协议；9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。 2.简述15年周期定律和摩尔定律。答：十五年周期定律：计算模式每隔15年发生一次变革。摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。 3.名词解释：RFID，EPC，ZigBee。答：RFID (Radio Frequency Identification)即射频识别，俗称电子标签，一种自动识别技术，可以快速读写、长期跟踪管理，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别。EPC(Electronic Product Code)，即产品电子代码，为每一件单品建立全球的、开放的标识标准，实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。 4.简述物联网的体系结构。答：物联网可以简要分为核心层、接入层，软件核心层主要是应用层，硬件接入层包括网络层和感知层。感知层一般包括RFID感应器、传感器网关、接入网关、RFID标签、传感器节点、智能终端等，网络层包括无线传感网、移动通讯网络、互联网、信息中心、网管中心等；软件应用层是为了管理、维护物联网以及为完成用户的某种特定任务而编写的各种程序的总和。 5.分析物联网的关键技术和应用难点。答：关键技术为RFID、无线网络技术、传感技术、人工智能技术。应用难点在于其技术标准问题、数据安全问题、IP地址问题、终端问题。6举例说明物联网的应用领域及前景。答：物联网应用领域很广，几乎可以包含各行各业。目前在环境保护、社区服务、商务金融等方面，例如“移动支付”、“移动购物”、“手机钱包”、“手机银行”、“电子机票”等，前景广阔可观，应用潜力巨大，无论是服务经济市场，还是国家战略需要，物联网都能占据重要地位第二章一、选择题 1. EPC-256Ⅰ型的编码方案为_____C_____。 A) 版本号2 位，EPC 域名管理21 位，对象分类17 位，序列号24 位 B) 版本号2 位，EPC 域名管理26 位，对象分类13 位，序列号23 位 C) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象分类56 位，序列号160 位 D) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象分类56 位，序列号128 位2．EPC 条形码的编码方式有一维条码与二维条码两种，其中二维条码_____C_____。 A) 密度高，容量小 B) 可以检查码进行错误侦测，但没有错误纠正能力 C) 可不依赖资料库及通讯网路的存在而单独应用 D) 主要用于对物品的标识 3. 模拟信号到转换成数字信号的三个阶段为 ____A______。 A) 抽样-量化-编码B) 抽样-编码-量化 C) 编码-抽样-量化D) 量化-编码-抽样 4.下列因素不会影响读写器识别电子标签有效距离的是_____D______。 A) 读写器的发射功率B) 系统的工作频率 C) 电子标签的封装形式D) 阅读器和应答器耦合的方式 5. 下列哪种情况会导致极化损失最大 ____B_____。 A) 用+ 45° 极化天线接收垂直极化或水平极化波 B) 用水平极化的接收天线接收垂直极化的来波 C) 用垂直极化天线接收+45° 极化或-45°极化波 D) 用线极化天线接收任一圆极化波二、填空题 1. 目前的EPC 系统中应用的编码类型主要有三种：__64___位、__96___位和__256___位， EPC编码由___版本号_、___产品域名管理__、____ 产品分类部分_和_____序列号___四个字段组成。 2. EPC 系统由___产品电子编码体系（EPC） _、___射频识别系统__及__高层信息网络系统_ 三部分组成。 3. RFID 系统主要由____应答器_、___阅读器_和____高层__组成。其中阅读器用于产生____ 射频载波_完成与_____应答器__之间的信息交互的功能。 4. 应答器具体可以分为____无源（被动式）应答器__、___半无源（半被动式）应答器___和 ____有源（主动式）应答器__。 5. RFID 的种类有__近场天线___,__远场天线 _,___偶极子天线_____,__微带贴片天线 ______,___RFID 电感耦合射频天线_______五种。三、简答题 1、什么是EPC 中文称为产品电子代码，是国际条码组织推出的新一代产品编码体系。 2、请简要叙述EPC系统的组成，以及各个部分的英文简写 EPC系统有产品电子编码体系、RFID系统及高层信息网络系统三部分组成，共六个方面。产品电子编码体系:EPC编码标准RFID系统:EPC 标签,识读器,高层信息网络系统:Savant（神经网络软件）,对象名称解析服务,实体标记语言。 EPC载体、读写器、EPC产品管理中间件、网络、ONS、PML服务器、数据库等。其中ONS ( Object Naming Servicer，对象名称解服务器)，它用来把EPC转化成IP地址，用来定位相应的计算机和完成相应的信息交互服务。 PML ( Physical Markup Language，实体标识语言)服务器中，存储用PML描述的实物信息，如实物名称、种类、性质、生产日期、生产厂家信息、实物存放位置、实物的使用说明等。 3、EPC编码有几项技术要求每项要求具体如何 EPC数字信息代表了该产品的生产地区、生产商、生产日期、产品属性等数据信息。目前的EPC系统中应用的编码类型主要有三种：64位、96位和256位，EPC由版本号、产品域名管理、产品分类部分和序列号四个字段组成，版本号字段代表了产品所使用的EPC的版本号，这一字段提供了可以编码的长度。产品域名管理字段标识了该产品生产厂商的具体信息，如厂商名字，负责人以及产地。产品的分类字段部分可以使商品的销售商能够方便地对产品进行分类。序列号用于对具体单个产品进行编码。对于具体的编码标准现在已经推出有：EPC-96Ⅰ型，EPC-64Ⅰ型、Ⅱ型、 Ⅲ型，EPC-256Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等编码方案。 4、条形码分为几种请简要说明每种条形码的特点条形码可以有一维的，还有二维条形码，黑条和空白的排列就代表了商品的产品属性等特征信息，因而在许多领域有广泛的应用，因其各自特点差异，其用途也各不相同，日常我们多见到的是一维条码。在EPC条形码的编码方式中在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码，称为二维条码（2-dimensional bar code），可直接显示英文、中文、数字、符号、图形；存储数据量大，可存放1k字符，可用扫描仪直接读取内容，无需另接数据库；保密性高（可加密）；安全级别最高时，损污50%仍可读取完整信息。 5、RFID系统基本组成部分有哪些标签，应答器，阅读器，天线和中间件。关键组件主要有应答器、阅读器和处理软件二维条形码。 6、电子标签分为哪几种简述每种标签的工作原理（没查到） 7、RFID产品的基本衡量参数有哪些阅读器性能参数：工作频率、作用距离、数据传输速率、安全要求、存储容量与成本，RFID 系统的连通性，多电子标签同时识读性。天线部分：天线效率，方向性系数，增益系数，波瓣宽度，方向图 8、简述天线的工作原理。天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率接收或辐射出去的装置，是电路与空间的界面器件，用来实现导行波与自由空间波能量的转化，在电磁能量的转换过程中，完成信息的交互。无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电线）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来，并通过馈线送到无线电接收机。 9、对于抛物面天线，已知它的抛物面直径为 2m，中心工作波长为2cm，根据统计出来的经验数据，请计算其增益近似为多少。答：对于抛物面天线，可用下式近似计算其增益：G（dBi）= 10 lg { 4.5 ×（D / λ0）2} 式中，D为抛物面直径；λ0为中心工作波长； 4.5是统计出来的经验数据。现在D=2m，中心工作波长λ0=0.02m，代入公式得G=95.42 dBi。如果已知天线长度0.5 ，G(dBi)=10lg{2×0.5/2} 10、RFID天线主要分为哪几种各自的特点如何近场天线：设计比较简单，一般采用工艺简单，成本低廉的线圈型天线。远场天线：工作距离较远，一般位于读写器天线的远场。偶极子天线：可靠性极高，高增益，高功率，窄频带场合使用。微带贴片天线：质量轻，体积小，剖面薄，成本低，易于大量生产。第三章一、选择题 1. 在我们每个人的生活里处处都在使用着各种各样的传感器，下列使用到光电传感器的是____C_______。 A) 电视机B) 燃气热水器报警 C) 数码照相机D) 微波炉 2. 根据传感技术所蕴涵的基本效应，可以将传感器分为三种类型，下列类型中 ___D_______不在其中。 A) 物理型B) 化学型 C) 生物型D) 自然型 3. 下列特性中，_____C______不是气敏传感器的特性之一。 A) 稳定性B) 选择性 C) 互换性D) 电源电压特性 4. 具有很高的线性度和低的温度漂移的传感器是____B_______。 A) 温度传感器B) 智能传感器 C) 超声波传感器D) 湿度传感器 5. 在微电子机械系统(MEMS)中，材料以 _____A______为主。 A) 硅B) 钨 C) 铁D) 钼二、填空题 1. 传感器是一种能把特定的___被测信号 ________，按一定规律转换成某种可用___信号输出_____的器件或装置，以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要求。___敏感元件_____ 与__转换元件___是传感器的两个基本元件， 2. 传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为传感器的___动态特性________，衡量静态特性的重要指标是___线性度________、___ 灵敏度________、___迟滞________和__重复性 _________等。 3. 湿度传感器按照结构分类法可分为____电阻式_______和___电容式________两种基本形式，其湿度传感器的敏感元件分别为___湿敏电阻 ________和__湿敏电容_________。 4. 超声波传感器的主要性能指标有___工作频率________、___工作温度________和___灵敏度 ________。 5. 传感器信号处理的主要目的是，根据传感器输出信号的特点采取不同的信号处理方法来提高测量系统的__测量精度_________和___ 线性度________。三、简答题 1.简述传感器的基本原理及组成基本原理：把特定的被测信号，按一定规律转换成某种可用信号输出。组成：敏感元件及转换元件 2.简述传感器的静态特性和动态特性静态特性：是指被测量的值处于稳定状态时的输出与输入关系。动态特性：是指其输出对随时间变化输入量的响应特性。 3.简述超声波传感器的系统组成及工作原理。系统组成：发送传感器，接收传感器，控制部分与电源部分。工作原理：超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，有两种形式：横向振荡（横波）及纵向振荡（纵波）。超声波可以在气体、液体及固体中传播，其传播速度不同。另外，它也有折射

关于射频识别技术在日常生活中的应用

关于射频识别技术在日常生活中的应用摘要：射频识别即RFID技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。由于其方便快捷性，目前RFID技术应用很广，如：在零售业，图书馆，门禁系统，铁道交通管理，相信在未来会发挥更重要的作用。关键词；射频识别 RFID 条形码应答器射频识别是一种无线射频识别技术，是自动识别技术的一种。其英文名是Radio FrequencyI dentification，RFID的基本技术原理起源于二战时期，最初盟军利用无线电数据技术来识别敌我双方的飞机和军舰。战后，随着芯片和电子技术的提高和普及，欧洲开始率先将RFID技术应用到公路收费等民用领域。到二十一世纪初，RFID迎来了一个崭新的发展时期，其在民用领域的价值开始得到世界各国的广泛关注，特别是在西方发达国家，RFID技术大量应用于门票防伪、生产自动化、门禁、公路收费、停车场管理、身份识别、货物跟踪等民用领域中，其新的应用范围还在不断扩展，层出不穷。本世纪初，RFID进入中国，并很快得到政府的大力支持，2006年6月，中国发布了《中国RFID技术政策白皮书》，标志着RFID的发展已经提高到国家产业发展战略层面。到2008年底，中国参与RFID的相关企业达数百家，已经初步形成了从标签及设备制造到软件开发集成等一个较为完整的RFID产业链，据专家估计，2008年中国RFID相关产值达到80亿元左右，并将在未来5-10年保持快速发展。 RFID的工作原理是：标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。一套完整的RFID系统，是由阅读器与电子标签也就是所谓的应答器及应用软件系统三个部份所组成，其工作原理是阅读器发射一特定频率的无线电波能量给应答器，用以驱动应答器电路将内部的数据送出，此时阅读器便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。简单点讲就是：标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。当然，有人停留解释后会有种感觉，即射频技术与条形码很相似，但射频技术与条形码其实是两种不同的技术，有不同的适用范围，有时会有重叠。两者之间最大的区别是：条形码是“可视技术”，扫描仪在人的指导下工作，只能接收它视野范围内的条形码。相比之下，射频识别不要求看见目标，只要在接受器的作用范围内就可以被读取。条形码本身还具有其他缺点，如果标签被划破，污染或是脱落，扫描仪就无法辨认目标。条形码只能识别生产者和产品，并不能辨认具体的商品，贴在所有同一种产品包装上的条形码都一样，无法辨认哪些产品先过期。而射频标签的芯片内存有该产品的详细信息：产品的名称、产地、材料、批次、生产日期，以及产品有效等信息。由于ID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，这也是其最重要是的优点之一，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒。它通过射频信号自动识别目标

RF射频技术

RF射频技术 1．射频技术原理射频技术RF（Radio Frequency）的基本原理是电磁理论。射频系统的优点是不局限于视线，识别距离比光学系统远，射频识别卡可具有读写能力，可携带大量数据，难以伪造，且有智能。近年来，便携式数据终端(PDT)的应用多了起来，PDT可把那些采集到的有用数据存储起来或传送至一个管理信息系统。便携式数据终端一般包括一个扫描器、一个体积小但功能很强并带有存储器的计算机、一个显示器和供人工输入的键盘。在只读存储器中装有常驻内存的操作系统，用于控制数据的采集和传送。PDT存储器中的数据可随时通过射频通信技术传送到主计算机。操作时先扫描位置标签，货架号码、产品数量就都输入到PDT，再通过RF技术把这些数据传送到计算机管理系统，可以得到客户产品清单、发票、发运标签、该地所存产品代码和数量等。2．射频技术在物流管理中的适用性RF 适用于物料跟踪、运载工具和货架识别等要求非接触数据采集和交换的场合，由于RF标签具有可读写能力，对于需要频繁改变数据内容的场合尤为适用。我国RF的应用也已经开始，一些高速公路的收费站口使用RF可以不停车收费，我国铁路系统使用RF纪录货车车厢编号的试点已运行了一段时间，一些物流公司也正在准备将RF用于物流管理中。3．射频技术在军事物流中的应用美国和北大西洋公约组织（NA TO）在波斯尼亚的"联合作战行动中"，不但建成了战争史上投入战场最复杂的通信网，还完善了识别跟踪军用物资的的新型后勤系统，这是吸取了"沙漠风暴"军事行动中大量物资无法跟踪造成重复运输的教训，无论物资是在定购之中、运输途中、还是在某个仓库存储着，通过该系统，各级指挥人员都可以实时掌握所有的信息。该系统途中运输部分的功能就是靠贴在集装箱和装备上的射频识别标签实现的。RF接收转发装置通常安装在运输线的一些检查点上（如门柱上、桥墩旁等），以及仓库、车站、码头、机场等关键地点。接收装置收到RF标签信息后，连通接收地的位置信息，上传至通信卫星，再由卫星传送给运输调度中心，送入中心信息数据库中。

武汉大学射频电路第八次作业

电子与通信工程王世杰2014282120188 第八次作业1、一晶体管的S参量如下： f=750MHz：s11=0.114-j*0.551，s12=0.044+j*0.029，s21=-4.608+j*7.312，s22=0.490-j*0.449; f=1000M：s11=-0.058-j*0.452，s12=0.054+j*0.022，s21=-2.642+j*6.641，s22=0.379-j*0.424; 画出晶体管在两个频率下的输出及输入稳定圆并计算各自μ，K,D值。解：当f=750MHz，编程画出输出及输入稳定圆，并计算μ，K,D的值。程序如下： close all; % close all opened graphs clear all; % clear all variables s11=0.114-1j*0.551; s12=0.044+1j*0.029; s21=-4.608+1j*7.312; s22=0.490-1j*0.449; s_param=[s11,s12;s21,s22]; % convert the S-parameters into matrix notation smith_chart; % create a Smith Chart input_stability(s_param, 'r'); % plot input stability circle in red color smith_chart; % create a Smith Chart output_stability(s_param, 'b');% plot output stability circle in blue color [d,k,u]=K_factor(s_param); 输入输出稳定圆如下：

无线射频技术介绍

无线射频技术介绍初识无线射频技术我们先来看官方的说法。无线射频技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术。这种技术的优点是部分产品无需重新布线，利用点对点的射频技术，实现对家电和灯光的控制，安装设置都比较方便，主要应用于实现对某些特定电器或灯光的控制，成本适中。这类系统功能比较弱，控制方式比较单一，且易受周围无线设备环境特别是同频及阻碍物干扰和屏蔽；较适用于新装修户和已装修户。这也就是我们家庭网络中所提到的有线网络和无线网络的区别。无线网络技术在没有布线的情况下也可以搭建家庭局域网。而无线射频技术也就是通过高频的无线频率（315或433.92 MHz）点对点传输，实现灯光、窗帘、家电等的遥控功能。这类技术对于已经装修好了的用户非常适用，无须预先布线，不会破坏原有家居的美观。使用基于无线射频技术的产品，就可以将家里所有的电器串成一个网络，我们这里称它为智能家居无线网络，在这个网络中，我们可以随意遥控，让每个冷冰冰的电器都听命于我们。目前，国内使用无线射频技术的厂家有波创、清华同方、百通以及西格等。如何让家电听命于我们？家里的电器设备很多，灯光、冰箱、空调、电脑、家庭影院……有些属于本身就带有遥控能力的，比如空调、电视机……有些是不具备遥控功能的，比如热水器、微波炉、电饭煲、冰箱……而不同的遥控设备又带有不同的遥控器，相互间又不能通用，于是家里光遥控器就有四五个。那么如何遥控不具备遥控功能的设备？以及如何让一个遥控器实现多个遥控器的功能呢？从上面的介绍我们知道，基于无线射频技术的产品是能帮我们解决这些问题的，但他们是如何实现的呢？智能家居无线网络主要包括了一个家庭网关以及若干个无线通讯子节点。在家庭网关上有一个无线发射模块，每个子节点上都接有一个无线网络接收模块，通过这些无线网络收发模块，数据就在网关和子节点之间进行传送。 1.家庭网关家庭智能网关就是家庭的一个智能化控制中心，带有嵌入式处理器和Arm linux操作系统；具有可触摸的TFT液晶显示屏（5～10英寸）；有14路报警点输入和2路报警控制输出，发生警情时可通过网络或电话报警；通过网关上的无线射频模块与网络中各子节点进行通讯，实现家电控制；内置了Web server，通过Web方式实现家电的远程控制。同时家庭网关还具有留影、留言、MP3\MP4播放功能，可方便主人进行温馨留言等。 2.无线射频无线通讯子节点

射频微波电路作业1-7(答案版)(DOC)

第一章射频/微波工程介绍 1.简述常用无线电的频段划分和射频的定义。射频/微波处于普通无线电波与红外线之间,是频率最高的无线电波,它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和大1000倍以上 2.简述P，L，S，C，X，Ku，K，Ka波段的频段划分方法。

3.简述射频/微波的四种基本特性和相比普通无线电的优点。四个基本特性： 1、似光性； 2、穿透性 3、非电离性 4、信息性优点： (1) 频带宽。可传输的信息量大。 (2) 分辨率高。连续波多普勒雷达的频偏大,成像更清晰,反应更灵敏。 (3) 尺寸小。电路元件和天线体积小。 (4) 干扰小。不同设备相互干扰小。 (5) 速度快。数字系统的数据传输和信号处理速度快。 (6) 频谱宽。频谱不拥挤,不易拥堵,军用设

备更可靠。 4.简述射频铁三角的具体内涵。由于频率、阻抗和功率是贯穿射频/微波工程的三大核心指标,故将其称为射频铁三角。频率功率阻抗振荡器、压控振荡器、频率合成器、分频器、变频器、倍频器、混频器、滤波器等频率计数器/功率计、频谱分析仪标量/矢量网络分析仪阻抗测量仪、网络分析仪阻抗变换、阻抗匹配、天线等衰减器、功分器、耦合器、放大器、开关等 5.给出几种分贝的定义：dB, dBm，dBc，dBc/Hz， 10 dBm+10 dB=？

10dBm+10dB=20dBm 第二章传输线理论 1.解释何为“集肤效应”？集总参数元件的射频特性与低频相比有何特点？在交流状态下,由于交流电流会产生磁场,根据法拉第电磁感应定律,此磁场又会产生电场,与此电场联系的感生电流密度的方向将会与原始电流相反。这种效应在导线的中心部位(即r=0位置)最强,造成了在r=0附近的电阻显著增加,因而电流将趋向于在导线外表面附近流动,这种现象将随着频率的升高而加剧,这就是通常所说的“集肤效应”。电阻：在低频率下阻抗即等于电阻R,而随着

射频基础知识点

一、频谱分析仪部分什么是频谱分析仪? 频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。我们现在所用的频谱仪大部分是扫频调谐超外差频谱分析仪。频谱仪工作原理输入信号经衰减器以限制信号幅度，经低通输入滤波器滤除不需的频率，然后经混频器与本振(LO)信号混频将输入信号转换到中频(IF)。LO的频率由扫频发生器控制。随着LO频率的改变，混频器的输出信号(它包括两个原始信号，它们的和、差及谐波，)由分辨力带宽滤波器滤出本振比输入信号高的中频，并以对数标度放大或压缩。然后用检波器对通过IF滤波器的信号进行整流，从而得到驱动显示垂直部分的直流电压。随着扫频发生器扫过某一频率范围，屏幕上就会画出一条迹线。该迹线示出了输入信号在所显示频率范围内的频率成分。输入衰减器保证频谱仪在宽频范围内保持良好匹配特性，以减小失配误差;保护混频器及其它中频处理电路，防止部件损坏和产生过大的非线性失真。混频器完成信号的频谱搬移，将不同频率输入信号变换到相应中频。在低频段(<3G Hz)利用高混频和低通滤波器抑制镜像干扰;在高频段(>3GHz)利用带通跟踪滤波器抑制镜像干扰。本振(LO) 它是一个压控振荡器，其频率是受扫频发生器控制的。其频率稳定度锁相于参考源。扫频发生器除了控制本振频率外，它也能控制水平偏转显示，锯齿波扫描使频谱仪屏幕上从左到右显示信号，然后重复这个扫描不断更新迹线。扫频宽度(Span)是从左fstart到右fstop10格的频率差，例如：Span=1MHz,则100kHz/div.

射频与微波技术原理和应用

射频与微波技术原理及应用培训教材华东师范大学微波研究所一、Maxwell(麦克斯韦)方程 Maxwell 方程是经典电磁理论的基本方程，是解决所有电磁问题的基础，它用数学形式概括了宏观电磁场的基本性质。其微分形式为 0 B E t D H J t D B ρ???=- ????=+??=?= (1.1) 对于各向同性介质，有 D E B H J E εμσ=== (1.2) 其中D 为电位移矢量、B 为磁感应强度、J 为电流密度矢量。电磁场的问题就是通过边界条件求解Maxwell 方程，得到空间任何位置的电场、磁场分布。对于规则边界条件，Maxwell 方程有严格的解析解。但对于任意形状的边界条件，Maxwell 方程只有近似解，此时应采用数值分析方法求解，如矩量法、有限元法、时域有限差分法等等。目前对应这些数值方法，有很多商业的电磁场仿真软件，如Ansoft 公司的Ensemble 和HFSS 、Agilent 公司的Momentum 和ADS 、CST 公司的Microwave Studio 以及Remcom 公司的XFDTD 等。由矢量亥姆霍兹方程联立Maxwell 方程就得到矢量波动方程。当0,0J ρ==时，有 222200E k E H k H ?+=?+= (1.3) 其中k 为传播波数，22k ωμε=。二、传输线理论传输线理论又称一维分布参数电路理论，是射频、微波电路设计和计算的理论基

础。传输线理论在电路理论与场的理论之间起着桥梁作用，在微波网络分析中也相当重要。 1、微波等效电路法低频时是利用路的概念和方法，各点有确切的电压、电流概念，以及明确的电阻、电感、电容等，这是集总参数电路。在集总参数电路中，基本电路参数为L、C、R。由于频率低，波长长，电路尺寸与波长相比很小，电磁场随时间变化而不随长度变化，而且电感、电阻、线间电容和电导的作用都可忽略，因此整个电路的电能仅集中于电容中，磁能集中于电感线圈中，损耗集中于电阻中。射频和微波频段是利用场的概念和方法，主要考虑场的空间分布，测量参数由电压U 、电流I转化为频率f、功率P 、驻波系数等，这是分布参数电路。在分布参数电路中，电磁场不仅随时间变化也随空间变化，相位有明显的滞后效应，线上每点电位都不同，处处有储能和损耗。由于匀直无限长的传输系统在现实中是不存在的，因此工程上常用微波等效电路法。微波等效电路法的特点是：一定条件下“化场为路”。具体内容包括： (1)、将均匀导波系统等效为具有分布参数的均匀传输线； (2)、将不均匀性等效为集总参数微波网络； (3)、确定均匀导波系统与不均匀区的参考面。 2、传输线方程及其解传输线方程是传输线理论的基本方程，是描述传输线上的电压、电流的变化规律及其相互关系的微分方程。电路理论和传输线之间的关键不同处在于电尺寸。集总参数电路和分布参数电路的分界线可认为是l/λ≥0.05。以传输TEM模的均匀传输线作为模型，如图1所示。在线上任取线元dz来分析(dz<<λ)，其等效电路如图2所示。终端负载处为坐标起点，向波源方向为正方向。图1. 均匀传输线模型图2、线元及其等效电路根据等效电路，有