射频与天线原理(ch1射频技术基础)
射频电路与天线课件
射频电路设计与优化Leabharlann 1射频电路优化方法
2
探讨射频电路优化的方法和技术，如参
数调节和仿真模拟等。
3
射频电路设计步骤
详细介绍射频电路设计的步骤，从需求 分析到电路布局的最佳实践。
实例分析
通过实例案例，展示射频电路设计和优 化的具体过程和成果。
天线设计与优化
天线设计步骤
天线优化方法
详细介绍天线设计的步骤，包括 需求分析、参数确定和性能评估。
射频电路与天线课件
本课件将介绍射频电路与天线的基础知识，包括课件目的、学习目标，以及 射频电路与天线的应用领域和基本原理。
射频电路基础知识
1 什么是射频电路
介绍射频电路的概念和定 义，以及其在无线通信和 雷达等领域的重要性。
2 射频电路的应用领域 3 射频电路的基本原理
探索射频电路在无线通信、 移动通信、卫星通信和雷 达等领域的广泛应用。
讲解射频电路的工作原理， 包括频率、功率和阻抗匹 配等关键要素。
天线基础知识
1 什么是天线
介绍天线的定义和作用， 以及其在无线通信系统中 的重要性。
2 天线的种类和结构
探索不同类型和结构的天 线，如偶极子天线、微带 天线和方向天线等。
3 天线的工作原理
讲解天线的工作原理，如 辐射和接收无线信号的过 程。
讨论天线优化的方法和技术，如 天线阻抗匹配和辐射特性优化。
实例分析
通过实例案例，展示天线设计和 优化的具体过程和成果。
课程总结
复习要点
回顾课程的重点内容和关键知识点，巩固学习成果。
射频技术原理
射频技术原理射频技术是一种广泛应用于通信、雷达、导航、遥感等领域的技术，它在现代科技发展中发挥着重要作用。
射频技术原理的理解对于工程师和研究人员来说至关重要。
本文将介绍射频技术的基本原理，帮助读者更好地理解和应用这一技术。
首先，我们来了解一下射频技术的基本概念。
射频，即射频电路，是指工作频率在300kHz至300GHz范围内的电路。
在射频电路中，由于工作频率较高，电路的特性和行为与直流电路或低频电路有很大不同。
射频技术主要包括射频信号的产生、调制、放大、传输和接收等方面的内容。
射频信号的产生是射频技术的基础，一般采用射频信号源来产生稳定的射频信号。
射频信号源可以采用晶体振荡器、合成器、频率合成器等方式产生稳定的射频信号，然后经过滤波、调制等处理，得到需要的射频信号。
在射频通信中，调制是将要传输的信息信号（比如语音、图像等）嵌入到射频信号中的过程。
常见的调制方式有调幅、调频、调相等方式。
调制后的射频信号经过放大和发射，传输到接收端。
射频信号的放大是为了克服传输过程中的信号衰减和噪声干扰，保证信号的传输质量。
放大器是射频电路中的重要组成部分，常见的射频放大器有晶体管放大器、场效应管放大器等。
在接收端，接收到的射频信号经过放大、滤波、解调等处理，最终得到原始的信息信号。
接收端的设计和性能直接影响到整个通信系统的性能。
射频技术在通信、雷达、导航等领域有着广泛的应用。
在移动通信领域，射频技术是保证通信质量和覆盖范围的关键技术之一；在雷达和导航领域，射频技术则是实现目标探测和定位的重要手段。
总之，射频技术原理涉及到射频信号的产生、调制、放大、传输和接收等方面的内容，对于工程师和研究人员来说至关重要。
通过对射频技术原理的深入理解，可以更好地应用和推动射频技术的发展，推动通信、雷达、导航等领域的进步。
射频技术原理
射频技术原理
射频技术是一种利用射频信号进行无线通信的技术。
其原理包括以下几个方面：
1. 射频信号的产生：射频信号是指频率在3kHz至300GHz之间的电磁波信号。
射频信号可以通过电路中的震荡器、振荡器或者射频信号发生器等方式产生。
2. 射频信号的调制：射频信号通常以基带信号的形式进行调制，将信息信号传输到载波信号上。
常见的调制方式包括调幅、调频和调相等。
3. 射频信号的放大：由于射频信号在传输过程中会衰减，因此需要进行放大以保持信号的强度。
常用的射频放大器包括功率放大器和运算放大器等。
4. 射频信号的传输：射频信号可以通过天线进行无线传输。
天线将射频信号转换为电磁波信号，并传输到空间中。
5. 射频信号的接收：接收端利用天线将接收到的电磁波信号转换为射频信号，并进行放大、解调等处理，最终得到基带信号。
6. 射频信号的检测与解调：射频信号经过检测与解调处理，将其转换为数字信号，以便后续的数字信号处理。
射频技术在无线通信、卫星通信、雷达系统、无线电广播等领域广泛应用。
通过
射频技术，可以实现远距离的无线通信，并具有抗干扰、大容量等优点。
天线基本原理及常用天线介绍
25
电压驻波比（VSWR）对网络的影响：
VSWR 反射功率比 辐射功率减少 减少百分比
3.0
25%
2.15dB
40%
2.0
11%
0.86dB
18%
1.8
8%
0.67dB
14%
1.5
4%
0.36dB
8.0%
1.4
2.8%
0.21dB
4.7%
1.3
1.7%
0.13dB
2.9%
1.2
0.8%
0.07dB
三个及三个以上工作频段（不同制式）的宽频
天线。正如前边所介绍的：
806~869 824～896 870～960
806～960MHz 一副天线
1710～1880 1850～1990 1920～2170
1710~2170MHz 一副天线
31
806~960MHz的超宽频天线
现在的一副天线相当于原来的三副天线， 并且具备电调功能，既提高了产品性能，又在很大程度上降低了天线的生产3成2 本
峰值
- 3dB点
Peak - 3dB
15° (eg)
Peak
10dB 波束宽度
- 10dB点
120° (eg)
峰值 - 10dB点 Peak - 10dB
32° (eg)
Peak
Peak - 3dB
俯仰面即垂直面方向图
Peak - 10dB 16
方向图旁瓣显示
上旁瓣抑制 下旁瓣抑制
17
8、方向图在移动组网中的应用
1.1%
26
多径传播与反射
27
用分集接收改善信号电平
28
二、几种常用天线的介绍
天线基本原理简介60页PPT
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
谢谢！
Байду номын сангаас51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
射频技术的工作原理
射频技术的工作原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊射频技术的工作原理。
这玩意儿啊，就像是一个神奇的魔法盒子，里面藏着好多奥秘呢！你看啊，射频技术就好比是一场音乐会。
射频信号就像是那美妙的音乐旋律，在空气中欢快地跳跃着。
而天线呢，就是那个把音乐传出去的大喇叭，让这旋律能传播得更远更广。
想象一下，射频信号就是一个个小小的音符，它们有着自己独特的频率和节奏。
这些音符们在各种电子设备里跑来跑去，传递着各种信息。
就好像我们说话一样，把我们的想法通过声音传递给别人。
那射频技术到底是怎么工作的呢？简单来说，就是发送端发出射频信号，通过天线发射出去，然后接收端的天线接收到这些信号，再进行处理和解读。
这就像是我们寄信一样，把信写好装进信封，通过邮局寄出去，对方收到信后再拆开来看。
比如说我们的手机吧，手机里的射频模块就像是一个勤劳的小邮差，不停地收发着各种信息。
当我们打电话的时候，它就把我们的声音转换成射频信号发送出去，对方的手机接收到信号后再还原成声音。
是不是很神奇呢？再来说说那些无线设备，比如无线路由器。
它也是通过射频技术来工作的呀。
它不停地向外发送着无线网络信号，就像是一个热情的主人在招呼着大家快来连接。
那射频技术为啥这么厉害呢？这可多亏了它的一些特点呢！它可以远距离传输信息，而且速度还挺快。
这就好比是一个长跑健将，能快速地把东西送到目的地。
而且啊，射频技术还很灵活呢！它可以在不同的频率上工作，就像一个多才多艺的艺人，能表演各种不同风格的节目。
射频技术在我们的生活中可真是无处不在啊！从手机到电视，从无线网络到智能设备，哪里都有它的身影。
它就像是我们生活中的隐形助手，默默地为我们服务着。
所以啊，可别小看了这射频技术。
它虽然看不见摸不着，但却在悄悄地改变着我们的生活呢！我们能享受到这么多便捷的科技产品，可都多亏了它呀！怎么样，是不是对射频技术有了更深的了解呢？是不是觉得它很神奇呢？嘿嘿！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
天线射频技术的基本原理和应用
天线射频技术的基本原理和应用1. 引言天线射频技术是无线通信中不可或缺的核心技术之一。
它在无线通信中起着收发信号的重要作用。
本文将介绍天线射频技术的基本原理和应用，并分析其在不同领域中的重要性。
2. 天线射频技术基本原理2.1 天线的工作原理天线是将电磁波转化为电信号或将电信号转化为电磁波的装置。
它通过接收或辐射电磁波来实现信号的传输。
天线的工作原理可以简化为以下几个步骤：•接收电磁波：天线通过接收电磁波的方式将电磁波转化为电信号。
•放大电信号：接收到的电信号通过天线内部的电路放大，增加信号的强度。
•辐射电磁波：放大后的信号被转化为电磁波，从而被传输到目标设备或区域。
2.2 射频技术的基本原理射频技术是指在超高频（UHF）和高频（HF）范围内进行信号传输和通信的技术。
射频技术的基本原理包括以下几个方面：•调制：通过将低频信号与高频载波信号进行合成，将信息传输到载波中。
•解调：将接收到的调制信号还原为原始的低频信号。
•放大：增加信号的强度，以提高传输距离和可靠性。
•滤波：去除无效的频率成分，以增强信号的质量。
3. 天线射频技术的应用3.1 通信领域天线射频技术在通信领域中有着广泛的应用。
无线通信技术（如移动通信和无线局域网）需要天线来实现信号的传输和接收。
天线射频技术在提高通信质量、扩大覆盖范围和增加通信容量方面发挥着重要作用。
3.2 遥感领域遥感技术利用天线射频技术进行数据的采集和传输。
通过遥感技术，可以获取到卫星、飞机等载体上收集到的地面数据。
这些数据可以用于地理信息系统、气象预测、农业监测等领域，对环境保护和资源管理起到重要的作用。
3.3 导航与定位领域导航与定位技术是基于天线射频技术的应用之一。
通过接收卫星信号，利用天线进行信号的接收和解调，可以实现精确定位和导航。
这种技术在汽车导航、航空导航、船舶导航等领域有着广泛的应用。
3.4 无线能量传输领域天线射频技术在无线能量传输领域也有着重要的应用。
射频基础知识培训课件知识
相位噪声 相位噪声是用来衡量本振等单音信号频谱纯度的壹个指标,在时域表现为信号过零点的抖动.理想的单音信号,在频域应为壹脉冲,而实际的单音总有壹定的频谱宽度,如下面所示.壹般的本振信号可以认为是随机过程对单音调相的过程,因此信号所具有的边带信号被称为相位噪声.相位噪声在频域的可以这样定量描述：偏离中心频率多少Hz处,单位带宽内的功率与总信号功率相比.
无线通信使用的频段和波段
表1-1 无线通信使用的电磁波的频率范围和波段（续）
由于种种原因,在壹些欧、美、日等西方国家常常把部分微波 波段分为L、S、C、X、Ku、K、Ka等波段（或称子波段）,具体 如表1 - 2所示.
无线通信使用的频段和波段
表 1-2 无线通信中所使用的部分微波波段的名称
第壹章 无线通信的基本概念
第壹节 概述 第二节 无线通信使用的频段和波段 第三节 无线通信的电磁波传播
无线通信的电磁波传输
无线通信中的电磁波按照其波长的不同具有不同的传播特点,下面按波长分述如下： 极长波（极低频ELF）传播 极长波是指波长为1~10万公里（频率为3~30Hz）的电磁波.理论研究表明,这壹波段的电磁波沿陆地表面和海水中传播的衰耗极小.
线性相关概念
信号在通过射频通道（这里所谓的射频通道是指射频收发信机通道,不包括空间段衰落信道）时会有壹定程度的失真,失真可以分为线性失真和非线性失真.产生线性失真的主要有壹些滤波器等无源器件,产生非线性失真的主要有壹些放(大)器、混频器等有源器件.另外射频通道还会有壹些加性噪声和乘性噪声的引入.
线性相关概念
第二章 射频常用计算单位简介
第壹节 功率单位简介 第二节 天线传播相关单位简介 第三节 其他
天线传播相关单位简介
天线和天线增益 天线增益壹般由dBi或dBd表示.dBi是指天线相对于无方向天线的功率能量密度之比,dBd是指相对于半波振子Dipole 的功率能量密度之比,半波振子的增益为2.15dBi,因此0dBd=2.15dBi.
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频率单位——Hz 阻抗单位——Ω kHz kΩ MHz GHz（千进位） MΩ（千进位）
功率单位——绝对单位、相对单位 （a） 绝对单位——瓦特（W） 1W＝1A×1V kW MW （b）相对单位——分贝（dB） 10×lg（Pout / Pin）
2011-3-4 信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民 13/CH1
2011-3-4
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
2/CH1
1 射频的定义
射频强调的是信号的辐射特性，因此也有将射频和微波 合为一体称作射频/微波技术 RF的用途主要是迅速而准确地传输信息，克服距离上 的障碍，是传输信息的载体 RF信号是模拟的
2011-3-4
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
MF
300 KHz 10E3 m
短 波 高 频
HF
3 MHz 10E2 m
米 波 甚 高 频
VHF
30 MHz 10 m
分 米 波 特 高 频
UHF
300 MHz 1 m
厘 米 波 超 高 频
SHF
3 GHz 10 cm
毫 米 波 极 高 频
EHF
30 GHz 1cm
丝 米 波 至 高 频
300 GHz 1mm
3/CH1
2 电磁波谱划分
2.1 频谱
极 长 波 极 低 频
频率 （f ） 波长 （ λ）
3 Hz 30 Hz 10E7 m
超 长 波 超 低 频
特 长 波 特 低 频
300 Hz 10E6 m
甚 长 波 甚 低 频
VLF
3 KHz 10E5 m
长 波 低 频
LF
30 KHz 10E4 m
中 波 中 频
2011-3-4
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
20/CH1
5 射频的带宽与容量
5.2 容量与 带宽的关系
仙农公式告诉我们，带宽越宽，信息容量越大。解释之 波特率（baud）－bps 1波特：
1S
电信号速率－信息量
实际频率提高了
2400波特：
2400个周期 1S
2011-3-4
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
4 射频工程中的常用单位
4.1 基本单位
加3 个dB表示两倍、减3 个dB表示一半 加10 个dB表示十倍、减10 个dB表示十分之一 工程上常用另一单位，即dBm PdBm = 10 log (PmW /1mW ) dBm 的参考点为千分之一瓦：1 mW = 0 dBm
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
传播特性
属于微波，方向性强， 视距传播 视距传播，距离较远 天波传播为主，电离层反射 天波/地波传播，受气候影响 沿地表传播，衰减小，距离远
用途
移动电话、卫星通信、 电视 调频广播、雷达、对讲 机 长距离通信，短波广播 航空、航海通信 航海通信、长距离通信
2011-3-4
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
3 射频工程中的核心问题
3 射频铁三角
振荡器、频率合成器、分频器、变 频器、混频器、倍频器、滤波器 阻抗测量仪 网络分析仪 频率功率计 频谱分析仪
独立又有联系
阻抗变换、阻 抗匹配、天线
标量 / 矢量 网络分析仪
衰减器、功分器、 耦合器、放大器、 开关 9/CH1
2011-3-4
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
光 波
射 线
3000 GHz 0.1mm
毫米波 微波
RF
红外、可见光、紫外 χ、γ射线
2011-3-4
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
4/CH1
2 电磁波谱划分
2.2 应用
音频 RF 微波 卫星通信
8个频段划分
3kHz 30kHz 300kHz 3MHz 30MHz 300MHz 3GHz 30GHz 300GHz
抛物面接收天线
2011-3-4
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
27/CH1
6 射频传播的基本特性
6.3 衰减与增益的图示
Ui(t) 热量 Uo(t)
无源器件表 现的衰减
电源 Ui(t)
Uo(t)
有源器件表 现的增益
2011-3-4
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
28/CH1
6 ห้องสมุดไป่ตู้频传播的基本特性
•
2011-3-4
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
18/CH1
5 射频的带宽与容量
5.1 带宽、宽带和窄带
带宽：RF技术中最常用的名词之一，对模拟系统和 数字系统定义是完全不同的。 模拟系统：用 Hz 表示频率 绝对带宽： 相对带宽：
∆f = f H − f L
2∆f ∆f ×100% = ×100% fH + fL f0
射频技术部分
第一章 射频技术基础
刘军民
大连理工大学信息与通信工程学院
1 射频的定义
射频简写为RF（Radio Frequency） 实际中RF既可表示频率范围，又可以表示无线电波（射 频信号） 名称 RF频率 微波频率 毫米波频率 频率范围 小于1GHz（<3GHz） 1～40GHz （<40GHz） 大于40GHz
射频工程中的核心问题
3 射频铁三角
频率——系统工作频率（频带），决定了系统的结构 形式和器件材料。一个系统中可以有多种频率。 频率高——结构小 系统内变频、混频 采用砷化镓器件
2011-3-4
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
10/CH1
射频工程中的核心问题
3 射频铁三角
功率——系统信号的能量大小。 距离远——功率大 定向天线——功率可降低
2011-3-4 信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民 17/CH1
4 射频工程中的常用单位
举例
• -36 dBm＝ -10dB-10dB-10dB-3dB-3dB 1mW / 10 = 100 uW 100uW / 10 = 10 uW 10uW / 10 = 1 uW 1 uW / 2 = 0.5 uW 0.5 uW / 2 = 0.25 uW = 0.00025 mW 0.00025mW＝1÷10 ÷10 ÷10 ÷2 ÷2 （0-10-10-10-3-3)dBm＝－36dBm
红外线
紫外线 射线
VLF
LF
地面
MF
对流层
HF
电离层
VHF
UHF
SHF
EHF
太空/视距
太空
频带 L波段 S波段 C波段
2011-3-4
频率范围 1.0~2.0GHz 2.0~4.0GHz 4.0~8.0GHz
频带 X波段 Ku波段
频率范围 8.0~12.0GHz 12.0~18.0GHz
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
25/CH1
6 射频传播的基本特性
6.2 增益
• 增益的结果是增强RF信号的强度 • RF电路中的增益都是由有源器件产生的 • 天线也有增益，是通过汇聚电磁能量实现的
发射天线的能量汇聚
2011-3-4 信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民 26/CH1
6 射频传播的基本特性
6.2 增益
接收天线的增益是利用反射波的叠加而增加 能量实现的
2011-3-4 信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民 22/CH1
5 射频的带宽与容量
容量与带宽的关系
RF器件频带越宽，信息容量越大，但是成本和性能也 越差，如： 窄带器件的插入损耗可做到1dB（很好），宽带器件的 插入损耗为3～4dB（差） RF电路设计的策略（技巧）是，只要容纳所需的频带 就行了，尽可能使用窄带器件。 窄带和宽带器件的制作工艺完全不同，所以工业上有专 门的宽带和窄带产品公司。
16/CH1
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
4 射频工程中的常用单位
4.5 举例
• +33dBm ＝ 10dB+10dB+10dB+3dB 1mW * 10 = 10 mW 10mW * 10 = 100 mW 100mW * 10 = 1000 mW = 1 W 1000mW * 2 = 2000 mW = 2 W • 2W＝2000mW＝10×10×10×2 （10＋10＋10＋3）dBm＝33dBm
2011-3-4
14/CH1
4 射频工程中的常用单位
P(W ) dBW = 10 × lg = 10 × lg P(W ) 其它单位 1W P信号 dBc = 10× lg P载波
V信号 (mV ) dBmV = 20 × lg 1(mV )
F= ( SNR )input ( SNR )output
7/CH1
2 电磁波谱划分
2.4 无线电技术发展历程
1900 年份 电报 广播 雷达 卫星通信 中继通信 卫星遥感 蜂窝移动通信 直播卫星 全球通信 个人通信系统 图像传输 数据网络 1920 1940 1960 1980 2000
2011-3-4
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
8/CH1
6.4 反射（Reflaction）
许多物体都会对RF信号造成反射，反射的大小与RF的频 率和物体的材料有关，如： 混凝土对RF有一定的反射，而金属几乎完全反射RF 电离层对长波有吸收作用，但是对短波、超短波却吸收较 少，反射较多。
入射波 反射波 平滑反射面
2011-3-4
信息与通信工程学院通信技术研究所——刘军民
2011-3-4
功率 ×10 10 W 1W 100 mW 10 mW 1 mW 100 uW 10 uW 1 uW ÷10 100 nW