射频与微波技术知识点总结
射频与微波原理及应用介绍
射频与微波原理及应⽤介绍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0B E t DH J tD 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 22220E 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。
射频与微波技术期末总结
射频与微波技术期末总结一、引言射频与微波技术是电子工程的一个重要分支，它涉及到无线通信、雷达、卫星通信等许多领域。
在过去的几十年里，射频与微波技术经历了巨大的发展和创新，为我们的现代化生活和通信提供了巨大的便利。
本次期末总结将对射频与微波技术的相关知识做一个系统的回顾和总结。
二、射频与微波技术的概述1. 射频与微波技术的起源和发展射频与微波技术起源于20世纪初期，最初应用于无线电通信领域。
后来随着雷达和卫星通信技术的发展，射频与微波技术逐渐成为独立的学科领域，并广泛应用于各个领域。
2. 射频与微波技术的基本概念射频与微波技术是指在射频和微波频段工作的电子设备和系统的设计、分析和应用。
射频频段通常定义为3-3000 MHz，微波频段通常定义为1-300 GHz。
射频和微波波段有很多特殊的性质，例如衰减、穿透能力以及大气吸收等。
三、射频与微波技术的电路设计1. LNA设计低噪声放大器（LNA）是射频电路中非常重要的组成部分。
它的作用是放大输入信号并尽量减小噪声。
在LNA设计中，需要考虑噪声系数、增益和稳定性等因素。
2. 射频开关设计射频开关的设计是为了实现信号的路由和选择。
它对射频系统的性能和功能有着重要的影响。
在射频开关的设计中，需要考虑传输损耗、隔离度和插入损耗等。
3. 射频功率放大器设计射频功率放大器（PA）是将低功率信号放大到高功率的关键部分。
它在无线通信系统中起到提高信号传输距离和质量的作用。
在射频功率放大器的设计中，需要考虑效率、线性度和带宽等因素。
四、射频与微波技术的无线通信应用1. 无线电通信射频与微波技术在无线电通信中有着广泛的应用。
它可以用于手机、无线局域网和卫星通信等。
2. 雷达技术雷达是利用射频与微波技术实现目标探测、跟踪和测距的一种技术。
它在军事和民用领域都有广泛的应用。
3. 卫星通信卫星通信是通过射频与微波技术实现地球上不同地区之间的通信。
它在电视广播、互联网和军事通信等方面有着重要的应用。
射频与微波技术知识点总结
电压驻波比有时也称为电压驻波系数, 简称驻波系数, 其倒数称为行波系数, 用 K 表示。
当|Γl|=0 即传输线上无反射时, 驻波比ρ=1; 而当|Γl|=1,即传输线上全反射时, 驻波比ρ→∞, 因此驻波比ρ的取
值范围为 1≤ρ＜∞。可见，驻波比和反射系数一样可用来描述传输线的工作状态。
行波状态就是无反射的传输状态, 此时反射系数Γl=0, 而负载阻抗等于传输线的特性阻抗, 即 Zl=Z0, 也可称此时
上接匹配负载即可测得散射矩阵的各个参量。 对于互易网络: S12=S21 对于对称网络: S11=S22 对于无耗网络: [S]+[S]=[E]
b1 b2
S11 S21
S12 a1
S22
a2
[b] [S][a]
其中，[S]+是[S]的转置共轭矩阵，[E]为单位矩阵。
另外，工程上经常用的回波损耗和插入损耗与[S]参数的关系可表达为
［U］为电压矩阵, ［I］为电流矩阵, 而［Z］是阻抗矩阵, 其中 Z11、 Z22 分别是端口“1”和“2”的自阻抗; Z12、
Z21 分别是端口“1”和“2”的互阻抗。
U1
U
2
Z11 Z 21
Z12 I1
Z
22
I
2
［Z］矩阵中的各个阻抗参数必须使用开路法测量, 故也称为开路阻抗参数, 而且由于参考面选择不同, 相应的阻抗
阻抗
对于均匀无耗传输线, R=G=0, 传输线的特性阻抗为
Z0
L C
此时, 特性阻抗 Z0 为实数, 且与频率无关。
常用的平行双导线传输线的特性阻抗有 250Ω, 400Ω和 600Ω三种。
常用的同轴线的特性阻抗有 50 Ω 和 75Ω两种。
射频与微波基础知识
¾ 回波损耗(Return Loss) ：传输线上任一点入射功率和反射功率之比
RL( dB
)
= 10 lg⎜⎜⎝⎛
Pi Po
⎟⎟⎠⎞
=
10
lg
⎜⎛ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ⎜
⎝
1 Γ2
⎟⎞ ⎟ ⎠
=
−20 lg
Γ
第二章
Z. Q. LI
16
传输线阻抗变换
¾ 基本原理－传输线对阻抗的改变
第二章
Z. Q. LI
17
传输线阻抗变换
= − d V(x) dx
) = − d I( x ) dx
⎧ ⎪⎪ ⎨ ⎪ ⎪⎩
jωLI( x ) jωCV ( x
= +
− V ( x + Δx ) −V ( x ) Δx
Δx ) = − I( x + Δx ) − Δx
I(
x
)
⎧ ⎪⎪ ⎨ ⎪ ⎪⎩
d2 dx2 d2 dx2
V (x) + I(x) +
传输线无损耗 γ = α + jβ = jβ
(( )) (( )) Z(d) =
Zin (− d ) =
Z0
1 + ΓLe−2γd 1 − ΓLe−2γd
= Z0
1 + ΓLe−2 jβd 1 − ΓLe−2 jβd
=
Z0
(Z L (Z0
+ +
jZ 0 jZ L
tan tan
βd βd
) )
¾ (电压)驻波比
I ( x)
R1
L1
I (x + Δx)
V (x) R2
x
(精编)射频微波知识点
一，射频/ 微波技术及其基础1，射频/ 微波技术的基础什么是微波技术讨论微波的产生，放大，传输，辐射，接收和测量的科学；射频/ 微波技术是讨论射频/ 微波信号的产生，调制，混频，驱动放大，功率放大，发射，空间传输，接收，低噪声放大，中频放大，解调，检测，滤波，衰减，移相，开关等各个电路及器件模块的设计和生产的技术，利用不同的电路和器件可以组合成相应的射频/ 微波设备；微波技术主要是指通信设备和系统的讨论，设计，生产和应用；微波技术的基本理论是以麦克斯韦方程为核心的场与波的理论2，射频/ 微波的基本特性频率高，穿透性，量子性，分析方法的特殊性射频频段为30 ～300MHz，微波频段为300MHz～3000GHz，相对应波长为1m ～，照耀于介质物体时能深化到该物质的内部；依据量子理论，电磁辐射能量不是连续的，而是由一个个的“光量子”组成，单个量子的能量与其频率的关系为 e = h ·f式中,h = 4 电子伏·秒(eV · S) 成为普朗克常数×10-153，射频/ 微波技术在工程里的应用无线通信的工作方式1，单向通信方式通信双方中的一方只能接收信号，另一方只能发送信号，不能互逆，收信方不能对发信方直接进行信息反馈A Bf1 f1发射机接收机2，双向单工通信方式通信双方只能交替地进行发信和收信，收发不能同时进行；A B送话器送话器f1 f1T T按-讲开关按-讲开关R Rf1 f13，双向半双工通信方式受话器受话器通信双方中的一方使用双频双工方式，可同时收发；另一方就使用双频单工方式，发信时要按下“送话”开关； A B送话器送话器f1 f2T T按-讲开关双工器R Rf2 f1受话器受话器4，双向全双工通信方式通信双方可以通信进行发信和收信，这时收信与发信一般采纳不同的工作频率，通过双工器来完成收信和发信的隔离；A B送话器送话器f1 f2T T双工器双工器R Rf2 f1受话器受话器二，电磁波频谱1，电磁波频谱及频段划分频段ELF（极低频）VF（音频）VLF（甚低频）LF（低频）MF（中频）HF（高频）VHF（甚高频）UHF （特高频）S HF （超高频）EHF（极高频）亚毫米波光波频率30 ~ 300Hz300 ~ 3000Hz3 ~ 30KHz30 ~ 300KHz300 ~ 3000KHz3 ~ 30MHz30 ~ 300MHz300 ~ 3000MHz3 ~ 30GHz30 ~300GHz300 ~ 3000GHz波长10000 ~ 1000Km1000 ~ 100Km100 ~ 10Km10 ~ 1Km1 ~100 ~ 10m10 ~ 1m100 ~ 10cm10 ~ 1cm1 ~1 ~100 ~ 1000THz 300 ~ 3000 nm2，射频/ 微波系统工程的无线电频段划分及代号波段代号频率范畴（GHz）波长范畴（cm）P 0.23 ~ 1 130 ~ 30L 1 ~ 2 30 ~ 15S 2 ~ 4 15 ~C 4 ~ 8 7.5 ~X 8 ~ 3.75 ~Ku 12.5 ~ 18 2.5 ~K 18 ~ 27 1.67 ~Ka 27 ~ 40 1.11 ~U40 ~ 60 0.75 ~V 60 ~ 80 0.5 ~W 80 ~ 100 0.375 ~3，移动通信频段体制安排频段（MHz）实际频段（MHz）运营商频道间隔上行下行上行下行上行上行下行上行下行上行下行上行下行AB825 ~ 835870 ~ 880890 ~ 9151710 ~ 1755825 ~ 835870 ~ 880890 ~ 9091710 ~ 17201805 ~ 18151745 ~ 17551840 ~ 18501940 ~ 19552130 ~ 2145825 ~ 835870 ~ 8802021 ~ 2025中国电信CDMA-IS95GSM900 上行DCS1800 上行中国移动中国移动200KHz下行1805 ~ 1850中国联通WCDMA 上行下行CDMA2000 上行下行TD-SCDMAAB W-LAN 1920 ~ 19802110 ~ 2170825 ~ 835870 ~ 8802021 ~ 20251880 ~ 1920中国联通5MHz中国电信中国移动2.4 ~CDM A系统的各信道频率频道序号3778119160201242283上行频率下行频率备注GSM900系统的频道配置GSM-900系统采纳等间隔方式，频道间隔为200KHz，同一信道的收发频率间隔为频道序号和频道标称中心频率的关系为45MHz,F 上行（n）= 890.2 + （n-1 ）×MHzF 下行（n）= F 式中：频道序号上行（n）+ 45n = 1 ～124MHz在我国的GSM900网络中，1～94 号载频安排给中国移动使用，国联通使用，95 号载频作为爱护隔离，不用于业务；DCS1800系统的频道配置96～124 号载频安排给中DCS1800系统采纳等间隔方式，频道间隔为频道序号和频道标称中心频率的关系为200KHz，同一行到的收发频率间隔为95MHz，F 上行（n）= 1710.2 + （n-512 ）×MHzF 下行（n）= F 式中：频道序号上行（n）+ 45 MHz n = 512 ～885在我国的DCS1800网络中，512～561 号载频安排给中国移动使用，配给中国联通使用；686～736 号载频分WCDM的A 频道配置WCDM的A 工作频道为20MH z，可在60MHz内任意挑选，信道带宽为TD-SCDMA的频率配置工作频率1800～1920 MHz（上/ 下行共用）2021～2025 MHz（上/ 下行共用）2300～2400 MHz（上/ 下行共用）*1850 ～1910 MHz（上/ 下行共用）1930 ～1990 MHz（上/ 下行共用）*1910 ～1930 MHz（上/ 下行共用）5MH z；注：1，* 用在ITU 定义的区域2，此频段安排属讨论频段2，其他频段有相关主管部门确定中国移动TD-SCDMA网的频率范畴及信道2021～2025MH z；信道带宽：z；信道间隔：载频有效工作带宽运算：（N-1 ）× + + (M-1)式中：N 为频点数，M为组数×5MHz三，射频/ 微波工程中的重要参数1，频率，阻抗和功率的表征频率1，频率的定义频率是单位时间内重复的次数；频率和周期在数学上互为倒数，即2，有关信号频率的基本电路f=1/T在射频/ 微波电路里，直接与信号频率相关的电路及仪器有信号发生器，频率变换器，频率挑选器；功率1，功率的定义描述射频/ 微波信号的能量大小，单位是瓦特，用符号Ｗ表示；2，有关射频/ 微波信号功率的基本电路在射频/ 微波电路里，直接与信号功率相关的电路及仪器有衰减器，功率安排器，定向耦合器，放大器阻抗1，阻抗的定义/ 合路在特定频率下，描述射频/ 微波电路对微波信号能量传输的影响的一个重要参数；2，有关射频/ 微波阻抗的基本电路阻抗变换器，阻抗匹配器，阻抗标准器四，射频/ 微波工程测量技术1，测量的重要性测量是人类熟悉和改造世界的一种重要的手段；需要进行定性，定量的分析，这时就要进行测量；在人们对客观事物的熟悉过程中，常常测量是通过试验方法对客观事物取得定量数据的过程，通过大量的测量，人们可以逐步精确地熟悉各种客观事物，建立起各种定理和定律；所以，杰出的科学家门捷列夫说：“没有测量，就没有科学”；电子信息科学是现代科学技术的象征，它的三大支柱是：信息猎取（测量技术），信息传输（通信技术），信息处理（运算机技术），三者中信息的猎取是首要的，而电子测量是猎取信息的重要手段；微量技术包括哪些方面？微波信号特性的测量和微波网络特性的测量2，微波频率的测量直接影响信号的频率稳固度的因素为如下五方面； 1. 频率源的参数变化2. 外界干扰的影响3. 频率源噪声的影响（1）附加噪声（2）干扰噪声（3）调频闪变噪声4. 信号的杂散（或寄生信号）引起频率不稳固性5. 沟通干扰（或称哼扰调制）射频/ 微波工程对频率特性的要求1，时域特性频率误差：指直放站在工作频带内输入频率与输入频率的偏差调制精确度：可用相位误差来衡量，线之差；2，频域特性直放站相位误差是指直放站输出相位轨迹与其回来移动通信系统里通信信号的频域特性是对通信设备的重要指标，较多，最主要的是用噪声，频谱等特性来表示；频差倍增技术该指标要求的表征形式该技术是将频差通过倍增器，扩大后再进行测量，也可称为“频率倍增技术”fx = fs ±Δf倍增器（×M） f M = fs ±M Δffs被测频率（ f x ），标称频率（ f s），频率偏差（Δf ）有如下关系f f fx s频差倍增有三种方式：直接倍增，一级倍增，多级倍增3，微波功率的测量基本概念：测量微波功率的最常用方法是“热”的方法，即把微的方法进行测量；常用的测热式功率测量仪器有量热式功率计，式功率计等；对数单位波能量转换成热能，然后用测热热偶式功率计和测辐射热器1，肯定功率电平（dBm）以基准量P0 = 1mW 作为零功率电平（定义为：0dBm），就任意功率（被测功率）Px 的功率电平P X P0P X ( mW ) 1mWPmW ( dBm ) 10lg 10lg2， 相对功率（ dB ） 相对功率即两个功率之比的对数 如 P1 = 10 × P2，就有 P 1P 2lg : P 1P 2 10 P 2 P 2lg lg 1这个无量纲的数为 写为 dB （ deci Bel 1，称为 1 贝尔（ Bel ）；在实际应用时，贝尔太大，通常采纳分贝， ）， 1 贝尔等于 10d B ；3， 功率的定义及其信号源反射系数的影响信号源的资用功率； 信号源传输到无反射负载上的功率（也称为发生器功率） ；信号源入射到任意负载上的功率以及信号源传输到任意负载上的净功率等b 1 Γ G a 1Γ L信号源 负载b Ga1 为信号源入射到负载的入射电压波波幅；b1 为负载反射的反射电压波波幅； bG 为信号源传输到无反射负载的电压波波幅； Γ G 为信号源的反射系数；Γ L 为负载的反射系数； 当负载的反射系数与信号源的反射系数成复数共轭是，其反射系数满意 条件；此时信号源传输到负载上的功率最大；4，微波阻抗的测量分布参数阻抗的基本概念传输线上的电压和电流Γ L = ΓG* 的 1Z 0 z z z z )I ( Ae Be V Ae Be 式中： V 为电压复数； 为电流复数；I A ， B 为由终端负载特性打算的复常数；Z0 为传输线的特性阻抗，该参数仅与传输线的结构，尺寸和频率有关；γ = α + j β为是传输线的另一个参数，其中传输线上的阻抗关系 α 是衰减常数， j β 是相位常数； 在分布参数电路中，线上任一点的复数阻抗定义为该点的复数电压与复数电流之比； ， 线上任一点 P 的阻抗 Zp ， Ae llV I Be Be Z P Z 0 l lAe 式中： l 为由 P 点至终端负载的距离 BA BA在终端负载处， l = 0 ，可求得终端负载阻抗 ZL 为 1A AB B Z Z Z L 0 01可得：得到线上任一点 P 的阻抗 Z 0 th ( Z L th ( ZP 与终端负载阻抗 ZL 的关系式l )Z L Z Z P 0 Z 0 α l )α Z jZ 0 tg ( jZ L tg ( l )l )LZ Z 对于无耗传输线， + j β ，就 P 0 Z 0 可以看出，因此分布参数阻抗在沿线的不同位置各不相同，是沿线位置的函数电压反射系数与回波损耗电压反射系数： 线上任一点的电压反射系数定义为该点反射波电压与该点入射波电压之比值，反射系数 Γ = | Γ |e j φ ，是一个由模 Γ | 和相角 φ 组成的复数量；依据定义， l| 线上任一点 P 的反射系数 Γ p ，用数学式表示为： V Be Ae B A 2 lr ePl V i 式中： l 为由 P 点至终端负载的距离； B Aj e 在终端负载处， 对于无耗线有： 2 ，负载的反射系数为 Ll = 0 L L l j ( 2 l )或 L , ,( 2 l ) L e e P L P L L P L 说明，沿无耗线移动参考面位置时，反射系数模不变，都等于终端负载的反射系数模| Γ L| ，而沿线反射系数的相角就随 l 成线性关系变化；驻波比：电压驻波比的定义是电压最大值 |V| max 与电压最小值 |V| min 之比值（英文 缩写为 VSW ）R ，简称驻波比；一般用符号 K:1 表示，用数学式表示为：V V maxK min驻波比是无量纲的标量， 第一个电压最小点处的距离 为了表征电压驻波的相位， 通常取从测试参考面往源端移动到 l min 作为驻波相位的标志；取很多电压最小点中的第一个电压 最小点，实际是规定了驻波相位的单值变化范畴为 波长任意整数倍的其它最小点位置代替；驻波比与反射系数的关系：≤ l min ≤ λ /2 ；必要时也可以取半 0 K K 11V V 1 1 L max K LL min 式中： K 为驻波比； | Γ L| 为反射系数摸；二端口网络的 S 参数b 1 S 11a 1 S 12a 2a1 a2线性二端口网络 b1 b2b 2 S 21a 1 S 22 a 21 2 连接无反射负载时，从端口 21 看入网络的反射系数 b 1a 1b 2a 1b 1a 2b 2a 2 当端口 S a 011 2 当端口 2 连接无反射负载时，从端口 1 到端口 2 的传输系数 S a 021 2 当端口 1 连接无反射负载时，从端口 2 到端口 1 的传输系数 S a 012 1 当端口 1 连接无反射负载时，从端口 2 看入网络的反射系数 S a 022 1六，射频微波的测量仪器1，微波信号发生器信号发生器是产生不同频率，不同波形和不同幅度的电压和电流信号，并加载到被测器件或设备上，然后用其他的测量仪器测量其输出响应；信号发生器的主要应用有作为鼓励源：作为某些点在设备如移动通信设备的鼓励信号源，工程里可作为信源作为校准源：产生一些标准信号，用于对一般的信号源进行校准频谱特性的测量，需要有低噪声信号发生器作为标砖信号特别是在移动通信射频，特别是微波信号的信号仿真：在电子设备测量中，进行仿真；微波信号发生器的主要特性有？频率特性场需要产生模拟实际环境特性的信号，可对于干扰信号频率范畴：微波信号发生器的各项技术指标都得到保证时的输出频率范畴频率精确度和辨论率：微波信号发生器的频率精确度指标称输出信号频率相对于标准频率的相对偏差程度；微波信号的频率精确度取决于读数精度和校准精度；读数精度打算于频率刻度盘或其他读数装置上所能分片的最小增量，即辨论率；频率稳固度：由于微波源的内部随机噪声和电气，机械以及环境的不稳固因素引起的震荡频率的相对起伏，其表征量分为频域和时域；时域方面通常用频率漂移特性来衡量微波信号发生器由于环境温度，湿度的变化，电子器件以及其他的老化等因素引起的频率漂移；频域方面用相位噪声谱密度来表征频谱纯度；功率特性：输出电平，幅度稳固性，幅度匀称性，输出驻波比，高频泄露调制特性：调制种类，调制信号特性，调制指数，调制失真，几声调制等；调制种类：正弦调幅，脉冲调幅，调频和调相等方式调制信号特性：正弦调幅脉冲调制，调频2，频率合成信号发生器什么是频率合成？频率合成就是对一个参考频率进行频率的加和减（混频），乘（倍频），除（分频），以得到所需要的一系列信号频率，而且全部的输出频率都与参考频率相关，的频率精确度和长期频率稳固度；实现频率合成的方法具有完全一样直接合成：基准信号通过脉冲形成电路产生谐波丰富的窄脉冲，进过混频，分频，倍频，滤波进行频率的变换和组合，产生大量的离散频率，最终通过滤波器取出所需频率；方法包括多晶体频率合成法，单晶体谐波选频法和十进制多晶体直接合成法；间接合成：间接合成是通过锁相环来完成频率的加，减，乘，除，故也称为锁相合成法锁相环路基最基本组成框图Vi(t) Vd(t) Vo(t)鉴相器环路滤波器压控振荡器f i f o锁相环的基本形式混频式锁相环：利用锁相环对输入信号频率进行加，减运算，也称为加减环；fi1 fo=fi1-fi2PD LPF VCOM （+）BPF(a) fi2fi1 fo=fi1+fi2PD LPF VCOM （-）BPF（b ）fi2倍频式锁相环：利用锁相环对输入信号频率进行乘法运算；常有脉冲掌握和数字环两种基本形式fi fo=Nfi脉冲形成PD LPF VCO脉冲掌握环组成框图fo=NfifiPD LPF VCOfi/N÷N数字环原理图分频式锁相环：利用锁相环对输入信号进行除法运算；fi fo=fi/N fi fo=fi/N PD LPF VCO PD LPF VCONfo脉冲形成×N（a）（b）锁相环的基本理论锁相环路的锁定过程锁相环开头工作时，压控振荡器（荡频率），总是不等于输入信号频率VC O）的固有输出信号频率f i （通常是参考频标频率）f 0（即开环时VCO自由振，即存在固有的频差：Δ f =f 0 - f i ，就两个信号之间的相位差将随时间变化，经相位比较器，鉴出与之相应的误差电压Vd（t ），然后，通过环路滤波器加到VCO上；VCO受误差电压掌握，使压控振荡器的频率向着输入信号的频率靠拢，也就是使差拍频率越来越低，直至排除频差而锁定；环路从失锁状态进入锁定状态的上述过程，态时具有两个基本特性，一个特性是输入信号和称为锁相环的捕获过程；锁相环处于锁定状VCO输出信号之间只存在一个稳态相位差，而不存在频率差；另一个特性是VCO的输出频率稳固在输入频率（参考频标频率）上，锁相合成法就是利用这一特性来稳固频率；锁相环的跟踪特性和同步带宽当环路锁定时，VCO的输出频率（也称环路输出频率）f 0 等于环路输入频率这就是环路的跟踪特性，f i ，也就所以环路是说，环路输出频率可以精确地跟踪上输入频率的变化，的锁定状态又称跟踪状态或同步状态；当输入频率变化超过肯定范畴（即固有频差超过肯定值），输出频率不再能跟踪输入频率的变化，这时环路将“失锁”；在环路保持锁定的条件下，合成器中，输入频率是基准频率把输入频率所答应的最大变化范畴定义为同步带宽；在锁相f r ，相对于输出频率 f 0，可认为基准频率 f r 不变，那么，VCO频率f 0 答应变化的最大范畴；同步带宽可懂得为在环路保持锁定的条件下，锁相环路的捕获与捕获带宽锁相环从失锁状态进入锁定状态是有条件的，当锁相环处于失锁状态，如调谐VCO的输出频率f 0，使它逐步向基准频率 f r 靠近，即减小固有频差△ f 0＝f 0－f r ，只有当固有频差减小到肯定值，环路才能从失锁状态进入锁定状态；能够自行进入锁定状态的最大答应的固有频差；为此，“捕获带宽”可定义为环路最终锁相环的捕获过程是环路从失锁状态进入锁定状态的过程；只要固有频差△ f 0 小于环路的捕获带宽，那么，通过捕获，环路总能进入锁定，当然，捕获过程是需要肯定时间；通常，锁相环的捕获过程可分为两个阶段：第一阶段是频率牵引阶段，另一阶段是快捕；fo(t) 锁定fiΔfoΔfofofot 0频率牵引阶段快捕t锁相环路的基本特性：锁定特性，载波跟踪特性，调制跟踪特性，低门限特性；单环锁相频率合成器：fo=Nfr数字式PD÷R LPF VCOf 0Nf r参考频率源可变分频÷N信道挑选变模前置分频锁相环频率合成器：NT ＝（P＋1）N2＋（N1－N2）P＝PN1＋N2假如，P＝10，就总分频比为NT ＝10N1 ＋N2频率合成器集成电路晶振参考分频frfo =（PN1 + N2）f rPD LPF VCO÷N1模式掌握双模分频器÷P/(P+1)÷N2小数分频锁相频率合成器整数分频锁相环，为了提高频率辨论力，就必需减小fr ，其结果使转换时间过大，这这样就能在不转变参考频率的 是一对冲突； 为明白决这一冲突， 可采纳小数分频锁相环路， 条件下提高频率辨论了； 为了能提高辨论率， 又不降低参考频率， 在小数分频锁相频率合成 电路中，设计可编程分频器供应小数的分频比，每次转变某频率位小数实现输出频率切换， 这样就可以再不降低参考频率的情形下提高输出频率辨论率；小数分频比有如下关系式：A( P Q) ( A 1)QmP3，DDS 合成信号发生器工作原理可编程 DDS 系统的核心是相位累加器，它由一个加法器和一个 一般为 24～ 32；每来一个外部参考时钟脉冲，相位寄存器便以步长 N 位相位寄存器组成， N M 递加；相位寄存器的输出与相位掌握字相加后可输入到正弦查询表地址上； 正弦查询表包含一个正弦波周期的数字幅度信息，每一个地址对应正弦波中 0°～ 360°范畴的一个相位点；查询表把输入地址的相位信息映射成正弦波幅度信号，然后驱动 DAC 以输出模式量；相位寄存器每过 2N/M 个外部参考时钟后返回到初始状态一次，相位的正弦查询表每消费一个循环也回到初始位置，从而使整个DDS 系统输出一个正弦波；输出的正弦波周期To=Tc2N/M ，频率 fout=Mfc/2N ， Tc ， fc 分别为外部参考时钟的周期和频率； DDS 在理论上输出的最大频率 DDS 的特点 f max = f r / 2 ，实际工作中： f 0 max = f r / 4DDS是以标准参考源作为基准，对所要求频率进行相位取样，合成的频率与单位周期内 相位取样量多少有关； DDS 是一个开环系统，无任何反馈环节，它的频率转换时间由低通滤波器附加的时延来打算，因此 DDS 的调谐时间短，一般只有 nS 级，最大不超过 2μ S ； DDS的频率辨论率很高， 正是由于 DDS 是一个开环系统，无任何反馈环节， 因此， 当一个转换频 率的指令加在 DDS 的数据输入时， 它会快速合成所要求的频率信号 DDS 可在极宽的频率范畴之内（一般超出一个倍频程）输出幅度平整的信号；并且输出频响可以猜测； 有部件都属于数字信号处理部件，易于集成，功耗低，体积小，重量轻；4，频谱分析仪频谱分析仪的主要用途 1. 测量正弦信号的频谱纯度 2. 测量调制信号的频谱 3. 测量非正弦波的频谱 4. 测量通信系统的发射机质量 5. 测量鼓励源响应 6. 测量放大器的性能 7. 噪声频谱测量及分析 8. 电磁干扰的测量 ； 频谱分析仪的分类 1，数字式频谱仪数字滤波式频谱仪 快速傅里叶变换式频谱仪 2，模拟式频谱仪实时：并行滤波频谱仪DDS 中几乎所非实时：并行滤波频谱仪，可调频频谱仪，扫频外差频谱仪频谱仪主要设置参数1，频率显示范畴：可以用开头频率和终止频率来设置，或用中心频率和频率跨度设置，电平显示范畴：用最大显示电平（参考电平）及两成跨度来设置23，频率辨论率：频率辨论率带宽（RB W），通过中品滤波器来设置（对于外差原理工作的频谱仪）；频率辨论率是打算分析带宽的指标；，扫描时间：记录整个频谱所需的时间；小德辨论率带宽相应的需要长的扫描时间外差式频谱分析仪的结构（1）射频输入部分（射频前端）（2）中频信号处理部分（中频滤波和放大）（2）中频信号处理部分（中频滤波和放大）（3）视频信号处理（3）视频信号处理（4）检波器（5）踪迹处理使用频谱仪时设置参数及其相关性41，扫描时间，频率跨度和VBW/RBW由于使用了模拟或数字滤波器，所以扫描速度会受到中频和视频滤波器的瞬态响应时间所限；如VBW＞RB W，就视频滤波器的瞬态时间没有影响；在这种情形下，需要的瞬态响应时间与RBW的平方成反比，其关系式为：f Tsweep k 2BIF式中：Tsweep 为是给定频跨与辨论率带宽下所需的最小扫描时间，单位为s；BIF 为辨论率带宽，单位为Hz；Hz；Δ f 为显示频宽，单位为k 为比例系数在现代频谱仪中， VBW 可与 RBW 连动；通常可按下面的进行挑选 RBW/VB ：W测量正弦信号时， 测量脉冲信号时， 测量噪声信号时， 2，参考电平与射频衰减RBW/VBW = 0.3 或 1；RBW/VBW = ； RBW/VBW = 10； 为了使对数放大器，包络检波器和A/D 转换器达到全部动态，必需正确地在最终使用中频放大器； 调整增益以使对数放大器， 包络检波器或 A/D 转换器满负荷； 虽然中频 增益也依靠于衰减器， 通过转变参考电平可间接设置中频增益；如参考电平不变， 增加衰减器将会同时增加中频增益； 假如显示的信号电平超过参考电平将会引起过载， 过增加参考电平来减小中频增益； 在现代频谱仪中，射频衰减器与参考电平连动，连动准就使输入信号的电平对应于参考电平， 从而最大的混频器电平在满负载下的混频器电平是参考电平与射频衰减器之 差，其详细关系如下：可通L mix L in ,max a RF L Re f a RFdBm ； dBm ；式中： Lmix 为满负载下第一混频器的输入电平，单位 为满负载时对应的输入电平，单位 Lin,max LRef为参考电平，单位 dBm ； a3，过载当使用频谱仪时，应尽量防止由于输入信号过大产生过载；过载会发生在信号通路 RF 为射频衰减器的设置，单位为dB ；中几个点上；因此，必需正确设置射频衰减器和参考电平（中频增益） 仪的关键单元及其相关的使用准就进行分析；频谱仪的第一混频器单元 通过辨论率滤波器进行中频信号处理 对频谱仪的过载爱护频谱分析仪的主要技术特性；为此，对频谱1，挑选性：挑选性说明挑选信号频谱的才能，指能吧靠得最近的相邻两个重量（两条相邻谱线）辨论出来的才能；通常，用频谱辨论率来表示挑选性的优劣； 辨论率的高低主要取决于窄带中频滤波器的带宽谱仪的辨论率主要取决于中频窄带滤波器频率特性的越小，就辨论率越高；-3dB 点和 -60dB 点描述，带宽辨论带宽 RB W （ -3dB 带宽） -60dB 带宽： 外形因子 FF2，灵敏度：灵敏度是表示接收柔弱信号的才能；频谱仪灵敏度的定义为在特定的辨论带宽下，或归一化到 1Hz 带宽时的本底噪声，常以dBm 为单位；灵敏度常常也用最 DANL ；小可测的信号幅度表示，其数值上等于显示平均噪声电平3，动态范畴：频谱分析仪的动态范畴指标是表征频谱仪同时测量大小信号的才能，用最大信号与最小信号之比的dB 值表示；影响频谱仪的动态范畴的因素：混频器的内部失真（限制了最大信号电平）内部噪声电平（限制了最小信号电平） 为了最好的信噪比，期望混频器的工作电平尽可能高； 期望产生的内部失真最小，就要求混频器工作电平尽可能低；本振相位噪声（限制了测量近端柔弱信号的才能）。
射频与微波技术
射频与微波技术：让我们的世界更连通近年来，的发展和应用越来越受到关注。
从无线通讯到医疗设备，从航空航天到军事领域，这项技术已经渗透到了我们生活的各个方面。
那么，什么是射频和微波技术呢？它有哪些优点和应用呢？本文将探讨这些问题，为大家揭秘的奥秘。
一、的基本概念简单来说，射频就是指频率在几个千赫兹至几个千兆赫兹之间的无线电波。
而微波则是频率在1千兆赫兹至300千兆赫兹之间的电磁波。
与低频和中频相比，射频和微波的频率高，波长短，传输速度快，能量密度大，能够穿透障碍物并传输较远的距离。
这些特点使得射频和微波技术成为了一种重要的通信手段。
二、的优点1.高速传输：射频和微波技术的传输速度非常快，比起传统的有线传输方式，能够提高数据传输的效率。
2.节省空间：相对于有线传输方式而言，射频和微波技术的设备和器件体积小巧，节省了空间，适用于各种紧凑的应用场景。
3.维护成本低：无需担心线缆老化和损坏问题，也无需担心设备移动或更改位置带来的麻烦。
这样，射频和微波技术能够降低系统部署和维护的成本。
4.无干扰：射频和微波技术的传输方式可以减少噪音和干扰的影响，避免信息的损失和干扰。
三、的应用1.通讯领域：射频和微波技术在通讯领域的应用非常广泛，如手机、对讲机、卫星通讯等。
除此之外，无线电台、微波通道、通讯系统的天线等也都使用了这项技术。
2.医疗设备：射频和微波技术在医疗设备领域也有着广泛的应用，如磁共振成像、医疗诊断、治疗设备等。
3.航空航天：射频和微波技术在航空航天领域也有着广泛的应用，如雷达、导航设备等。
4.军事领域：射频和微波技术在军事领域的应用非常广泛，如合成孔径雷达、电子对抗等。
四、未来展望随着科技的不断发展，也将得到进一步的发展和应用。
例如，5G通讯技术的使用已经慢慢普及，机器人、智能家居等智能设备的开发也需要大量依赖射频和微波技术，这将为的发展提供更广阔的应用空间。
总之，的不断发展和应用，不仅让我们的生活更加便捷、舒适，而且也为人类社会的进步和发展作出了巨大的贡献。
射频微波基础知识
射频微波基础知识射频简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。
每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。
有线电视系统就是采用射频传输方式的。
在电子学理论中，电流流过导体，导体周围会形成磁场；交变电流通过导体，导体周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。
在电磁波频率低于100khz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频率高于100khz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力，我们把具有远距离传输能力的高频电磁波成为射频，英文缩写：RF一、射频和微波技术基础知识1、什么是射频?射频(RF)是指无线通信系统中使用的电磁频率范围。
它涵盖了广泛的频率范围，通常从3kHz(千赫)到300GHz(千兆赫)。
射频信号的特点是能够长距离传播并穿过障碍物，这使其成为各种通信应用的理想选择。
2、微波频率微波是射频频率的一个子集，频率范围为300MHz(兆赫)到300GHz。
虽然微波仍然是像射频一样的电磁波，但它们具有更短的波长，这在特定应用中提供了某些优势，例如高数据传输速率和精确成像能力。
二、射频和微波技术的应用1、无线通信射频和微波技术最突出的应用之一是在无线通信系统中。
从简单的无线电传输到复杂的蜂窝网络，射频技术使移动设备上的语音通话、短信、互联网浏览和视频流成为可能。
此外，Wi-Fi网络、蓝牙连接和其他无线协议依赖RF信号进行无缝数据交换。
2、卫星通信卫星通信严重依赖微波频率。
地球静止轨道或近地轨道卫星利用微波远距离传输电视信号、互联网数据和电话，确保在传统通信基础设施有限，或无法使用的偏远地区实现全球连接。
3、雷达系统微波雷达系统对各种应用至关重要，包括空中交通管制、天气监测和军事防御。
雷达使用微波脉冲来探测物体的存在、距离和速度，从而进行精确的跟踪和分析。
4、医疗应用射频和微波技术在医学领域有着重要的应用，例如磁共振成像(MRI)和微波消融。
射频与微波知识点总结
射频与微波知识点总结一、引言射频（Radio Frequency, RF）与微波（Microwave）技术在现代通信、雷达、无线电频谱、天线设计等领域发挥着重要作用。
射频与微波技术涉及到电磁波的传播、调制解调、射频功率放大、频率变换、天线设计等方面的知识。
本文将从射频与微波的基本原理、传输线理论、射频放大器、射频调制解调、天线设计等方面进行知识点总结。
二、射频与微波的基本原理1. 电磁波的基本概念电磁波是一种由电场和磁场相互作用而产生的波动现象。
根据波长的不同，电磁波可以分为射频、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同频段的电磁波。
射频与微波技术主要涉及射频和微波频段的电磁波。
2. 电磁波的特性电磁波具有波长、频率、速度、传播特性等基本特性。
其中，波长和频率之间的关系由光速公式c=λf（c为光速，λ为波长，f为频率）决定。
在射频与微波领域，常用的频率单位有千兆赫兹（GHz）、兆赫兹（MHz）和千赫兹（kHz）等，波长单位常用的是米（m）。
根据电磁波在介质中传播的特性，常见的介质波速和传播常数也会影响射频微波在介质中的传播特性。
3. 电磁波在空间中的传播电磁波在自由空间中传播的特性是由麦克斯韦方程组决定的，其中包括麦克斯韦方程组的电场和磁场分布规律、电磁波的波动性等。
了解电磁波在不同介质中的传播特性有利于射频与微波技术在不同环境中的应用。
4. 电磁波的天线辐射和接收天线是电磁波的辐射和接收装置，根据天线的结构和工作原理，天线可以分为定向天线和非定向天线。
定向天线主要用于定向传输和接收电磁波；非定向天线主要用于对全向的电磁波进行辐射和接收。
天线的辐射和接收特性与天线的形状和尺寸、频率、方向性等因素有关。
三、传输线理论1. 传输线的基本概念传输线是用于传输电磁波的导线或介质，主要包括同轴电缆、微带线、矩形波导和圆柱波导等。
传输线具有阻抗匹配、功率传输和信号传输等功能。
根据传输线的不同特性和应用场景，可以选择不同类型的传输线。
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射频/微波的特点: 1.频率高 2.波长短 3.大气窗口 4.分子谐振 微波频率：300MHz-3000GHz 波长：0.1mm-1m独特的特点：RF/MW 的波长与自然界物体尺寸相比拟在RF/MW 波段，由于导体的趋肤效应、介质损耗效应、电磁感应等影响，期间区域不再是单纯能量的集中区，而呈现分布特性。
长线概念：通常把RF/MW 导线（传输线）称为长线，传统的电路理论已不适合长线！ RF/MW 系统的组成：传输线：传输RF/MW 信号微波元器件：完成微波信号的产生、放大、变换等和功率的分配、控制及滤波 天线：辐射或接收电磁波微波、天线与电波传播的关系：（简答）微波： 对象：如何导引电磁波在微波传输系统中的有效传输目的：希望电磁波按一定要求沿微波传输系统无辐射的传输； 天线任务：将导行波变换为向空间定向辐射的电磁波，或将在空间传播的电磁波变为微波设备中的导行波 作用：1.有效辐射或接收电磁波；2.把无线电波能量转换为导行波能量 电波传播分析和研究电波在空间的传播方式和特点常用传输线机构：矩形波导 共面波导 同轴线 带状线微带线 槽线分析方法场分析法：麦克斯韦方程满足边界条件的波动解传输线上电磁场表达式分析传输特性等效电路法：传输线方程满足边界条件的电压电流波动方程的解沿线等效电压电流表达式分析传输特性 称为传输线的特性阻抗特性阻抗Z0通常是个复数, 且与工作频率有关。
它由传输线自身分布参数决定而与负载及信源无关, 故称为特性阻抗对于均匀无耗传输线, R=G=0, 传输线的特性阻抗为 此时, 特性阻抗Z0为实数, 且与频率无关。
常用的平行双导线传输线的特性阻抗有250Ω, 400Ω和600Ω三种。
常用的同轴线的特性阻抗有50 Ω 和75Ω两种。
均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗及工作频率有关, 且一般为复数, 故不宜直接测量。
无耗传输线上任意相距λ /2处的阻抗相同, 一般称之为λ /2重复性。
传输线上电压和电流以波的形式传播, 在任一点的电压或电流均由沿-z 方向传播的行波（称为入射波）和沿+z 方向传播的行波（称为反射波）叠加而成。
传播常数γ: α为衰减常数, 单位为dB/m β为相移常数对于均匀无耗传输线来说, 由于β与ω成线性关系, 故导行波的相速与频率无关, 也称为无色散波。
当传输线有损耗时, β不再与ω成线性关系, 使相速υp 与频率ω有关,这就称为色散特性。
定义传输线上任意一点 z 处的反射波电压（或电流）与入射波电压（或电流）之比为电压（或电流）反射系数(越小越好)当Zl=Z0时, Γl=0, 即负载终端无反射, 此时传输线上反射系数处处为零, 一般称之为负载匹配。
而当Zl ≠Z0时, 负载端就会产生一反射波, 向信源方向传播, 若信源阻抗与传输线特性阻抗不相等时, 则它将再次被反射。
定义传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅之比为电压驻波比, 用ρ表示：0LZ C)j /()j (0C G L R Z ωω++=βωωγj )j )(j (+=++≈a C G L R minmaxU U=ρ当|Γl|=0 即传输线上无反射时, 驻波比ρ=1; 而当|Γl|=1,即传输线上全反射时, 驻波比ρ→∞, 因此驻波比ρ的取值范围为1≤ρ＜∞。
可见，驻波比和反射系数一样可用来描述传输线的工作状态。
行波状态就是无反射的传输状态, 此时反射系数Γl=0, 而负载阻抗等于传输线的特性阻抗, 即Zl=Z0, 也可称此时的负载为匹配负载。
对无耗传输线的行波状态有以下结论:① 沿线电压和电流振幅不变, 驻波比ρ=1; ② 电压和电流在任意点上都同相;③ 传输线上各点阻抗均等于传输线特性阻抗。
纯驻波状态就是全反射状态, 也即终端反射系数|Γl|=1。
传输线上各点阻抗为纯电抗, 在电压波节点处Zin=0, 相当于串联谐振, 在电压波腹点处|Zin|→∞, 相当于并联谐振, 在0＜z ＜λ /4内, Zin=jX 相当于一个纯电感, 在λ /4＜z ＜ λ /2内, Zin=－jX 相当于一个纯电容，从终端起每隔 λ/4阻抗性质就变换一次, 这种特性称为λ /4阻抗变换性。
无耗传输线上距离为λ／4的任意两点处阻抗的乘积均等于传输线特性阻抗的平方, 这种特性称之为λ /4阻抗变换性。
传输效率取决于传输线的损耗和终端匹配情况。
插入损耗仅取决于失配情况，故又称为失配损耗。
传输线的三种匹配状态：1) 负载阻抗匹配 2) 源阻抗匹配 3) 共轭阻抗匹配保持同轴线外导体半径b 不变，改变导体半径a 可以使同轴线分别达到耐压最高、传输功率最大、衰减最小三种状态。
当填充介质为空气时：b=2.72a ，即特性阻抗为60Ω时，耐压程度最高； b=1.65a ，即特性阻抗为30Ω时，传输功率最大； b=3.59a ，即特性阻抗为76.7Ω时，衰减最小；在规则波导中波的传播的速度要比在无界空间媒质中传播的速度要快。
群速：它表征了波能量的传播速度kc=0 意味着该导行波既无纵向电场又无纵向磁场, 只有横向电场和磁场, 故称为横电磁波，简称TEM 波。
任意频率均能在此类传输线上传输。
将Ez ≠0而Hz=0的波称为磁场纯横向波, 简称TM 波, 由于只有纵向电场故又称为E 波。
将Ez=0而Hz ≠0 的波称为电场纯横向波, 简称TE 波, 此时只有纵向磁场，故又称为H 波。
无论是TM 波还是TE 波,其相速vp= 均比无界媒质空间中的速度要快, 故称之为快波。
式中, 为矩形波导TE 波的截止波数, 显然它与波导尺寸、传输波型有关。
m 和n 分别代表TE 波沿x 方向和y 方向分布的半波个数, 一组m 、n, 对应一种TE 波, 称作TEmn 模; 但m 和n 不能同时为零, 否则场分量全部为零。
因此， 矩形波导能够存在TEm0模和TE0n 模及TEmn(m,n ≠0)模; 其中TE10模是最低次模, 其余称为高次模。
TM11模是矩形波导TM 波的最低次模, 其它均为高次模。
可见当工作波长λ小于某个模的截止波长λc 时, β2＞0, 此模可在波导中传输, 称为传导模; 当工作波长λ大于某个模的截止波长λc 时, β2＜0, 此模在波导中不能传输, 称为截止模。
一个模能否在波导中传输取决于波导结构和工作频率（或波长）。
对相同的m 和n, TEmn 和TMmn 模具有相同的截止波长，称为简并模, 虽然场分布不同, 但具有相同的传输特性。
主模：在导行波中截止波长λc 最长的导行模称为该导波系统的主模, 因而也能进行单模传输 矩形波导的主模为TE10模波导尺寸越大, 频率越高, 则功率容量越大。
而当负载不匹配时, 由于形成驻波, 电场振幅变大, 因此功率容量会变小当允许传输功率不能满足要求时，可采用下述措施：（1）在不出现高次模的条件下，适当加大波导的窄边尺寸b ；（2）密闭波导并充以压缩空气或惰性气体来提高介质的击穿强度； （3）保持波导内壁清洁和干燥； （4）提高行波系数，减少反射。
r r /εμβωc v p <= 22c ππ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=b n a m k正交, 截止波长相同, 构成同一导行模的极化简并模。
由于圆波导具有轴对称性，对m≠0的任意非圆对称模式，横向电磁场可以有任意的极化方向而截波数相同，任意极化方向的电磁波可以看成是偶对称极化波和奇对称极化波的线性组合。
偶对称极化波和奇对称极化波具有相同的场分布，故称之为极化简并。
圆形波导中，TE11模的截止波长最长，是圆波导中的最低次模，也是主模。
TM01模是圆波导的第一个高次模。
由于它具有圆对称性故不存在极化简并模比TM01模低的模式有TE11、TM01、TE21模，它与TM11模是简并模。
它也是圆对称模，故无极化简并波导的激励：电激励磁激励孔缝激励微波集成电路：优点：体积小、重量轻、低剖面、可靠性高、性能优越、一致性好、成本低；缺点：损耗大、功率容量小、品质因数Q较低各种微波集成传输系统，归纳起来可分为四大类：平面型传输线的基本结构有两种形式：带状线、微带线。
它们均属于双导体传输线，主要传输的是TEM波。
一般来说衰减主要是由导体损耗及介质损耗引起的带状线传输的主模是TEM模，但若尺寸选择不合理也会引起高次模TE模和TM模。
微带线所传输的波为准TEM波微带线的色散特性：色散是指电磁波的相速、特性阻抗等随频率而变的现象。
当频率较低时，微带线上传播的波基本上是准TEM模，故可不考虑色散。
当频率较高时，微带线的特性阻抗与相速随着频率变化而变化，即具有色散特性；频率f↑→相速vp↓、εe↑、特性阻抗Z0↓偶模激励对称面上磁场的切向分量为零，电力线平行于对称面, 对称面可等效为“磁壁”；奇模激励对称面上电场的切向分量为零, 对称面可等效为“电壁”金属条带与地共面的优点：1.低色散宽频带特性 2.便于与其它元器件连接 3.特性阻抗调整方便 4.方便构成无源部件及平面天线的馈电介质波导的应用：应用在毫米波段的传输器件介质波导的分类：开放式介质波导：圆形介质波导和介质镜像线。
半开放式介质波导：H形波导和G形波导光纤折射率：光纤芯与包层相对折射率差：NA 用相对折射率差Δ来描述：为取得较大的数值孔径，相对折射率差Δ应取大一些。
零色散工作原理：（简答）光纤色散主要有材料色散、波导色散和模间色散三种色散效应。
材料色散和波导色散随波长的变化呈相反的变化趋势，因此总会存在着两种色散大小相等符号相反的波长区，即总色散为0或很小的区域。
1.55μm 零色散单模光纤即根据此原理制成。
光纤的损耗影响了传输距离，而光纤的色散影响了传输带宽和通信容量。
［U ］为电压矩阵, ［I ］为电流矩阵, 而［Z ］是阻抗矩阵, 其中Z11、 Z22分别是端口“1”和“2”的自阻抗; Z12、Z21分别是端口“1”和“2”的互阻抗。
［Z ］矩阵中的各个阻抗参数必须使用开路法测量, 故也称为开路阻抗参数, 而且由于参考面选择不同, 相应的阻抗参数也不同。
互易网络：如果任意网络是线性互易的，或说线性可逆矩阵 对称网络：无耗网络：即对于无耗网络，阻抗矩阵的各项的实部均等于零；即阻抗矩阵为虚数矩阵。
同理无耗网络的导纳矩阵各导纳的实部也等于零，导纳矩阵亦为虚数矩阵。
［S ］矩阵的各参数是建立在端口接匹配负载基础上的反射系数或传输系数。
这样利用网络输入输出端口的参考面上接匹配负载即可测得散射矩阵的各个参量。
对于互易网络: S12=S21对于对称网络: S11=S22对于无耗网络: [S]+[S]=[E]其中，[S]+是[S]的转置共轭矩阵，[E]为单位矩阵。
另外，工程上经常用的回波损耗和插入损耗与[S]参数的关系可表达为［T ］为双端口网络的传输矩阵。