射频通信电路01(2009)
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《射频通信电路》第三章
例3 - 1
3.2 无耗传输线的基本特性 3.2.1 传输特性 1. 相位常数
V ( z ) = V + e − kz + V − e + kz I ( z ) = I + e − kz + I − e + kz
k = kr + jki = α + j β
k = j β = jω LC
dz ω vp = = dt β
ω 1 vp = = β LC
vp =
TEM模式
考虑到 k = ω εµ ，得
ω
k
=
1
εµ
=
1
1
ε 0 µ0
ε r µr
=
c
ε r µr
<c
vp =
1
µε
=
c
εr
3.2.1 传输特性
3. 相波长 相波长λp是指同一个时 刻传输线上电磁波相 位相差为2π时的距离
λ0 = = λp = β f εr
3.1.3 传输线方程 基本方程
dV ( z ) + ( R + jω L ) I ( z ) = 0 dz dI ( z ) + G + jωC V z = 0 ( ) ( ) dz
（1） （2）
d 2V ( z ) dz 2
− k 2V ( z ) = 0
k = kr + jki =
TEM模 模
3.1.1 常用传输线种类 1. 双线传输线
2. 同轴线 3. 微带传输线
1. 双线传输线
双线传输线应用： 双线传输线应用： 50Hz～60Hz的电源线 50Hz～60Hz的电源线 几百兆赫兹的电视天 线馈线 100Mbps局域网的网线 100Mbps局域网的网线
射频通信电路- 调制与解调电路
故多数情况下都采用开关函数的工作方式，我们也 就以开关函数分析方法来分析二极管调制器的工作 原理。
2020/7/28
Information&Communication Engineering Dept. XJTU
4
9·1 调制与解调器
1、平衡调制器电路
vD1 vc vW , iD1 gD (vc vW )s(wct)
R
C
vo
设输入信号（普通调幅波AM信号）
vi (t) Vim (1 ma cos Wt) coswct
RC滤波器的取值原则一般为：
➢ RC>>1/wc，以保证电容C对高频载波近似短路，
滤除输出信号的高频部分； ➢ RC<1/Wmax，保证低频调制信号可以通过RC低通 滤波器。
2020/7/28
Information&Communication Engineering Dept. XJTU
2020/7/28
Information&Communication Engineering Dept. XJTU
14
9·2 包络检波电路
把二极管用折线特性逼近，并考虑到平均直流偏压Vo对 二极管构成的负偏压，可以得到：
i
gD 0
(vD
VD
)
vD VD vD 0
vD vi Vo Vim coswct Vo i gD (Vim coswct Vo VD )
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12
9·2 包络检波电路
输入信号vi(t)是一普通调幅波AM信号:
vi (t) Vim (1 ma cos Wt) coswct iD (t) a0 a1Vim (1 ma cos Wt) coswct
2020/7/28
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4
9·1 调制与解调器
1、平衡调制器电路
vD1 vc vW , iD1 gD (vc vW )s(wct)
R
C
vo
设输入信号（普通调幅波AM信号）
vi (t) Vim (1 ma cos Wt) coswct
RC滤波器的取值原则一般为：
➢ RC>>1/wc，以保证电容C对高频载波近似短路，
滤除输出信号的高频部分； ➢ RC<1/Wmax，保证低频调制信号可以通过RC低通 滤波器。
2020/7/28
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9·2 包络检波电路
把二极管用折线特性逼近，并考虑到平均直流偏压Vo对 二极管构成的负偏压，可以得到：
i
gD 0
(vD
VD
)
vD VD vD 0
vD vi Vo Vim coswct Vo i gD (Vim coswct Vo VD )
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12
9·2 包络检波电路
输入信号vi(t)是一普通调幅波AM信号:
vi (t) Vim (1 ma cos Wt) coswct iD (t) a0 a1Vim (1 ma cos Wt) coswct
射频通信电路电脑操作方法
射频通信电路电脑操作方法
射频通信电路是一种用于无线通信的电路，它可以用于传输和接收无线信号。
在电脑上操作射频通信电路时，需要以下步骤：
1. 连接硬件设备：将射频通信电路连接到电脑上。
这可以通过USB 线或者其他连接方式进行。
2. 安装驱动程序：根据射频通信电路的型号和品牌，在电脑上安装相应的驱动程序。
通常这些驱动程序可以从设备制造商的网站上下载到。
3. 打开相应软件：射频通信电路通常会附带一款相应的软件，用于管理和控制通信流程。
打开该软件并进行登陆或者注册。
4. 配置参数：根据需要，配置射频通信电路的参数。
这些参数可能包括无线通信频率、数据传输速率、编码方式等等。
这些参数可以通过软件界面中的选项卡或者菜单进行设置。
5. 连接设备：如果需要与其他设备进行通信，需要在软件界面中选择所要连接的设备。
这些设备可以是无线电、手机、传感器等等。
6. 进行通信：通过软件界面上的按钮或者命令，开始进行通信。
根据需要，可以发送和接收无线信号，并查看相关的通信信息。
需要注意的是，射频通信电路的具体操作方法可能因硬件设备和软件而有所不同。
因此，在操作之前，最好参考相应的设备和软件的操作手册或者用户指南，以确保正确的操作流程。
射频通信电路(01)
2020/11/17
Xi'an Jiaotong University
13
1·3 无源阻抗变换网络
为什么进行阻抗变换？
射频电路各模块或负载需与传输线（具有特性阻抗Z0）相连，必要性 在于：
向负载传输最大功率 改善噪声系数 提高发射机效率，延长电池等的工作寿命 匹配时，滤波器、选频回路能够发挥最佳性能
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11
1·2 LC串并联谐振回路
选频回路的相频特性
根据相频特性曲线，有以下几点结论：
谐振时，回路呈纯阻状态，输出电压与信号电流源同相。
失谐时，
当 w w0 时，(w)0 ，并联谐振回路呈感性 当 w w0 时，(w)0 ，并联谐振回路呈容性
对于前面所述的LC并联谐振回路
Qw0C R R G w0L
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1·2 LC串并联谐振回路
特性与参数
电流特性： 谐振时流过电容、电感的电流大小相等，方 向相反。
ILjw V 0 0LjIw SR 0LjQ IS
w w I C j0 C V 0 j0 C I S R jI Q S
3
1.1 选频回路的指标
选频回路主要指标
中心频率 fo 通频带 BW3dB 带内波动
选择性与矩形系数
矩形系数
插入损耗
K0.1
BW0.1 BW3dB
输入、输出阻抗
相频特性
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4
1·2 LC串并联谐振回路
并联谐振回路 如图所示为简单并联谐振回路和实际的并联谐振回路。
射频通信电路分析
绪 论
前期课：微波技术， 电子线路 内 容：微波电路理论，应用技术， 半导体知识，通信系统概念
2
本课的相关课程与技术
相关课程：
电磁场 -- 基础课
电场磁场分布，电波传播 滤波器、匹配、 阻抗变换
微波技术--无源电路 分布参数、传输线、微波网络、 射频电路--有源电路 放大、振荡、变频、滤波、收发信机
20
§1.2 BJT硅双极型微波晶体管
特征频率
B E B E B
P+
PN+结 PN结
P+
N+
P+ P 型 基区 N 型 型型 型 Si N+ 衬底
N+
功率增益 最高振荡频率 噪声系数
型 型型 C
c b
E
Ic
C
Ib
e
B
21
1. 特征频率 fT
fT ≈ f β
5~10GHz
Ic β= Ib
Vce = 0
有源电路定义： • 中国习惯指含半导体器件的各种电路 • 英文书刊: active circuit 仅指有高频能量增长的电路 如:放大器、振荡器 passive circuit 指无能量增长的电路
如: 混频器、检波器、开关、限幅器 信息工业领域： 信息采集 ----
信息传输 ---- 信息处理
3
一、 微波频段划分与应用领域
单片集成是最终方向
五、设计技术
计算机辅助设计：三次上机实验课
14
六、课程要求
星期一下午交上周作业并取回上周所交作业 顾洪明、庞云波：东主楼11区222房间 电话: 62781443 平时作业占课程总成绩的20％
15
参 考 书
前期课：微波技术， 电子线路 内 容：微波电路理论，应用技术， 半导体知识，通信系统概念
2
本课的相关课程与技术
相关课程：
电磁场 -- 基础课
电场磁场分布，电波传播 滤波器、匹配、 阻抗变换
微波技术--无源电路 分布参数、传输线、微波网络、 射频电路--有源电路 放大、振荡、变频、滤波、收发信机
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§1.2 BJT硅双极型微波晶体管
特征频率
B E B E B
P+
PN+结 PN结
P+
N+
P+ P 型 基区 N 型 型型 型 Si N+ 衬底
N+
功率增益 最高振荡频率 噪声系数
型 型型 C
c b
E
Ic
C
Ib
e
B
21
1. 特征频率 fT
fT ≈ f β
5~10GHz
Ic β= Ib
Vce = 0
有源电路定义： • 中国习惯指含半导体器件的各种电路 • 英文书刊: active circuit 仅指有高频能量增长的电路 如:放大器、振荡器 passive circuit 指无能量增长的电路
如: 混频器、检波器、开关、限幅器 信息工业领域： 信息采集 ----
信息传输 ---- 信息处理
3
一、 微波频段划分与应用领域
单片集成是最终方向
五、设计技术
计算机辅助设计：三次上机实验课
14
六、课程要求
星期一下午交上周作业并取回上周所交作业 顾洪明、庞云波：东主楼11区222房间 电话: 62781443 平时作业占课程总成绩的20％
15
参 考 书
射频电路图
4. TDD UL/DL采用MC-TD-SCDMA
该提案主要由大唐公司提出，是TD-SCDMA标准的演进。其主要特点是尽可能继承TD-SCDMA的系统特点，例如相同的子信道带宽、信道结构，Space、Time、Code多域复用等，在此基础上通过多载波的方式扩展数据速率，满足LTE的需求。
物理层技术：在基本的物理层技术中，E-Node B调度、链路自适应和混合ARQ（HARQ）继承了HSDPA的策略，以适应基于数据包的快速数据传输。
北京时间2009年9月18日消息，据国外媒体报道，诺基亚西门子通信公司(以下简称“诺西”)今天表示，该公司已成功实现为两个阶段：
1研究项目阶段：究项目阶段预计在2006年年中结束，该阶段将主要完成对目标需求的定义，以及明确LTE的概念等；然后征集候选技术提案，并对技术提案进行评估，确定其是否符合目标需求
Ø LTE商用时间怎么样？
根据目前的情况来看，根本的症结现在
一个是标准，一个就是终端芯片。LTE标准预计将在下个月即今年底通过，但是芯片还需要较长的时间。
Ø LTE的成本能够降下来吗？
这个成本，我指的是每Mbit/s的成本能不能相比3G大幅降低。从现有3G运营商的实践来看，随着数据流量的大幅增长，收入并没有出现相应的增长，这是运营商最为担心的问题。同样极力推动LTE的T-Mobile就公开指出，LTE的我指的是每Mbit/s的成本必须要比现在的技术下降10倍，才能对运营商具有吸引力。
(5)系统部署灵活，能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽，并支持“成对”和“非成对”的频谱分配。保证了将来在系统部署上的灵活性。
(6)降低无线网络时延：子帧长度0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延。
(7)增加了小区边界比特速率，在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率。如MBMS(多媒体广播和组播业务)在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。
该提案主要由大唐公司提出，是TD-SCDMA标准的演进。其主要特点是尽可能继承TD-SCDMA的系统特点，例如相同的子信道带宽、信道结构，Space、Time、Code多域复用等，在此基础上通过多载波的方式扩展数据速率，满足LTE的需求。
物理层技术：在基本的物理层技术中，E-Node B调度、链路自适应和混合ARQ（HARQ）继承了HSDPA的策略，以适应基于数据包的快速数据传输。
北京时间2009年9月18日消息，据国外媒体报道，诺基亚西门子通信公司(以下简称“诺西”)今天表示，该公司已成功实现为两个阶段：
1研究项目阶段：究项目阶段预计在2006年年中结束，该阶段将主要完成对目标需求的定义，以及明确LTE的概念等；然后征集候选技术提案，并对技术提案进行评估，确定其是否符合目标需求
Ø LTE商用时间怎么样？
根据目前的情况来看，根本的症结现在
一个是标准，一个就是终端芯片。LTE标准预计将在下个月即今年底通过，但是芯片还需要较长的时间。
Ø LTE的成本能够降下来吗？
这个成本，我指的是每Mbit/s的成本能不能相比3G大幅降低。从现有3G运营商的实践来看，随着数据流量的大幅增长，收入并没有出现相应的增长，这是运营商最为担心的问题。同样极力推动LTE的T-Mobile就公开指出，LTE的我指的是每Mbit/s的成本必须要比现在的技术下降10倍，才能对运营商具有吸引力。
(5)系统部署灵活，能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽，并支持“成对”和“非成对”的频谱分配。保证了将来在系统部署上的灵活性。
(6)降低无线网络时延：子帧长度0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延。
(7)增加了小区边界比特速率，在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率。如MBMS(多媒体广播和组播业务)在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。
《射频通信电路》第二章
1 j ωL − = R + jX ωC
《射频通信电路》常树茂
2.3.1 串联谐振电路
在谐振频率下， 在谐振频率下， 电感上的电压 VL 和电容上的电压 VC 分别为
VS VL = I × jω0 L = jω0 L R 1 1 VS VC = I × = jω0 C jω0 C R
《射频通信电路》常树茂
第二章 射频电路基础
2.1 频带宽度表示法 2.1.1 绝对带宽 BW ( Hz ) = f H − f L
以频率作为单位表示的带宽是指绝对带宽。 以频率作为单位表示的带宽是指绝对带宽。 例如： 例如： 射频放大电路的工作频率范围为1GHz 2GHz 射频放大电路的工作频率范围为1GHz—2GHz， 1GHz 2GHz， 则带宽为1GHz 则带宽为1GHz PAL制式的电视广播的图像信号带宽为6MHz PAL制式的电视广播的图像信号带宽为6MHz 制式的电视广播的图像信号带宽为
《射频通信电路》常树茂
2.3.2 并联谐振电路
谐振条件 B=0
ω = ω0 =
1 LC
1 1 Y = jωC + + = + jω L r r
1
1 j ωC − = G + jB ωL
并联谐振的阻抗特性及品质因数
《射频通信电路》常树茂
表示并联谐振电路的品质因数为
r r Q0 = × = = rω 0 C ω0 L V ω0 L
f0 = 1 2π 1 LC = 1 2π 1 10 × 10
−7 −11
= 159 ( MHz )
品质因数为 2）最大电流为 电感电压为 电容电压为
VC = I ×
L Q = C = 20 R
《射频通信电路》习题和解答
习题1:本书使用的射频概念所指的频率范围是多少解：本书采用的射频范围是30MHz~4GHz列举一些工作在射频范围内的电子系统•根据表1-1判断其工作波段•并估算相应射频信号的波长。
解：广播工作在甚高频（VHF）其波长在10~1m等从成都到上海的距离约为1700km。
如果要把50Hz的交流电从成都输送到上海•请问两地交流电的相位差是多少解：Vf 3 1050 4kmk 1700 4 0.28333/0.62 k 1020射频通信系统的主要优势是什么解：1•射频的频率更高•可以利用更宽的频带和更高的信息容量2•射频电路中电容和电感的尺寸缩小•通信设备的体积进一步减小3•射频通信可以提供更多的可用频谱•解决频率资源紧张的问题4•通信信道的间隙增大•减小信道的相互干扰GSM和CDMA都是移动通信的标准•请写出GSM和CDMA的英文全称和中文含意。
（提示：可以在互联网上搜索。
）解：GSM是Global System for Mobile Communications的缩写.意为全球移动通信系统。
CDMA英文全称是Code Division Multiple Address意为码分多址。
有一个C=10pF的电容器•引脚的分布电感为L=2nH。
请问当频率f为多少时•电容器开始呈现感抗。
解：1wC wL f -丘1-125GHz既当彳=时•电容器为o阻抗.f继续增大时•电容器呈现感抗。
一个L=10nF的电容器•引脚的分布电容为C=1pF。
请问当频率f为多少时•电感器开始呈现容抗。
解：思路同上.当频率f小于GHz时.电感器呈现感抗。
1）试证明（）式。
2）如果导体横截面为矩形•边长分别为a和b・请给出射频电阻F R F与直流电阻R DC的关系。
解：R l s1,s对于同一个导体是一个常量当直流时.横截面积S DC 当交流时.横截面积S ACR DC . a 2R AC 2 a解:趋肤深度定义为： 在 100MHz 时：Cu 为 2 mm Al 为 Au 为在1GHz 时：Cu 为 mm Al 为 Au 为某个元件的引脚直径为 d=.长度为l=25mm.材料为铜。
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能
2
CV 2 TV 2 / R
Q 0C R R
G 0L
2020/10/30
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10
1·2 LC串并联谐振回路
幅频特性表达式为：
相频特性表达式为：
Z ()
R
1 Q2( 0 )2 0
z
arctan
性曲线在不同频率处的斜率。
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1.1 选频回路的指标
3、选频回路的性能指标
A、幅频特性 (1) 中心频率 f0
(2) 通频带 BW3dB (3) 带内波动
(4) 选择性与矩形系数
K0.1
第一章 选频回路与阻抗变换
功能：选频、阻抗变换 应用：射频系统的各个模块——
放大、振荡、调制、解调
第一章 主要内容
选频回路的主要指标 LC串、并联选频回路 窄带和宽带无源阻抗变换网络 简单介绍常用的集中参数选频滤波器 简单介绍集成电感
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12
1·2 LC串并联谐振回路
特性与参数
流经电感的电流（IS为电流源激励）
流经电容IL 的 电jV流00L
IS R
j 0 L
jQIS
IC j0CV0 j0CIS R jQIS
电流特性： 谐振时流过电容、电感的电流大小相等， 都是电流源电流的Q倍，方向相反。
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BW0.1 BW
1/ 2
BW20dB
(5) 插入损耗
L Pin Pout
(6) 输入输出阻抗
Pin Rin
选频 回路
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Pout Rout
5
1.1 选频回路的指标
B、相频特性
相频特性斜率： () d d
Q(
0
0
)
用电流源激励该回路，可在回路上得到响应电压。改 变激励电流频率，可以得到该回路的频率特性。下图 为该电路的幅频特性和相频特性。
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11
1·2 LC串并联谐振回路
特性与参数
13
1·2 LC串并联谐振回路
无源滤波器是由无源器件构成。
▪ 电阻，电感和电容组成的RLC滤波器； ▪ 晶体滤波器是利用石英晶体薄片构成； ▪ 声表面波滤波器(SAW)：利用压电效应构成的。
有源滤波器中含有放大器等有源电路。
▪ RC有源滤波器（含有运算放大器）； ▪ 开关电容滤波器(SCF)。
按频率特性，分为：低通（LPF）、高ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ（HPF）、 带通（BPF）和带阻（BEF）
2
1.1 选频回路的指标
1、选频回路是做什么用的？
选出有用信号，滤除或抑制无用信号
即：完成对信号的频谱进行滤波处理的实现电路，也
称之为滤波器。
Vi(s) 输入 vi(t) 阻抗
2、滤波器的分析方法
滤波器
h(t) ,H(s)
输出 Vo (s) 阻抗 v0 (t)
时域特性：
vo (t) h( )vi (t )d
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9
1·2 LC串并联谐振回路
谐振时的特点
1.阻抗特性 Y (0 ) G
输入导纳最小，为纯电阻
2.电压特性 Vo IS R
输出电压最大且与信号源同相
0L
1
0C
特性 阻抗
3.品质因数Q
Q
2
谐振时回路总的储能 谐振时回路一周内的耗
按处理的信号形式可分为模拟滤波器，数字滤波器 和抽样数据滤波器等。
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1·2 LC串并联谐振回路
电路的对偶性
串联
并联
电感L 电容C
电容C 电感L
电阻 r 电导G
阻抗Z 导纳Y
I
电流 I 电压 V 电压源VS 电流源IS
阻 称 电抗压特特性性：：谐谐10C振振时时导电0L纳压为最最回小大路的特Y性(阻0 抗)
G
1
R
品质因数：品质因数描述回路储能与其能耗之比。
Q
2
谐振谐时振回时路回一路周总内储能能耗＝2
CV 2 TV 2 / R
对于LC并联谐振回路
Q 0C R R
G 0L
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称为—群时延
要求：在通频带内群时延为常数
( )
表现：相频特性为线性
结果：通频带内不同频率信号延迟相同时间 不产生相位失真
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1.1 选频回路的指标
4、滤波器的分类
按所用器件特点，分为无源和有源滤波器。
Z( j)
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1·2 LC串并联谐振回路
并联谐振回路
标准电路形式
回路输入导纳
Y () G jC 1 jL
谐振的定义: Y ( ) 为纯电阻
谐振频率
o 2fo
1 LC
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复频域传输函数：
H (s)
Vo (s) Vi (s)
N (s) D(s)
b0sm b1sm1 sn a1sn1
bm an
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3
1.1 选频回路的指标
频率特性
用幅度-频率特性 H( j) 和相位-频率特性()表示：
H( j) H( j) e j ()
相位时延
p ()
(Time
Shift)表示为：
p
(
)
(
)
它表示的是一个角频率为的正弦信号通过滤波器后
所产生的延时。
群时延
g
(
)
(Group
Delay)表示为：
g
(
)
d () d
群延时描述的是一群不同频率的信号通过滤波器后所产
生的时间延迟，它是在指定频率范围内，相位-频率特