第1章射频微电子学简介
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射频基础知识培训课件知识
功率相关概念
信号的峰值功率、平均功率和峰均比PAR 解释：很多信号从时域观测并不是恒定包络,而是如下面图形所示.峰值功率即是指以某种概率出现的肩峰的瞬态功率.通常概率取为0.01%.
功率相关概念
功率相关概念
信号的峰值功率、平均功率和峰均比PAR 解释：平均功率是系统输出的实际功率.在某个概率下峰值功率跟平均功率的比就称为在某个概率下的峰均比,如PAR=9.10.1%,各种概率下的峰均比就形成了CCDF曲线（互补累积分布函数）. 在概率为0.01%处的PAR,一般称为CREST因子.
噪声相关概念
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一个指标,在时域表现为信号过零点的抖动.理想的单音信号,在频域应为一脉冲,而实际的单音总有一定的频谱宽度,如下面所示.一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.
1dB压缩点 例如一个射频放大器,当输入信号较小时,其输出与输入可以保证线关系,输入电平增加1dB,输出相应增加1dB,增益保持不变,随着输入信号电平的增加,输入电平增加1dB,输出将增加不到1dB,增益开始压缩,增益压缩1dB时的输入信号电平称为输入1dB压缩点,这时输出信号电平称为输出1dB压缩点.如下图：
无线通信的电磁波传输
长波（低频LF）传播 长波是指波长1公里~10公里（频率为30~300kHz）的电磁波.其可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）. 中波（中频MF）传播 中波是指波长100米~1000米（频率为300~3000kHz）的电磁波.中波可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）.中波沿地表面传播时,受地表面的吸收较长波严重.中波的天波传播与昼夜变化有关.
信号的峰值功率、平均功率和峰均比PAR 解释：很多信号从时域观测并不是恒定包络,而是如下面图形所示.峰值功率即是指以某种概率出现的肩峰的瞬态功率.通常概率取为0.01%.
功率相关概念
功率相关概念
信号的峰值功率、平均功率和峰均比PAR 解释：平均功率是系统输出的实际功率.在某个概率下峰值功率跟平均功率的比就称为在某个概率下的峰均比,如PAR=9.10.1%,各种概率下的峰均比就形成了CCDF曲线（互补累积分布函数）. 在概率为0.01%处的PAR,一般称为CREST因子.
噪声相关概念
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一个指标,在时域表现为信号过零点的抖动.理想的单音信号,在频域应为一脉冲,而实际的单音总有一定的频谱宽度,如下面所示.一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.
1dB压缩点 例如一个射频放大器,当输入信号较小时,其输出与输入可以保证线关系,输入电平增加1dB,输出相应增加1dB,增益保持不变,随着输入信号电平的增加,输入电平增加1dB,输出将增加不到1dB,增益开始压缩,增益压缩1dB时的输入信号电平称为输入1dB压缩点,这时输出信号电平称为输出1dB压缩点.如下图：
无线通信的电磁波传输
长波（低频LF）传播 长波是指波长1公里~10公里（频率为30~300kHz）的电磁波.其可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）. 中波（中频MF）传播 中波是指波长100米~1000米（频率为300~3000kHz）的电磁波.中波可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）.中波沿地表面传播时,受地表面的吸收较长波严重.中波的天波传播与昼夜变化有关.
第一章射频微电子学简介
W. SHOCKLEY
J. BARDEEN W. H. BRATTAIN
不断发展的通信技术
• Kilby和Noyce 发明集成电路 • 1962年 Telstar I 卫星发射，转播欧、美之间电视
广播；
• 1965年 发射商用通信卫星；
不断发展的通信技术
• 70年代初 Bell实验室R. Frenkiel等提出蜂窝式无线 移动通信网概念；
Integrated Circuits，电子工业出版社 • Behzad Razavi，模拟CMOS集成电路设计，业出版社
课程内容
• 第一章 简介 • 第二章 射频基本概念 • 第三章 调制解调基础 • 第四章 收发机基本架构 • 第五章 低噪声放大器及混频器 • 第六章 振荡器 • 第七章 频率综合器 • 第八章 功率放大器
Chih-Kong Ken Yang
High-Performance Mixed-mode Circuit Design Group
/~ckygroup/people.htm l
Donhee Ham
Research Laboratory Circuits
of
Electronics
Patrick Yue
Mau-Chung Frank Chang
Thomas H.Lee
UCSB High-Speed Silicon Lab
High Speed Electronics Lab Stanford Microwave Integrated Circuits
Laboratory
/yuegroup/leadership .html
&
Integrated
/~donhee/
射频微波电路导论课件
滤波器设计
滤波器的作用
滤波器用于选择特定频率范围的 信号，抑制不需要的频率成分，
从而提高信号的纯度。
滤波器的设计方法
可以采用LC电路、微带线等方法进 行滤波器的设计，通过调整元件的 值和连接方式来实现不同的滤波特 性。
滤波器的应用场景
在射频微波电路中，滤波器广泛应 用于信号处理、通信系统等领域。
天线设计
THANKS
感谢观看
物联网技术将促进射频微波电路与其他技术的 结合，如传感器技术、云计算技术等，为射频 微波电路的创新发展提供更多可能性。
新材料的应用前景
新材料的出现将为射频微波电 路的设计和制造提供更多的选 择和可能性。
新材料具有优异的物理性能和 化学性能，可以提高射频微波 电路的性能和稳定性。
新材料的应用将推动射频微波 电路向绿色环保、可持续发展 方向迈进，降低对环境的负面 影响。
04
射频微波电路的设计与实现
匹配网络设计
匹配网络的作用
匹配网络的应用场景
匹配网络是用于实现射频微波电路中 各个元件之间的阻抗匹配，确保信号 传输的效率和质量。
在射频微波电路中，如放大器、滤波 器、混频器等元件都需要用到匹配网 络，以确保信号的顺畅传输。
匹配网络的设计方法
可以采用传输线理论、Smith Chart 等方法进行匹配网络的设计，通过调 整元件的阻抗值来实现匹配。
01
03
滤波器在射频微波电路中的设计和制作需考虑其频率 响应特性、插入损耗和群时延等因素，以确保电路性
能的稳定性和可靠性。
04
滤波器的种类繁多，常见的有LC滤波器、微带线滤波 器和介质滤波器等，根据不同的应用需求选择合适的 滤波器类型和规格。
03
微波电路西电雷振亚老师的课件1章射频微波工程介绍
射频微波工程的重要性
通信技术发展
随着通信技术的不断发展，射频微波 工程在移动通信、卫星通信、物联网 等领域发挥着至关重要的作用。
国家安全
科学研究
射频微波工程在物理学、化学、生物 学等基础学科的研究中也有广泛应用 ，为科学研究提供了重要的工具和手 段。
在军事和国防领域，射频微波技术对 于雷达探测、电子战和通信系统具有 重要意义，直接关系到国家安全。
各种参数。
测量流程
03
包括信号源校准、信号传输、接收和处理等步骤，以确保测量
结果的准确性和可靠性。
04
射频微波工程案例分析
无线通信系统中的射频微波电路设计
无线通信系统概述：无线通信系统是利用电磁波 进行信息传输的系统，包括移动通信、无线局域 网、蓝牙等。
无线通信系统中射频微波电路设计的挑战：无线 通信系统中的射频微波电路设计面临许多挑战， 如信号干扰、多径效应、频谱拥挤等。
雷达系统中的射频微波电路设计
雷达系统概述
雷达是一种利用电磁波探测目标的系统，广泛应用于军事、气象、航 空等领域。
射频微波电路设计在雷达系统中的作用
在雷达系统中，射频微波电路设计主要负责发射和接收电磁波，并进 行信号处理和分析。
雷达系统中射频微波电路设计的挑战
雷达系统中射频微波电路设计面临许多挑战，如电磁波的传播特性、 目标反射特性、干扰等。
电路仿真软件
如Multisim、PSPICE等，用于模拟电路的工作状 态和性能。
仿真设计流程
包括建立电路模型、设置参数、进行仿真分析和 优化等步骤，以提高射频微波电路的性能。
微波测量技术
测量原理
01
基于电磁波传播和散射的原理，研究微波信号的测量方法和技
射频微波电路导论 课件(西电版)第1章
射频电路布线与PCB制作
高功率发射电路远离低功率接收电路 〃保证充足的物理空间 〃布置在PCB板的两面 〃加金属屏蔽罩
射频电路布线与PCB制作
布线时作为常规应考虑以下基本原则 1、射频器件管脚间引线越短越好 2、可靠的接地是器件稳定工作的保证 3、射频信号间避免近距离平行走线，射频 输出远离射输入 4、保证印制板导线最小宽度 因设计条件的制约无法实施常规准则时，必须学会 进折中处理
ΓOUT = S’22
ΓL
' S22 S22
RL
放大器电路方块图
S12 S21S 1 S11S
小信号放大器设计步骤
小信号放大器设计步骤
1.根据指标选择适当晶体管 2.设计直流偏置电路 3.测量晶体管的S参数 3.判断稳定性 4.根据单向化系数确定单、双向化设计 5.设计输入输出匹配网络 ①最大增益设计 ②等增益设计 ③最佳噪声设计
两大步骤：布局、布线
布局 布局是设计中一个重要的环节，合理的布局是 PCB设计成功的第一步，是实现一个优秀RF设 计的关键。 布局规则 1、设置去耦电容 2、确保射频信号路径最短 3、高功率发射电路远离低功率接收电路
射频电路布线与PCB制作
电源设置去耦电容
射频电路布线
与PCB制作
确定射频信号最短路径
射频模块
项次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 OPEN/SHORT/THRU п 型 T 型阻抗匹配器 电阻式功率分配器 威尔金森微带功率分配器 п 型 T 型衰减器 L－C 定向耦合器 微带线定向耦合器 滤波器 放大器 振荡器 压控振荡器 变频器，倍频器 混频器 微波控制电路 天线 模块
平行线定向耦合器的应用
第1章无线通信中射频收发机结构及应用1
1．5．2 应用于无线局域网的收发机
无线局域网(WLAN)是利用全球通用且无须申请许可的ISM频段 (2.4GHz频段、5.0GHz频段)，在无线的环境中实现便携式移动通 信。
2020/5/12
25
1．5 典型应用的集成收发信机
1．5．2 应用于无线局域网的收发机
无线局域网(WLAN)是利用全球通用且无须申请许可的ISM频段 (2.4GHz频段、5.0GHz频段)，在无线的环境中实现便携式移动通 信。
2020/5/12
18
1．3 射频电路与微波电路和低频电路的关系
IEEE和工业用微波波段的定义
频带名称 L带 C带 Ku带
Ka带(毫米波) U带(毫米波) E带(毫米波) F带(毫米波)
频率范围(GHz) 1.0～2.0 4.0～8.0
12.0～18.0 26.5～40.0 40.0～60.0 60.0～90.0 90.0～140.0
2020/5/12
7
1．1 无线收发信机射频前端功能和特性
对于发送系统硬件电路系统而言，最困难的部分就在于中放变
频和功放。中放变频的难点主要在于变频系统方案的设计，好
的系统方案设计可能产生的相关干扰较少，甚至还可能降低对
参与变频的本地振荡信号的要求。
基带信号 解调
中频变 频
低噪声放 大器
接收天线
图1－2接收机结构图
2020/5/12
20
2．高射频和微波电路
对于高射频和微波电路，其中可以有一个或几个集总元件，但至 少要有一个分布式元件。
对于分布电路，具有下述三个特点：
1.必须采用麦克斯韦方程提出的波传播概念；
2.电路要有大的电长度，物理长度与电路中信号传播的波长可比拟；
无线局域网(WLAN)是利用全球通用且无须申请许可的ISM频段 (2.4GHz频段、5.0GHz频段)，在无线的环境中实现便携式移动通 信。
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1．5 典型应用的集成收发信机
1．5．2 应用于无线局域网的收发机
无线局域网(WLAN)是利用全球通用且无须申请许可的ISM频段 (2.4GHz频段、5.0GHz频段)，在无线的环境中实现便携式移动通 信。
2020/5/12
18
1．3 射频电路与微波电路和低频电路的关系
IEEE和工业用微波波段的定义
频带名称 L带 C带 Ku带
Ka带(毫米波) U带(毫米波) E带(毫米波) F带(毫米波)
频率范围(GHz) 1.0～2.0 4.0～8.0
12.0～18.0 26.5～40.0 40.0～60.0 60.0～90.0 90.0～140.0
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7
1．1 无线收发信机射频前端功能和特性
对于发送系统硬件电路系统而言，最困难的部分就在于中放变
频和功放。中放变频的难点主要在于变频系统方案的设计，好
的系统方案设计可能产生的相关干扰较少，甚至还可能降低对
参与变频的本地振荡信号的要求。
基带信号 解调
中频变 频
低噪声放 大器
接收天线
图1－2接收机结构图
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20
2．高射频和微波电路
对于高射频和微波电路，其中可以有一个或几个集总元件，但至 少要有一个分布式元件。
对于分布电路，具有下述三个特点：
1.必须采用麦克斯韦方程提出的波传播概念；
2.电路要有大的电长度，物理长度与电路中信号传播的波长可比拟；
射频微电子
下变频混频器 混频器通过两个信号相乘进 行频率变换。在接收路径上 的下变频器有两个区分得很 清楚的输入端口，称为RF 端 口和LO 端口。RF 端口接收 将要进行变频的信号，LO 端 口接收由本地振荡器产生的 周期性波形 无源混频器它不提供任何增 益, 有源混频器一般能提供增益 如果混频器提供差分 LO 信 号和单端RF 信号，则该混频 器称为“单均衡”， 如果混频器的LO 和RF 输入 都是差分方式，则称为“双 均衡”，
零差接收器：把射频频谱在第一下变频时就直接变换到基带。这类接收器 被称为“零差”。 它的本振频率等于输入的载波频率。注意到信道的选择只需要一个截止特 性较好的低通滤波器。对于频率调制和相位调制信号，下变频必须提供正 交输出以避免信息的损失。这是因为FM 或者QPSK 频谱的两个边带带有 不同的信息，所以在变换为零频率的时候必须被分离为两个正交相位
如果一个锁相环的输入信号存在一个固定的过量相位，也就是说输入信号是一个 严格的周期函数，但输入输出相位误差Δφ 随着时间变化，这种情况，我们称环路 为“未锁定”
相位/频率鉴别器一个能够同时确定相位和频率差的电路是非常有用的，因为 它可以极大地提高锁相环的捕获范围和锁定速度。 顺序相位/频率鉴别器(PFDs)产生的两个输出信号，它们并不是互补的。
发送器结构
直接变换发送器：被发送的载波的频率与本地振荡器频率相等，调制和上变换 在同一个电路中完成，调制器后面是一个功率放大器和匹配网络，匹配网络的 作用就是给天线传送最大的功率并把由放大器的非线性产生的带外分量过滤掉。
两步发送器，用两步（或多步）来上变换基带信号以使PA 的输 出频谱远离VCO 的频率。第一个 BPF抑制了 IF信号的谐波，而 第二个则滤掉了中心频率在 ω1 −ω2 处的无用边带。 两步上变换与直接变换相比，优点在于由于正交调制是在较 低的频率完成的，I 和Q 的匹配很好，从而使两个比特流之间的 串扰很少。
射频基础知识资料课件
WiFi技术实现
WiFi技术利用了射频技术中的无线局域网技术，通过无线方式连接设备到互联网。
工作流程
WiFi路由器通过无线方式与设备建立连接，设备通过浏览器或特定的应用程序向路由器发送请求。路由器将请求 发送到互联网上的目标服务器，服务器响应并将数据返回到路由器，再由路由器将数据发送到设备。
案例三：GPS定位原理及关键技术特点
射频信号可用于治疗某些疾病，如肿瘤、 心血管疾病等，也可用于医学影像和生理 信号采集。
02
射频基础知识
射频电路基础
01
02
03
射频电路组成
射频电路主要由天线、射 频前端、射频芯片和电源 管理模块等组成。
射频电路设计原则
射频电路设计需要遵循稳 定性、高效性、一致性和 可靠性等原则。
射频电路优化方法
射频技术的数字化和智能化
随着数字化和智能化技术的不断发展，射频技术也需要适 应数字化和智能化的趋势，实现更高效、更灵活、更智能 的无线通信。
射频技术发展面临的挑战
01 02
传输损耗和干扰问题
随着无线通信技术的发展，射频信号需要传输更远的距离，同时需要处 理更多的干扰问题，如何提高传输效率和抗干扰能力是射频技术面临的 重要挑战。
射频基础知识资料课件
目录
• 射频基础概念 • 射频基础知识 • 射频技术原理 • 射频技术应用 • 射频技术发展趋势与挑战 • 射频技术应用案例
01
射频基础概念
射频定义
01
射频（Radio Frequency，RF） 定义为一种电磁波，其频率在一 定范围内，常用的单位是赫兹（ Hz）。
02
射频信号是指通过调制或其他方 式加载了信息的电磁波，常用于 无线通信和传输数据。
WiFi技术利用了射频技术中的无线局域网技术，通过无线方式连接设备到互联网。
工作流程
WiFi路由器通过无线方式与设备建立连接，设备通过浏览器或特定的应用程序向路由器发送请求。路由器将请求 发送到互联网上的目标服务器，服务器响应并将数据返回到路由器，再由路由器将数据发送到设备。
案例三：GPS定位原理及关键技术特点
射频信号可用于治疗某些疾病，如肿瘤、 心血管疾病等，也可用于医学影像和生理 信号采集。
02
射频基础知识
射频电路基础
01
02
03
射频电路组成
射频电路主要由天线、射 频前端、射频芯片和电源 管理模块等组成。
射频电路设计原则
射频电路设计需要遵循稳 定性、高效性、一致性和 可靠性等原则。
射频电路优化方法
射频技术的数字化和智能化
随着数字化和智能化技术的不断发展，射频技术也需要适 应数字化和智能化的趋势，实现更高效、更灵活、更智能 的无线通信。
射频技术发展面临的挑战
01 02
传输损耗和干扰问题
随着无线通信技术的发展，射频信号需要传输更远的距离，同时需要处 理更多的干扰问题，如何提高传输效率和抗干扰能力是射频技术面临的 重要挑战。
射频基础知识资料课件
目录
• 射频基础概念 • 射频基础知识 • 射频技术原理 • 射频技术应用 • 射频技术发展趋势与挑战 • 射频技术应用案例
01
射频基础概念
射频定义
01
射频（Radio Frequency，RF） 定义为一种电磁波，其频率在一 定范围内，常用的单位是赫兹（ Hz）。
02
射频信号是指通过调制或其他方 式加载了信息的电磁波，常用于 无线通信和传输数据。
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《射频微电子学》
第1章射频微电子学简介
课程简介
• 课程内容：研究通信系统中的射频集成电 路
• 课程目标：建立对射频系统的认识，熟练 掌握射频系统组成及相关电路的基本原理
• 授课时间：每周五3-5节（前8周） • 考核方法：平时+综述
第1章射频微电子学简介
课程基础
• 模拟电子线路 • 通信电子线路 • 半导体器件原理 • 信号与系统 • 电磁场理论
Research Laboratory of Electronics & Integrated Circuits
Peter Kinget
Analog & RF IC Design Research
UCSD
Lawrence rson UCSD Radio Frequency Integrated Circuits Group
• 1897年 Marconi申请无线电报专利，建 立无线电报公司
• 1901年12月12日 Marconi在加拿大纽芬 兰岛收到从英国Cornwall发出的无线信号， 传输距离1700mile
• 1900年 专利《调谐电话》获得批准，专 利号为No.7777；同年公司改名为Marconi 公司
• 1907年 获诺贝尔物理奖 • 1904年Flemin发明电子二极管； • 1906年De Forest发明电子三极管放大； • 1920年AM广播在美国Pitt b h开通
UCSB UCLA Stanford
Patrick Yue
Mau-Chung Frank Chang
Thomas H.Lee
UCSB High-Speed Silicon Lab
High Speed Electronics Lab Stanford Microwave Integrated Circuits
Berkeley UCLA Harvard Columbia
Ali Niknejad
Berkeley Wireless Research Center
Chih-Kong Ken Yang
High-Performance Mixed-mode Circuit Design Group
Donhee Ham
W. SHOCKLEY
J. BARDEEN
第1章射频微电子学简介
W. H. BRATTAIN
不断发展的通信技术
• Kilby和Noyce 发明集成电路 • 1962年 Telstar I 卫星发射，转播欧、美之间电视
广播； • 1965年 发射商用通信卫星；
第1章射频微电子学简介
不断发展的通信技术
第1章射频微电子学简介
国外部分射频研究实验室
University Professor
Lab
URL
Caltech
Ali Hajimiri
Caltech High-speed Integrated Circuits
UCLA
Behzad Razavi
Байду номын сангаас
Communication Circuits Laboratory
• 1864年，Maxwell提出电磁场方程组， 预言电磁波存在；
• 1887年，德国科学家赫兹的电磁波辐射 实验，辐射出1000MHz电磁波；
• 1894年，O. Lodge(洛奇)发明粉末检波器， 在牛津检测到150码远发出的无线信号；
第1章射频微电子学简介
Marconi
不断发展的通信技术
• 1895年 Marconi 发明的无线电报，传输2 公里
Laboratory
第1章射频微电子学简介
无所不在的无线通信
第1章射频微电子学简介
人人用得起通信设备
第1章射频微电子学简介
不断发展的通信技术
Maxwell
• 1820年，Oersted(奥斯特)发现电流会产 生磁场；
• 1831年，Faraday(法拉第)发现导线作切 割磁力线运动产生感应电流；
• 无线局域网（WLAN 802.11a/b/g） • 全球定位系统（GPS） • 射频识别（RFID） • 个人无线通信
（GSM/TDSCDMA/WCDMA/CDMA2000/LTE） • 家庭卫星网络（house satellite network） • 其他近距离无线通信：
– Zigbee（802.15.4） – UWB（3.1-10.6GHz） – BlueTooth（802.15.1） – NFC（13.56MHz）
• 70年代初 Bell实验室R. Frenkiel等提出蜂窝式无 线移动通信网概念；
• 1983年出现第一代商用蜂窝移动通信系统 • 目前第二代→第三代→三代后；
造就当今移动通信辉煌局面的应首推 微电子技术和射频技术
Clinton总统給R. Frenkiel 授奖
第1章射频微电子学简介
射频技术的应用
第1章射频微电子学简介
参考书目
• Behzad Razavi，RF Microelectronics，清华大学出版社 • 陈邦媛，射频通信电路，科学出版社 • 池保勇，CMOS射频集成电路分析与设计，清华大学出版 • Reinhold Ludwig，射频电路设计-理论与应，电子工业出版 • Thomas H.Lee，The Design of CMOS Radio Frequency
Integrated Circuits，电子工业出版社 • Behzad Razavi，模拟CMOS集成电路设计，西安交通大学出
版 • 吴建辉，CMOS模拟集成电路分析与设计 ，电子工业出版社
第1章射频微电子学简介
课程内容
• 第一章 简介 • 第二章 射频基本概念 • 第三章 调制解调基础 • 第四章 收发机基本架构 • 第五章 低噪声放大器及混频器 • 第六章 振荡器 • 第七章 频率综合器 • 第八章 功率放大器
第1章射频微电子学简介
无线通信技术对比
第1章射频微电子学简介
无线通信标准
第1章射频微电子学简介
第1章射频微电子学简介
不断发展的通信技术
• 在一次大战中E. Armstrong发明超外差AM接收机； • 1933年E. Armstrong发明FM； • 1929年美国人Zworykin发明电视； • 1933年英国BBC广播电视开通； • 1947年Brattain, Bardeen, Shockley发明晶体管；
第1章射频微电子学简介
课程简介
• 课程内容：研究通信系统中的射频集成电 路
• 课程目标：建立对射频系统的认识，熟练 掌握射频系统组成及相关电路的基本原理
• 授课时间：每周五3-5节（前8周） • 考核方法：平时+综述
第1章射频微电子学简介
课程基础
• 模拟电子线路 • 通信电子线路 • 半导体器件原理 • 信号与系统 • 电磁场理论
Research Laboratory of Electronics & Integrated Circuits
Peter Kinget
Analog & RF IC Design Research
UCSD
Lawrence rson UCSD Radio Frequency Integrated Circuits Group
• 1897年 Marconi申请无线电报专利，建 立无线电报公司
• 1901年12月12日 Marconi在加拿大纽芬 兰岛收到从英国Cornwall发出的无线信号， 传输距离1700mile
• 1900年 专利《调谐电话》获得批准，专 利号为No.7777；同年公司改名为Marconi 公司
• 1907年 获诺贝尔物理奖 • 1904年Flemin发明电子二极管； • 1906年De Forest发明电子三极管放大； • 1920年AM广播在美国Pitt b h开通
UCSB UCLA Stanford
Patrick Yue
Mau-Chung Frank Chang
Thomas H.Lee
UCSB High-Speed Silicon Lab
High Speed Electronics Lab Stanford Microwave Integrated Circuits
Berkeley UCLA Harvard Columbia
Ali Niknejad
Berkeley Wireless Research Center
Chih-Kong Ken Yang
High-Performance Mixed-mode Circuit Design Group
Donhee Ham
W. SHOCKLEY
J. BARDEEN
第1章射频微电子学简介
W. H. BRATTAIN
不断发展的通信技术
• Kilby和Noyce 发明集成电路 • 1962年 Telstar I 卫星发射，转播欧、美之间电视
广播； • 1965年 发射商用通信卫星；
第1章射频微电子学简介
不断发展的通信技术
第1章射频微电子学简介
国外部分射频研究实验室
University Professor
Lab
URL
Caltech
Ali Hajimiri
Caltech High-speed Integrated Circuits
UCLA
Behzad Razavi
Байду номын сангаас
Communication Circuits Laboratory
• 1864年，Maxwell提出电磁场方程组， 预言电磁波存在；
• 1887年，德国科学家赫兹的电磁波辐射 实验，辐射出1000MHz电磁波；
• 1894年，O. Lodge(洛奇)发明粉末检波器， 在牛津检测到150码远发出的无线信号；
第1章射频微电子学简介
Marconi
不断发展的通信技术
• 1895年 Marconi 发明的无线电报，传输2 公里
Laboratory
第1章射频微电子学简介
无所不在的无线通信
第1章射频微电子学简介
人人用得起通信设备
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不断发展的通信技术
Maxwell
• 1820年，Oersted(奥斯特)发现电流会产 生磁场；
• 1831年，Faraday(法拉第)发现导线作切 割磁力线运动产生感应电流；
• 无线局域网（WLAN 802.11a/b/g） • 全球定位系统（GPS） • 射频识别（RFID） • 个人无线通信
（GSM/TDSCDMA/WCDMA/CDMA2000/LTE） • 家庭卫星网络（house satellite network） • 其他近距离无线通信：
– Zigbee（802.15.4） – UWB（3.1-10.6GHz） – BlueTooth（802.15.1） – NFC（13.56MHz）
• 70年代初 Bell实验室R. Frenkiel等提出蜂窝式无 线移动通信网概念；
• 1983年出现第一代商用蜂窝移动通信系统 • 目前第二代→第三代→三代后；
造就当今移动通信辉煌局面的应首推 微电子技术和射频技术
Clinton总统給R. Frenkiel 授奖
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射频技术的应用
第1章射频微电子学简介
参考书目
• Behzad Razavi，RF Microelectronics，清华大学出版社 • 陈邦媛，射频通信电路，科学出版社 • 池保勇，CMOS射频集成电路分析与设计，清华大学出版 • Reinhold Ludwig，射频电路设计-理论与应，电子工业出版 • Thomas H.Lee，The Design of CMOS Radio Frequency
Integrated Circuits，电子工业出版社 • Behzad Razavi，模拟CMOS集成电路设计，西安交通大学出
版 • 吴建辉，CMOS模拟集成电路分析与设计 ，电子工业出版社
第1章射频微电子学简介
课程内容
• 第一章 简介 • 第二章 射频基本概念 • 第三章 调制解调基础 • 第四章 收发机基本架构 • 第五章 低噪声放大器及混频器 • 第六章 振荡器 • 第七章 频率综合器 • 第八章 功率放大器
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无线通信技术对比
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无线通信标准
第1章射频微电子学简介
第1章射频微电子学简介
不断发展的通信技术
• 在一次大战中E. Armstrong发明超外差AM接收机； • 1933年E. Armstrong发明FM； • 1929年美国人Zworykin发明电视； • 1933年英国BBC广播电视开通； • 1947年Brattain, Bardeen, Shockley发明晶体管；