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第第1章章 高频电子技术概论高频电子技术概论本讲稿第一页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 2高频电子技术课程高频电子技术课程是结合无线电通信方式讨论是结合无线电通信方式讨论无线电接收和发送设备中各单元高频电子线路的无线电接收和发送设备中各单元高频电子线路的组成、工作原理及工程分析计算。组成、工作原理及工程分析计算。高频电子线路是针对传输、处理频率高于高频电子线路是针对传输、处理频率高于3MHz信号的电路，又称信号的电路，又称射频（射频（RF）电路）电路。主要应。主要应用于无线电通信系统。用于无线电通信系统。本讲稿第二页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 31.1无线电通信发展史无线电通信发展史q电磁学的发展以及电子技术的发展推动着无线电通电磁学的发展以及电子技术的发展推动着无线电通信的发展：信的发展：本讲稿第三页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 4 无线电通信从简单的通信快速扩展到计算机科学、宇航无线电通信从简单的通信快速扩展到计算机科学、宇航技术、自动控制以及各学科领域。技术、自动控制以及各学科领域。可以说，到目前，上至天文，下到地理，大到宇宙空可以说，到目前，上至天文，下到地理，大到宇宙空间，小至基本粒子等的科学研究，从工农业生产到社会间，小至基本粒子等的科学研究，从工农业生产到社会家庭生活，均离不开无线电通信技术。家庭生活，均离不开无线电通信技术。本讲稿第四页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 51.2 无线电通信系统的组成无线电通信系统的组成 v 概念概念 电信系统：传送电信系统：传送光或电信号光或电信号的系统的系统 无线通信系统：以无线通信系统：以无线介质无线介质传送传送光或电信号光或电信号的系统。的系统。v无线通信系统的组成无线通信系统的组成(6部分部分)信信源源(终终端端)+发发送送设设备备（发发信信机机）+信信道道+天天线线、天天线线开开关关+接收设备接收设备（收信机）（收信机）+信宿信宿(终端终端)。本讲稿第五页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 6 图图11 无线通信系统的基本组成无线通信系统的基本组成 信源天线信道发送设备接收设备信宿本讲稿第六页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 7q信源：发出传送的信息（声音、文字、图像等）的终端设备，信源：发出传送的信息（声音、文字、图像等）的终端设备，如话筒。如话筒。q发送设备：发送设备：调制调制放大放大电压、功率放大。电压、功率放大。q信道（传输媒介）：信道（传输媒介）：有线信道，如：架空明线，电缆，波导，光纤等。有线信道，如：架空明线，电缆，波导，光纤等。无线信道，如：海水，地球表面，自由空间等。无线信道，如：海水，地球表面，自由空间等。不同信道有不同的传输特性，同一信道对不同频率信号的传不同信道有不同的传输特性，同一信道对不同频率信号的传输特性也是不同的。输特性也是不同的。本讲稿第七页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 8无线电波的波段划分以及相应的传播方式和用途。无线电波的波段划分以及相应的传播方式和用途。本讲稿第八页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 9例：例：1、GSM数字蜂窝系统（单频、双频手机）数字蜂窝系统（单频、双频手机）2、我国无线电广播系统、我国无线电广播系统本讲稿第九页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 10 无线电波的无线电波的频率特性频率特性 信号的频率指标（信号的频率指标（30K300G）。）。无无线线电电波波只只是是一一种种波波长长比比较较长长的的电电磁磁波波,占占据据的的频频率率范范围围很很广广。在在自自由由空空间间中中,波波长长与与频频率率存存在在以以下下关关系系:c=f c=3 108m/s从从频频率率角角度度看看，无无线线电电波波也也可可以以认认为为是是一一种种频频率率相相对较低的电磁波。对较低的电磁波。本讲稿第十页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 11 无线电波传播特性无线电波传播特性：无线电信号的传播方式、无线电信号的传播方式、传播距离、传播距离、传播特点等，由无传播特点等，由无线电信号的频率决定。线电信号的频率决定。电波的传播方式主要有：如下页图。电波的传播方式主要有：如下页图。直直射射（视视距距）(a):电电视视、调调频频广广播播，移移动动通通信信，中中继继与与卫卫星等；星等；超短波超短波 绕绕射射（地地波波）(b):波波长长长长，地地面面吸吸收收少少，绕绕射射能能力力强强；广广播、通信；播、通信；中长波中长波；条件：；条件：物体物体 折折射射和和反反射射（天天波波）(c):借借助助60600km的的电电离离层层；广广播播、通信；通信；短波短波；条件：；条件：物体物体 散散射射传传播播(d):借借助助1012km的的对对流流层层，适适合合4006000MHz信号；条件：阻挡物体多，体积小于波长。信号；条件：阻挡物体多，体积小于波长。本讲稿第十一页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 12无线电波的主要传播方式无线电波的主要传播方式（a）直射传播直射传播;（b）地波传播地波传播;（c）天波传播天波传播;（d）散射传播散射传播本讲稿第十二页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 13q接收设备：一般采用超外差的形式。接收设备：一般采用超外差的形式。主要特点就是由频率固主要特点就是由频率固定的中频放大器来完成对接收信号的选择和放大。定的中频放大器来完成对接收信号的选择和放大。当信号频当信号频率改变时率改变时,只要相应地改变本地振荡信号频率即可。只要相应地改变本地振荡信号频率即可。接收设备主要完成选频、放大和解调（已调波调制波）。接收设备主要完成选频、放大和解调（已调波调制波）。q信宿：还原成原传送的信号的终端设备，如扬声器，显示器信宿：还原成原传送的信号的终端设备，如扬声器，显示器等。等。本讲稿第十三页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 141.3无线电发射设备和接收设备的组成无线电发射设备和接收设备的组成以无线电调幅广播发射和接收设备为例说明：以无线电调幅广播发射和接收设备为例说明：无线电调幅广播发射机框图无线电调幅广播发射机框图本讲稿第十四页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 15（1）振荡器：振荡器：产生产生 fosc 的高频振荡信号，几十的高频振荡信号，几十 kHz 以上。以上。（2）高频放大器：高频放大器：一或多级小信号谐振放大器，放大振荡信号，一或多级小信号谐振放大器，放大振荡信号，使频率倍增至使频率倍增至 fc，并提供足够大的载波功率。，并提供足够大的载波功率。（3）调制信号放大器：调制信号放大器：多级放大器组成，前几级为小信号放大器，多级放大器组成，前几级为小信号放大器，用于放大微音器的电信号；后几级为功放，提供功率足够的调制用于放大微音器的电信号；后几级为功放，提供功率足够的调制信号。信号。（4）振幅调制器：振幅调制器：实现调幅功能，将输入的载波信号和调制信号实现调幅功能，将输入的载波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号，并加到天线上。变换为所需的调幅波信号，并加到天线上。本讲稿第十五页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 16超外差式调幅广播接收机框图超外差式调幅广播接收机框图本讲稿第十六页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 17（1）高频放大器：高频放大器：由一级或多级小信号谐振放大器组成，放大天由一级或多级小信号谐振放大器组成，放大天线上感生的有用信号；并利用放大器中的谐振系统抑制天线上感线上感生的有用信号；并利用放大器中的谐振系统抑制天线上感生的其它频率的干扰信号。可调谐。生的其它频率的干扰信号。可调谐。（2）混频器：混频器：两个两个输输入信号。入信号。频频率率为为 fc 的高的高频频已已调调信号，本机振信号，本机振荡荡器器产产生的生的频频率率为为 fL 的本振信号。将的本振信号。将频频率率为为 fc 的高的高频频已已调调信号不信号不失真的失真的变换为载变换为载波波频频率率为为 fI 的中的中频频已已调调信号信号：，我国中频为：我国中频为：（3）本机振荡：本机振荡：用来用来产产生生频频率率为为 （或）（或）的高频振荡信号，的高频振荡信号，fL 是可是可调调的，并能跟踪的，并能跟踪 fc。（4）中频放大器：中频放大器：由多级固定调谐的小信号放大器组成，放大中由多级固定调谐的小信号放大器组成，放大中频信号。频信号。（5）检波器：检波器：实现解调功能，将中频调辐波变换为反映传送信息实现解调功能，将中频调辐波变换为反映传送信息的调制信号。的调制信号。（6）低频放大器：低频放大器：由小信号放大器和功率放大器组成，放大调制由小信号放大器和功率放大器组成，放大调制信号，向扬声器提供所需的推动功率。信号，向扬声器提供所需的推动功率。本讲稿第十七页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 181.4本课程的研究对象、内容以及特点本课程的研究对象、内容以及特点q研究对象：无线电发射设备和接收设备的组成、工作原理和工研究对象：无线电发射设备和接收设备的组成、工作原理和工程分析计算。程分析计算。q内容：发射和接收设备各内容：发射和接收设备各单元电路单元电路的工作原理、性能特点、典的工作原理、性能特点、典型电路、工程分析方法、测试及调试方法等。型电路、工程分析方法、测试及调试方法等。单元电路：单元电路：高频小信号放大电路、正弦波振荡器、高频功率放高频小信号放大电路、正弦波振荡器、高频功率放大电路、调制解调电路、混频电路、反馈控制电路、频率合成大电路、调制解调电路、混频电路、反馈控制电路、频率合成器等。器等。q特点：特点：高频电子线路大部分是高频电子线路大部分是非线性电路非线性电路，如振荡电路、调制解调电路等，如振荡电路、调制解调电路等，一般都用一般都用非线性分析方法非线性分析方法，这与低频模拟电子线路中可近似用线，这与低频模拟电子线路中可近似用线性分析方法不同，但是对应性分析方法不同，但是对应高频小信号放大器高频小信号放大器，由于输入信号，由于输入信号足够小，而又要求不失真放大，故可用足够小，而又要求不失真放大，故可用线性分析方法线性分析方法。本讲稿第十八页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 19q学习注意点：学习注意点：在熟悉典型的单元电路的基础上，要抓住各种电路之间的共性，洞在熟悉典型的单元电路的基础上，要抓住各种电路之间的共性，洞悉各种功能之间的内在联系。悉各种功能之间的内在联系。重视实践环节，理论联系实际，加强课后的思考和练习。重视实践环节，理论联系实际，加强课后的思考和练习。q学时问题：学时问题：理论学时理论学时44，实验学时，实验学时10。本讲稿第十九页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 201.5本课程选用的教材和参考书本课程选用的教材和参考书本课程使用教材：本课程使用教材：高频电子技术基础与应用李金明主编高频电子技术基础与应用李金明主编 机械工业出版社机械工业出版社本课程推荐参考书：本课程推荐参考书：高频电子线路高吉祥主编高频电子线路高吉祥主编 电子工业出版社电子工业出版社高频电子技术刘守义主编高频电子技术刘守义主编 电子工业出版社电子工业出版社高频电路原理与分析曾兴雯等编高频电路原理与分析曾兴雯等编 西安电子科技大学出版社西安电子科技大学出版社 本讲稿第二十页，共二十一页第第1章高频电子技术概论章高频电子技术概论 21思考题与习题思考题与习题 1、无线通信为什么要用高频信号？无线通信为什么要用高频信号？“高频高频”信号指的信号指的是什么？是什么？2、什么是调制？有哪几种调制方式？、什么是调制？有哪几种调制方式？1、因为：低频信号能量较低，辐射力弱；发射低频信号需要巨大、因为：低频信号能量较低，辐射力弱；发射低频信号需要巨大尺寸的天线，无法实现；不同发射台的信号同样的接收机无法区尺寸的天线，无法实现；不同发射台的信号同样的接收机无法区分，且会造成相互干扰。故无线通信要用高频信号。高频信号通分，且会造成相互干扰。故无线通信要用高频信号。高频信号通常指的是常指的是3MHz以上的信号。以上的信号。2、所谓调制是将低频的基带信号加在高频振荡载波信号上面并、所谓调制是将低频的基带信号加在高频振荡载波信号上面并去控制它的参数（幅度、瞬时频率以及瞬时相位）。有调幅、去控制它的参数（幅度、瞬时频率以及瞬时相位）。有调幅、调频和调相三种调制方式。调频和调相三种调制方式。本讲稿第二十一页，共二十一页