射频电路设计技术第一章资料备课讲稿.ppt

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1、射频电路设计技术第一章资料主要内容 一、系统的基本组成，以及从系统层面进行设计应注意的问题。二、主要射频(RF)电路设计的基本原理与方法。学习方法 本课程综合性较强，希望同学们注意基础知识的积累与复习。参考文献中介绍的内容，课堂上不作讲述，仅供感兴趣的同学自学！教学方式：课堂讲授+讨论+实验+学习报告 讲授中出现的不足之处与错误，欢迎同学批评指正！成绩的取得与参考书目 成绩的取得：考察+设计报告 考试第第1 1章章 引言引言电子通信系统的基本任务:将信息从一个地方传到另一个地方。它是当今广泛采用的最简捷的通信方式。先贤有云：温故而知新！我们有必要了解其发展过程！电子通信发展简史 1837年 摩

2、尔斯（Samuel Morse）发明了利用电 磁感应原理，以点、划、空格为形式的有线电报通信。1876年 贝尔（Alexander Graham Bell）和华特生（Thomas A.Watson）发明了电话。1894年 马可尼（Guglielmo Marconi）发明了无线电报。首次实现了通过大气层的无线通信。1908年 德福莱斯特（Lee De Forest）发明了真空三极管。从而实现了对电信号的放大发展简史1920年 首家调幅信号商用无线电台开播。1933年 阿姆斯特朗（Edwin Howard Armstrong）发明频率调制（FM）。1936年 首家商用FM电台开播。1946年 首家

3、公众移动电话服务在美面世。19541964年 卫星通信从实验逐渐走向成熟发展简史1965年“晨鸟”（INTELSAT-1）卫星正式承担国际通信业务。1979年 首个蜂窝系统在日本开通。1990年 GSM系统在欧洲开通。1995年GSM系统在中国开通。今天 在中国大陆仅GSM系统用户就已超过了1.8亿！1.1 微波电路简介 通信系统的工作过程通常是将信息转换为电（磁）信号，再通过媒介（有线或无线）进行传输，在接收端将信号还原（解调）为信息 信源信源发信机发信机发信机发信机信宿信宿信道媒介信道媒介当信道为空间时，即“所谓”无线通信 微波技术微波就是频率在1GHz10GHz范围内的电磁信号。在这个范

4、围内，空气中电磁波的波长从30cm到3cm 在20世纪中期和末期，除同轴线和波导技术之外，微波电路技术还包括：1、印制电路板（PCB）技术；2、微波集成电路（MIC）技术；3、单片微波集成电路（MMIC）技术。无耗及有耗传输线模型 1.2 频谱的划分 不同频段的通信方式与用途可以说是千差万别。目前为止，已知的电磁频谱频率范围大约为：1001022Hz.当今最为通用的频段划分是由国际电气和电子工程师学会(IEEE)建立的表1-2 IEEE频谱划分频段频段频率频率波长波长主要用途主要用途ELF(极低频极低频)30300Hz100001000km工工频频（交交流流配配电电）信信号号、低低频频遥遥测测

5、信号信号VF(音频音频)3003000Hz1000100km话音频带（信道）话音频带（信道）VLF(甚低频甚低频)330kHz10010km人人类类听听觉觉高高端端（音音乐乐、声声纳纳）政政府府或军事系统，如潜艇通信或军事系统，如潜艇通信LF(低频低频)30300kHz101km船舶与航空导航船舶与航空导航MF(中频中频)3003000kHz10.1km商用商用AM无线广播无线广播HF(高频高频)330MHz10010m短短波波广广播播、短短波波通通信信电电台台、业业余余无无线电台线电台VHF(甚高频甚高频)30300MHz101m商业商业FM广播（广播（88108MHz）商业电视（商业电视（

6、54216MHz213频道）频道）移移动动通通信信（集集群群）、船船舶舶、航航空空通通信信表1-2续频段频段频率频率波长波长主要用途主要用途UHF(特高频特高频)3003000MHz10.1m商商业业电电视视（1483频频道道）、陆陆上上移移动动、蜂蜂窝窝电电话话、雷雷达达、导导航航系系统统。微微波波及及卫卫星无线电系统星无线电系统SHF(超高频超高频)330GHz101cm微波及卫星无线电系统微波及卫星无线电系统EHF(极高频极高频)毫米波毫米波30300GHz10.1cm视视距距通通信信，波波束束方方向向集集中中，目目前前主主要要用用于保密性要求高的军事领域。于保密性要求高的军事领域。亚毫

7、米波亚毫米波3003000GHz10.1mm光纤通信光纤通信红外红外0.3THz300THz可见光可见光0.3PHz3PHz紫外紫外1016HzX射线射线1019Hz伽马射线伽马射线1020Hz宇宙射线宇宙射线=1022Hz表1-2我国工程常用划分P波段波段0.231GHz13030cmL波段波段12GHz3015cmS波段波段24GHz157.5cmC波段波段48GHz7.53.75cmX波段波段812.5GHz3.752.4cmKu波段波段12.518GHz2.41.67cmK波段波段1826.5GHz1.671.13cmKa波段波段26.540GHz1.130.75cm对频段的划分不可能

8、给出精确的界限。它们是有交叉的。1.3 移动通信的射频设计 如果按电路结构划分，一个无线移动通信机可分射频级和基带级两大部分：模拟通信的接收机/发射机 数字通信发射机 数字通信接收机 某一蜂窝手机的射频电路框图 射频电路设计的目标（1）良好的选择性。（2）低噪声、高动态范围。（3）接收机对杂散频率信号有良好的抑制能力。（4）本振信号应该具有很低的相位噪声。（5）发射机必须严格限制带外辐射。（6）射频级必须低功耗。（7）发射机的功率放大器要求有高的功率增加效率（Power-added Efficiency PAE）。1.4 射频设计的重要性射频设计的重要性从规模看来，基带部分远比射频部分庞大，但

9、是现代无线手机设计的难点在于射频部分。射频设计成了移动通信机设计的瓶颈，细究其原因有如下三点：1、射频设计要求设计师具有较广的知识面。2、与基带几乎可以全部采用成熟的数字集成电路相比，射频级的集成电路还处于发展阶段，有些器件需要外接。如电感还不能完全集成、模块之间存在匹配问题等，这些都给设计带来了困难。射频设计的重要性射频设计的重要性 3、对射频电路而言，计算机辅助分析和综合的工具还只处于起步阶段，利用这些工具进行分析和综合的结果只能起到参考作用。因为目前在电路计算机辅助设计（CAD）工具的软件中，对射频部分器件的非线性、时变特性、电路的分布参数和不稳定性以及一些外接部件都缺乏精确的模型，因此射频电路的设计在很大程度上还取决于设计师的实验调试和经验。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢