射频电路基础知识课案.ppt

* 目录 1.1 射频电路应用和分类(a) 1.2 射频电路应用和分类(b) 在RF通信系统中按照通信终端间是否有射频电缆连接又可分为有线射频通信系统和无线射频通信系统 有线射频通信系统有:有线电视(CATV),通过有线电视线连接数字连接的Cable Modem,通过电话线传输的数字用户回路(DSL),包括ADSL,HDSL,VDSL等. 无线射频通信系统的:无线电话(手机),无线传输的电视和收音机广播系统,无线局域网(Wireless LAN),蓝牙(BlueTooth)等 1.3 射频电路应用和分类(c) 按照通信系统中各终端间传输信号是数字信号还是模拟信号又可分为模拟RF通信系统和数字RF通信系统: 模拟RF通信系统,相对于数字RF通信系统,模拟RF通信系统较为落后,其抗干扰能力较弱,点用带宽较多,但系统较为简单,主要用于较早开发的系统中,如:电视(当前制式),音频广播(收音机),第一代的手机通信系统等. 数字RF通信系统,由于其有较多优点,已经广泛使用于多种通信系统中,如Wireless LAN,GSM手机,蓝牙系统,卫星通信系统等. 1.4 射频电路应用和分类(d) 对于RF数字通信系统,根据数据速率的不同,可分为宽带(高速)RF通信系统和窄带(低速)通信系统,一般将通信速率大于2Mbits的通信系统称为宽带RF通信系统,低于2Mbits的通信系统称为低速RF通信系统. 常见的宽带通信系统有微波帧中继系统,LMDS(Local Multipoint Distribute Service，本地多点分配业务)以及将来的3G手机系统等. 常见的窄带通信系统有:蓝牙系统,2G手机系统,数字音频广播系统(DAB),数字无绳电话网(DECT,Digital Enhanced Cordless Telecommunications)等. 1.5 常见RF数字通信系统的速率和距离分布图 目录 2 射频电路的基本理论和参数定义 2.1 射频(RF)电路的定义 2.2 传输线的特性阻抗Z0 2.3 RF功率定义和计算 2.3 RF功率定义和计算 2.4 不连续端口的功率分布(a) 2.4 不连续端口的功率分布(b) 反射系数:传输线上一点Z(端口)处反射信号电压(或电流)与入射信号电压(或电流)之比定义为电压(或电流)反射系数Γz,该参数由传输线阻抗(Z0)和输入端口(Zi)阻抗决定: Γz=(Zi-Z0)/(Zi+Z0) 驻波比(VSWR):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,或称为驻波系数ρ. ρ =|U|MAX/|U|MIN=(1+ |Γz|)/(1-| Γz|) 当反射系数为0时,驻波比为1,当反射系数接近1(实际情况下不可能为1)时,驻波比取值接近无穷大 2.5 信号调制方法(a) 什么叫调制? 调制是将需要传输的信息编码和处理,使其适合传输的过程.一般的调制过程是指将基带信号搬移到更高的频带内. 为什么需要调制? 基带信号一般不适合直接传输,需要将其移至适合在传输媒介传输和频带范围内. 提高频率利用效率. 利用较高的频带传输信号可有效降低接收和发送天线的尺寸(如语音信号不加以调制, 其最小波长(F=20KHz时)为15Km) 可让多个使用者同时复用一个频段. 2.5 信号调制方法(b) 2.5 信号调制方法(c) 模拟调制:被调制信号为模拟信号. 分为: 幅度调制(AM),频率调制(FM)和相位调制(PM) 数字调制:被调制信号为数字信号. 分为:振幅键控(ASK),频移键控(FSK),相移键控(QSK),开关键控调制(OOK)以及ASK与PSK的组合调制如(DPSK,QPSK,8PSK等) 2.5 信号调制方法(d) 模拟调制: AM FM PM PM其实也是频率调制,只是调制时对频率的控制精度更高,调制电路也较为复杂. 2.6 信号调制方法(e) 数字调制: ASK FSK PSK OOK 目录 3 射频电路中的常用元件和功能 3.1 RF分路器 3.2 RF耦合器 3.3 RF衰减器(a) 衰减器:衰减器是一类无源双端口器件,信号从一个端口进入,当信号从另一端口输出时信号幅值会有一定的衰减,我们将输入信号与输出信号的功率的差值(对数)称为衰减值,单位为dB(相对值) 衰减器另一重要的参数为输入信号功率,由于RF信号功率绝大多数都会转化为热功率,因此较大功率的衰减器都会有散热片,并且功率越大,体积越大. 3.3 RF衰减器(b) 3.3 RF衰减器(c) 3.4 RF终端 3.5 RF功率放大器(a) 3.5 RF功率放大器(b) 3.6 RF隔离器 隔离器是一种铁氧体磁性元件,是利用铁氧体材料的旋磁效应制成的,其内部的射频信号只会沿一个特性的方向流动,即从端口1进