第一章 射频电路导论.ppt

第一章　射频电路导论;　　“射频”一词的英文为“radio frequency”， 即无线电频率。 为了实现无线电远程传输信息、 无线电探测和测距、 无线电近距离组网和数据传输以及无线电无接触识别等功能， 人们先后发明和发展了无线电远程通信、 雷达、 蓝牙和射频识别等技术设备。 包含晶体管、 场效应管等有源器件的电路称为电子线路。 实现无线电的发射、 接收以及信息的加载和提取的电子线路称为射频电路。 　　表1.1列出了目前常用的无线电频率的划分和使用情况。;　　射频可分为以下三类： 　　（1） 低于300 kHz的为低频范围， 包括极低频、 超低频、 特低频、 甚低频和低频五个频段； 　　（2） 300 kHz ～ 300 MHz为高频范围， 包括中频、 高频和甚高频三个频段； 　　（3） 频率高于300 MHz 的范围为微波范围， 包括特高频、 超高频和极高频三个频段。;　　射频可分为以下三类： 　　（1） 低于300 kHz的为低频范围， 包括极低频、 超低频、 特低频、 甚低频和低频五个频段； 　　（2） 300 kHz ～ 300 MHz为高频范围， 包括中频、 高频和甚高频三个频段； 　　（3） 频率高于300 MHz 的范围为微波范围， 包括特高频、 超高频和极高频三个频段。; 1.1 射频电路的应用　　虽然射频电路系统的具体设备多种多样， 组成和复杂程度不同， 但系统的最基本结构相同， 如图1.1.1所示， 包括发射机和接收机两个主要部分。;;　　图1.1.1中， 信道即无线电波的传输媒质， 如空气、 真空、 海水、 地表。 　　发射机的作用是把发射端用户要发送的信息经过输入变换器， 变换为电信号， 如话筒的语音、 摄像头的图像和各种传感器的感应信号读数， 都要变换为电压或电流， 这样的电信号称为基带信号。 接下来， 为了适合在信道传输， 发射机需要根据信道的特点（如信道对各种频率的无线电波的反射和衰减）， 把基带信号经过发射变换器， 生成适合信道传输的频带信号。;　　接收机和发射机的功能与工作顺序正好相反。 首先， 置于信道中的天线从无线电感应出频带信号， 再通过接收变换器， 从频带信号中恢复基带信号， 基带信号最后经过输出变换器， 产生语音、 图像和传感器的感应信号读数， 分别通过扬声器、 显示器、 液晶面板提供给接收端用户。 ;1.1.1 无线电远程通信　　无线电远程通信起始于意大利人马可尼从1895年开始的室外电磁波通信实验， 最初的目的是实现无线电报。 经过100多年的发展， 无线电远程通信从无线电报发展到无线电广播、 电视、 移动通信等， 逐步覆盖了陆地、 海洋和太空， 从固定通信发展到移动通信， 从模拟通信发展到数字通信。 无线电广播、电视和移动通信使用的无线电频率为300kHz~3000 MHz。 　图1.1.2给出了无线电广播和电视系统的基本结构。 ;; 　发射机中， 语音和图像经过输入变换器， 如话筒和摄像机， 转换为基带信号， 又经过低频放大器， 获得足够的功率， 成为调制信号。 振荡器产生频率稳定度较好的信号， 经过倍频器后， 获得符合信道传输要求的高频信号， 再经过高频放大器， 得到足够的功率， 成为载波。接下来， 调制器用调制信号改变载波的参数， 如振幅、 频率或相位， 使输出信号参数反映调制信号的变化规律， 从而携带了调制信号的信息， 成为高频已调波。 最后， 高频已调波经过功率放大器， 获得足够的功率， 送上天线发射。 ;　　接收机中， 天线的感应电流首先经过输入回路， 输入回路从诸多信号中选择输出需要接收的高频已调波， 经过高频放大器提高其功率。 本地振荡器产生一个本振信号。 混频器输出的中频已调波的频率等于本振信号的频率和高频已调波的频率之差， 但是中频已调波的参数变化规律和高频已调波一样， 仍然携带了调制信号的信息。 接收不同频率的高频已调波时， 本振信号的频率随之调整， 以保证中频已调波的频率不变， 这样中频放大器的工作频率和增益就不需要随时调整， 便于电路性能的优化， 这种接收方式称为超外差接收。;1.1.2 雷达　　根据其使用的无线电的波长， 雷达分为米波雷达、 分米波雷达、 厘米波雷达和毫米波雷达， 频率范围为3 MHz~300 GHz。 　　图1.1.3给出了脉冲雷达系统的基本结构。;　　;　　脉冲雷达系统中， 振荡器产生频率精确且稳定度很高的基准信号。 定时器根据基准信号产生系统的各种同步脉冲和时钟信号。 频率合成器根据基准信号产生调制脉冲信号、 本振信号和相位参考信号。 在发射阶段， 调制脉冲信号经过功率放大器获得足够的功率， 通过收发开关送上天