[信息与通信]第1章射频微波工程介绍.ppt

第1章 射频/微波工程介绍 1.1 常用无线电频段 1.2 射频/微波的重要特性 1.3 射频/微波工程中的核心问题 1.4 射频/微波电路的应用 1.5 射频/微波系统举例 1.6 射频/微波工程基础常识 1.1 常用无线电频段 射频/微波工程是当今无线电技术领域的核心。 射频/微波工程发展简史 发展简史 说明：1.波段划分不惟一, 波段分界不严格。 2.频谱是一种资源, 其使用应严格管理，国际范围内有CCIR建议文件作出详细的频谱用途规定。 3.避免与利用干扰。  射频/微波技术所涉及的无线电频谱：甚高频到毫米波段或P波段到毫米波段。 基本理论是经典的电磁场与电磁波理论。 研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法： 1.“场”的分析方法 2.“路”的分析方法 ※分布参数概念始终贯穿于工程技术的各个方面，而且同一功能的模块在不同的工作频段的结构和实现方式大不相同；“结构就是电路”是射频/微波电路的显著特征；射频/微波电路的设计目标就是处理好材料、 结构与电路功能的关系。 1.2 射频/微波的特性 1.2.1 射频/微波的基本特性 1． 似光性 2. 穿透性 1.2.2 射频/微波的主要优点 (1) 频带宽。 (2) 分辨率高。连续波多普勒雷达的频偏大,成像更清晰,反应更灵敏。 (3) 尺寸小。 (4) 干扰小。不同设备相互干扰小。 (5) 速度快。数字系统的数据传输和信号处理速度快。 (6) 频谱宽。频谱不拥挤,不易拥堵,军用设备更可靠。 1.2.3 射频/微波的不利因素 ? (1) 元器件成本高。 (2) 辐射损耗大。 (3) 大量使用砷化镓器件,而不是通常的硅器件。 (4) 电路中元件损耗大,输出功率小。 (5) 设计工具精度低,成熟技术少。 1.3 射频/微波工程中的核心问题 1.3.1 射频铁三角 1.3.2 射频铁三角的内涵 1. 频率 (1) 信号产生器： 用来产生特定频率的信号,如点频振荡器、 机械调谐振荡器、 压控振荡器、 频率合成器等 2. 功率 描述射频/微波信号的能量大小。  影响射频/微波信号功率的主要电路有：  (1) 衰减器: 控制射频/微波信号功率的大小。有固定衰减量和可调衰减量之分。 (2) 功分器: 将一路射频/微波信号分成若干路的组件,可以是等分的,也可以是比例分配的 (3) 耦合器: 定向耦合器通常是耦合一小部分功率到支路,用以检测主路信号的工作状态是否正常。分支线耦合器和环形桥耦合器可实现不同相位的功率分配/合成。 (4) 放大器： 提高射频/微波信号功率的电路。小信号放大器要求低噪声、 高增益。功率放大器为满足要求的输出功率可不惜器件和电源成本。还有用于测试仪器的放大器。 3. 阻抗 在特定频率下,描述各种射频/微波电路对微波能量传输的影响。 (1) 阻抗变换器: 实现一个阻抗向另一个阻抗的过渡。 (2) 阻抗匹配器: 实现两个阻抗之间的匹配。 (3) 天线: 实现射频/微波信号在封闭传输线和空气媒体之间的匹配传输。 1.4 射频/微波电路的应用 经典用途是通信和雷达系统。 (1) 无线通信系统 (2)雷达系统 1.5 射频/微波系统举例 1.5.1 射频/微波通信系统 1. 基本原理  利用其似光传输特性,穿越空气,实现信息的无线传递。 基本的通信系统就是成对的发射机和接收机。 1.5.2 雷达系统 1. 基本原理 原意为无线电探测与定位,基本原理是发射的微波信号遇到目标后反射回来,检测发射信号与接收信号之间的关系,即可确定目标的信息。 2． 多普勒雷达 多普勒（Doppler）雷达是依靠移动目标所引起的多普勒频移信息的一种雷达体制,具有很强的距离鉴别能力和速度鉴别能力,能够在复杂的背景下检测出目标。它有连续波和脉冲两种形式。 4. 高度表 高度表是各种飞行器的必备仪表。发射信号与接收信号的频移含有目标距离的信息。 如果目标是地面,就可确定出飞行器的距地面高度。 1.6 射频/微波工程基础常识 1.6.1 关于分贝的几个概念 射频/微波电路通常用波的概念来描述能量的传递,用功率波而不用电压（电流）波。 为便于测量和运算,多用分贝（单位）。 功率 dBW 功率可用分贝(dB)表示: 基准参考量的单位不同: