射频电路与天线复习讲课教案.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Research Institute of RF&Wireless Techniques,South China University of Technology,射频电路与天线,RF Circuits and Antenas,第,31,讲,复习,谢泽明,华南理工大学电子与信息学院,射频与无线技术研究所,TEL:[phone],Email:eezmxie,传输线理论公式：,熟练求解传输线问题：求阻抗、驻波比、反射系数,射频电路与天线,RF Circuits and Antennas,第一部分,传输线理论,匹配传输线,短路传输线,开路传输线,电抗负载,行驻波状态,匹配传输线,短路传输线,开路传输线,行驻波状态,圆图的组成,导纳圆图,等反射系数圆,等电导圆,等电纳圆,阻抗圆图,等反射系数圆,等电阻圆,等电抗圆,或,第二部分 波导传输线,群速度：,波阻抗：,矩形波导,矩形波导的主模,TE,10,波,圆波导,圆波导的三个主要模式,TE11,模特点：,最低次模,容易产生极化简并,传输过程中会产生极化面偏转,用于距离传输,与矩形波导,TE10,模相近，用作矩形,圆形转换,用作极化衰减器，波形转换器，环形器,TE01,模的特点,不是最低模,损耗最低，频率升高，损耗下降,轴对称，无极化简并,做长距离传输,电流无纵向分量，可作连接器件,作高,Q,谐振腔,TM11,模简并,TE01,模的特点,不是最低模,损耗最低，频率升高，损耗下降,轴对称，无极化简并,做长距离传输,电流无纵向分量，可作连接器件,可作旋转关节,作高,Q,谐振腔,TM11,模简并,同轴线,截面有双导体，可传,TEM,波,存在,TE,、,TM,波（高次模）,工作在,TEM,模,带状线,微带线,微带线主模为准,TEM,模,微带线有双导体，主模是,TEM,模。,由于基片存在，存在不同媒质的分界面，单独,TEM,模不满足比边界条件，需同时存在,TE,、,TM,模。,TE,、,TM,模比,TEM,模小很多，场的纵向分量远小于横向分量，合成场分布近似,TEM,模，故为准,TEM,模。,频率越低，越接近,TEM,模色散越小。,频率越高，越偏离,TEM,模，色散越大。,可工作到直流。,微带线还存在高次模：,波导模,表面波模,激励与耦合：,在传输线上建立所需工作模式的传输波,激励的原则：,为了有效激励或耦合出所需模式，激励或耦合装置在传输线上产生的电场磁场与所需模式的场相一致，产生的电流与所需模式相一致,按原理分，激励和耦合可分为,电激励：在传输线上产生所需电场,磁激励：在传输线上产生所需磁场,电磁激励：同时在传输线上产生所需电场与磁场,按装置分，激励和耦合可分为,探针激励：,小环激励：,小孔激励：,耦合线,当两队传输线相互靠近时,彼此就会产生电磁耦合，这种传输线称为耦合传输线,耦合带状线和耦合微带线常用来构造定向耦合器，滤波器等微波元件。,对称的耦合线一般可以采用奇偶模法分析。,第三部分,网络理论,波导等效为平行双线,波导的磁场与平行双线的电流地位对应，波导的电场与平行双线的电压地位对应,波导等效为平行双线后，等效电流为波导磁场的纵向分布函数，等效电压为波导电场的纵向分布函数,归一化电压,归一化电流,Z,矩阵,阻抗矩阵,Y,矩阵导纳矩阵,A,矩阵转移矩阵,S,矩阵,散射参数,用端口的入射波计算端口的反射波（出射波）,其他口匹配时,i,口的反射系数,其他口匹配时,j,口到,i,口的传输系数,Z,ck,为第,k,口的特性阻抗,T,矩阵,传输参数,用端口,2,的进出波计算端口,1,的进出波,双口网络的工作特性参量,衰减,工作衰减,插入衰减,插入反射系数、插入驻波比,电压传输系数,插入相移,第四部分,射频元器件,第,17,讲,晶体管放大器,稳定性条件,功率增益,实际应用中常用三种功率增益,转换功率增益,G,T,：,定义为负载吸收功率,P,L,与信号源输出的资用功率,P,a,之比，即,G,T,=P,L,P,a,可用功率增益,G,a,：定义为网络输出的资用功率,P,out,对信号源输出的资用功率,P,a,之比，即,G,a,=P,out,P,a,工作功率增益,G,p,：,定义为负载吸收功率,P,L,对输入到网络的功率,P,in,之比，即,G,p,=P,L,P,in,最大功率增益放大器设计,振荡器,振荡条件：,振荡条件：,振荡条件：,振荡条件：,振荡条件：,振荡条件：,K1,混频器的类型：,上变频器,下变频器,输出信号频率为输入信号频率之和,输出信号频率为输入信号频率之差,谐波混频器,20.2,混频器的主要参数,变频损耗或变频增益,噪声系数：输入信噪比与输出信噪比的比值,动态范围：,1db,压缩点,三阶交调交叉点,动态范围,射频开关器件,常用的射频开关器件,MEMS,（,微电子机械系统,）,PIN,管,场效应管,MEMS,电控机械开关,没有,PN,结，线性度好,接触电阻和体电阻小，损耗低,开关慢（,ms,级），寿命次数少,用于不频繁开关情况,PIN,管,开关速度较快（,us-ms,级机）,损耗较小,功率容量较大,可用于数字调制电路,场效应管,速度快（可达,ns,级）,可用于高速数字调制电路,天线,对称振子上电流近似为正弦分布，末端为,0,；,对于细线，正弦分布与实际非常逼近；,对于辐射场计算，这个近似可以满足要求。,辐射电阻的大小反映天线辐射能力强弱,主射方向,主叶,后叶,副叶,零射方向,零射方向,1,方向性系数,天线增益,