fmf第1章緒論fp 高頻電子線路 課件

哈爾濱工業(yè)大學(xué)2009.10

高頻電子線路第一章緒論1.研究對象2.無線電發(fā)送設(shè)備的組成與原理3.無線電接收設(shè)備的組成與原理4.主要研究內(nèi)容第一節(jié)研究對象一、通信系統(tǒng)信息的時(shí)代信息的傳遞：古代、現(xiàn)代信息的傳遞離不開通信系統(tǒng)一、通信系統(tǒng)信息的時(shí)代信息的傳遞：古代、現(xiàn)代信息的傳遞離不開通信系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)信息傳輸所需的設(shè)備總和稱為通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的基本組成通信系統(tǒng)基本組成框圖輸入變換器傳輸信道接收設(shè)備輸出變換器發(fā)送設(shè)備麥克CCD數(shù)據(jù)喇叭LCD數(shù)據(jù)基帶信號已調(diào)信號已調(diào)信號基帶信號有線無線模擬數(shù)字雙工半雙工單工方式第一節(jié)研究對象二、研究對象高頻電路是通信系統(tǒng)，特別是無線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是無線通信設(shè)備的重要組成部分。

通信系統(tǒng)中的發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備的各種高頻功能電路的功能、原理和基本組成。高頻：指課程討論的頻率范圍:幾百K～幾百M(fèi)Hz功能：指基本電路能夠完成的信號傳輸和信號變換處理的具體工作任務(wù)第一節(jié)研究對象三、無線電波電磁波：無線電波只是一種波長比較長（頻率相對較低）的電磁波，占據(jù)的頻率范圍很廣。對頻率或波長進(jìn)行分段，分別稱為頻段或波段。c=fλ無線電波的劃分、傳播方式與用途波段名稱波長范圍頻率范圍頻段名稱主要傳播方式和用途超長波10~100km30~3kHz甚低頻

VLF地波遠(yuǎn)距離導(dǎo)航；聲納；電報(bào)；電話長波1~10km300~30kHz低頻

LF地波導(dǎo)航系統(tǒng)；航標(biāo)信號；電報(bào)通信中波100~1000m3~0.3MHz中頻

MF地波或天波/調(diào)幅廣播；艦船無線通信；測向；遇險(xiǎn)和呼救短波10~100m30~3MHz高頻

HF天波或地波/調(diào)幅廣播；短波通信；飛機(jī)與船通信；岸與船通信米波1~10m300~30MHz甚高頻

VHF直線傳播/電視廣播；調(diào)頻廣播；航空通信；導(dǎo)航設(shè)備微波分米波10~100cm3~0.3GHz特高頻UHF直線傳播/電視廣播；雷達(dá)；遙控遙測；導(dǎo)航；衛(wèi)星通信；移動(dòng)通信厘米波1~10cm30~3GHz超高頻SHF直線傳播/衛(wèi)星通信；空間通信；微波接力；機(jī)載雷達(dá)；氣象雷達(dá)毫米波1~10mm300~30GHz極高頻EHF直線傳播雷達(dá)著陸系統(tǒng)；射電天文不同頻段信號的產(chǎn)生、放大和接收的方法不同，傳播的能力和方式也不同，因而它們的分析方法和應(yīng)用范圍也不同對于米波以上（λ≥1m）的信號通常用集總（中）參數(shù)的方法來分析與實(shí)現(xiàn)對于米波以下（λ<1m）的信號通常用分布參數(shù)的方法來分析與實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然，這也是相對的。電波在無線信道傳播，發(fā)射————接收，能量損失很大只能接收極小一部分強(qiáng)度衰減大電波在無線信道中的主要傳播方式：與信號頻率相關(guān)地波（繞射）傳播天波（反射和折射）傳播直線（視距）傳播散射傳播、衛(wèi)星中繼等無線電波的主要傳播方式（a）直射傳播;（b）地波傳播;（c）天波傳播;（d）散射傳播1、繞射傳播（地波）電波沿著地球彎曲表面?zhèn)鞑ミm合頻率f：1.5MHz以下(λ為200m以上)的中長波特點(diǎn)：傳播性能穩(wěn)定可靠，但由于地面不是理想的導(dǎo)體有能量的損耗。主要用于長距離通信、導(dǎo)航和廣播。2、折射和反射傳播（天波）

利用電離層的折射和反射來實(shí)現(xiàn)傳播適合頻率f：1.5MHz~30MHz（10m~200m)的短波特點(diǎn)：電離層特性受多種因素影響，因此通信穩(wěn)定性較差，但傳播距離遠(yuǎn)。主要用于廣播、船舶通信、和飛行通信。電離層3、直線傳播（空間波）

電波從發(fā)射天線發(fā)出，沿直線傳播到接收天線適合頻率f：30MHz以上(波長λ為10m以下)的超短波特點(diǎn)：這種傳播的距離只限制在視距范圍內(nèi)（也叫視距傳播）增高天線可以提高直線傳播的距離。通信衛(wèi)星4、衛(wèi)星中繼等通信系統(tǒng)的基本組成通信系統(tǒng)基本組成框圖輸入變換器傳輸信道接收設(shè)備輸出變換器發(fā)送設(shè)備麥克CCD數(shù)據(jù)喇叭LCD數(shù)據(jù)基帶信號已調(diào)信號已調(diào)信號基帶信號有線無線模擬數(shù)字雙工半雙工單工方式第二節(jié)無線電發(fā)送設(shè)備的組成與原理一、無線發(fā)送的基本任務(wù)無線電發(fā)送是以自由空間為傳輸信道，把需要傳送的信息(聲音、文字或圖象)變換成無線電波傳送到遠(yuǎn)方的接收點(diǎn)二、信息傳輸?shù)幕疽髠魉途嚯x要遠(yuǎn)要能實(shí)現(xiàn)多路傳輸，且各路信號傳輸時(shí)，應(yīng)互不干擾三、基帶信號的特點(diǎn)：不同的原始信息占有不同的頻帶寬度。基帶信號占有的頻帶屬于低頻范圍。直接發(fā)送基帶信號存在的問題很難實(shí)現(xiàn)多路通信要求有很長的天線，在工藝及使用上都是很困難的。（天線的長度必須與電磁波的波長相近）（聲音信號20Hz~20KHz，波長>15Km）四、載波調(diào)制傳送方式：調(diào)制：載波調(diào)制是用需傳送的信息（基帶信號）（調(diào)制信號）去控制高頻載波的參數(shù)，使載波信號的某一個(gè)或幾個(gè)參數(shù)（振幅、頻率或相位）按照需傳送的信息（調(diào)制信號）的規(guī)律變化。調(diào)制方式模擬調(diào)制振幅調(diào)制(AM)頻率調(diào)制(FM)相位調(diào)制(PM)數(shù)字調(diào)制振幅鍵控(ASK)頻率鍵控(FSK)相位鍵控(PSK)五、無線電發(fā)送設(shè)備的組成(以調(diào)幅廣播為例)

載波為COS(ωpt+φ)，信號為UΩmCOSΩt，調(diào)制器輸出u(t)=Ucm(1+maCOSΩt)COS(ωpt+φ)u(t)的頻率成分為：ωp+Ω和ωp-Ω第三節(jié)無線電接收設(shè)備的組成與原理一、無線電接收的基本任務(wù)是將通過天空傳來的電磁波接收下來，并從中取出需要接收的信息信號。二、解調(diào)解調(diào)是調(diào)制的逆過程。即從已調(diào)波中恢復(fù)出原基帶信號的過程。與模擬調(diào)制相對應(yīng)，也分為三種：檢波——振幅調(diào)制(AM)

鑒頻——頻率調(diào)制(FM)

鑒相——相位調(diào)制(PM)

三、直接檢波式接收機(jī)特點(diǎn)：①電路簡單②接收靈敏度太差，選擇性也差，很少直接采用。選頻電路檢波器四、直接放大式接收機(jī)特點(diǎn)：①靈敏度較高，輸出功率也較大，特別適用于固定頻率的接收。②在用于多個(gè)電臺接收時(shí)，其調(diào)諧比較復(fù)雜。③高頻小信號放大器的整個(gè)接收頻帶內(nèi)，頻率高端的放大倍數(shù)比低端要低。選頻電路高頻放大器低頻電壓放大器低頻功率放大器檢波器五、超外差接收機(jī)(以調(diào)幅廣播為例)特點(diǎn)：①有固定頻率的中頻放大器，它不僅可以實(shí)現(xiàn)較高的放大倍數(shù)，而且選擇性也很容易得到滿足——可以同時(shí)兼顧高靈敏度與高選擇性②電路比較復(fù)雜，且存在一定的干擾無線通信系統(tǒng)的基本組成第四節(jié)主要研究內(nèi)容本課程的主要研究內(nèi)容：（1）高頻振蕩器（2）高頻放大器（3）混頻或變頻（4）調(diào)制與解調(diào)本課程參考資料①陽昌漢主編.《高頻電子線路學(xué)習(xí)指導(dǎo)》.高等教育出版社2006.②陽昌漢主編.《高頻電子線路學(xué)習(xí)與解題指導(dǎo)》.哈爾濱工程大學(xué)出版社③高吉祥主編.《高頻電子線路》.電子工業(yè)出版社2003.④于洪珍編著.《通信電子電路》.清華大學(xué)出版社2005.⑤顧寶良編著.《通信電子線路》.電子工業(yè)出版社2002.波段代號標(biāo)稱波長(cm)頻率波長(GHz)波長范圍(cm)L221-230-15S102-415-7.5C54-87.5-3.75X38-123.75-2.5Ku212-182.5-1.67K1.2518-271.67-1.11Ka0.827-401.11-0.