高頻電路原理與分析 曾興雯

1、第一章介紹，1.1無線通信系統(tǒng)概述1.2信號、頻譜和調(diào)制1.3本課程的特征事故問題和練習問題，1.1無線通信系統(tǒng)概述，高頻電路是通信系統(tǒng)，特別是無線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是無線通信設備的重要組成部分。1.1.1無線通信系統(tǒng)構(gòu)成無線通信(或無線通信)的類型各不相同，可以根據(jù)傳輸方法、頻率范圍、用途等進行分類。不同的無線通信系統(tǒng)具有明顯的設備配置和復雜性，但基本配置保持不變。圖1是無線通信系統(tǒng)的基本組件框。圖中，虛線以上部分是發(fā)送設備(發(fā)送器)，虛線以下部分是接收設備(接收器)，天線和天線開關(guān)是發(fā)送和接收孔劉設備。通道是自由空間。麥克風和揚聲器分別是通信終端設備，分別是源和新宿。圖11無線通信系統(tǒng)的基本

2、組件，超外差接收器的主要特征是用固定頻率的中頻放大器選擇和放大接收信號。如果信號頻率發(fā)生變化，則相應地更改本地振動信號頻率即可。通過以上實例，總結(jié)了無線通信系統(tǒng)的基本配置。還可以看出，高頻電路的基本內(nèi)容包括： (1)高頻振蕩器(2)放大器(3)混合或頻率轉(zhuǎn)換(4)調(diào)制和曹征，以及1.1.2無線通信系統(tǒng)的類型根據(jù)無線通信系統(tǒng)的主要部分，應包括不同的特性。操作頻率主要是指發(fā)送和接收的無線電頻率(RF)頻率。無線電頻率實際上是“高頻”的廣義詞，是指適合無線電收發(fā)和傳播的頻率。無線通信的發(fā)展方向之一是開辟更高的頻段。(2)按通信方式分類，主要有(全雙工)、半雙工、單工作方式。(3)根據(jù)調(diào)制方法，包括幅

3、度調(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制和混合調(diào)制。(4)根據(jù)所傳遞消息的類型，有模擬通信和數(shù)字通信，可分為語音通信、視頻通信、數(shù)據(jù)通信、多媒體通信等。不同類型的通信系統(tǒng)在系統(tǒng)配置和設備的復雜性方面有很大差異。但是構(gòu)成設備的基本電路及其原理都是相同的，遵循相同的規(guī)律。這本書將以模擬通信為中心研究這些基本電路，并了解其規(guī)律。這些電路和定律可以應用于完全不同類型的通信系統(tǒng)。在1.2信號、頻譜和調(diào)制、高頻電路中，我們要處理的無線信號主要是3種：基帶(消息)信號、高頻載波信號和調(diào)整后的信號?；鶐盘柺钦{(diào)制之前的原始信號，也稱為調(diào)制信號。1.時間特性可以表示為電壓或電流的時間函數(shù)的無線信號，通常用時域波形或數(shù)學表達式

4、來描述。無線信號的時間特性是信號隨時間變化的速度的特性。信號的時間特性必須相應地調(diào)整發(fā)送信號的電路的時間特性(例如時間常數(shù))。2.對于頻譜特性語音信號、圖像信號等復雜信號，用頻譜分析方法表示更加方便。圖1 2信號分解，對于周期信號，圖1 3可以表示為各種單獨的頻率分量(組件之間的諧波關(guān)系)，如圖1 2所示的信號的頻譜圖。對于非周期信號，可以使用傅立葉變換方法分解成連續(xù)譜，信號是連續(xù)譜的積分。頻譜特性包括振幅和相位頻率特性兩部分，反映信號各頻率分量的振幅和相位分布。任何信號都會占用一定的帶寬。光譜特性上，帶寬是信號能量的主要部分(通常大于90%)所占據(jù)的頻率范圍或頻帶寬度。圖1 3光譜，3 .頻

5、率特性所有信號都有一定的頻率或波長。我們這里說的頻率特性就是無線電信號的頻率或波長。電磁波輻射的光譜很寬，如圖1 4所示。無線電波只是波長比較長的電子檔案，所占的頻率范圍很廣。在自由空間中，波長和頻率有以下關(guān)系： c=f (11)，圖1 4電磁波譜，格式中， c是光通量，F(xiàn)和分別是無線電波的頻率和波長，因此無線電波也可以被視為相對低頻的電磁波。將頻率或波長分成區(qū)段。這分別稱為頻帶或頻帶。不同的頻帶信號的生成、放大和接收方法具有不同的傳播能力和方法，因此分析方法和應用范圍也不同。徐璐不同頻段的信號徐璐有不同的分析和實現(xiàn)方法，微波以上(包括微波、1 m)的信號通常通過聚合(中)參數(shù)的方法進行分析和

6、實現(xiàn)，而微波以下(1 m)的信號通常通過應用分布參數(shù)的方法進行分析和實現(xiàn)。當然，這也是相對的。4 .傳播特性傳播特性是指無線信號的傳播方式、傳播距離、傳播特性等。無線信號的傳播特性主要根據(jù)其所在的頻帶或頻帶進行區(qū)分。電磁波從發(fā)射天線發(fā)射后，無線電波的能量不僅會擴散，接收器只能接收其中極小的部分，在傳播過程中，無線電波的能量可以被地面、建筑物或高空的電離層吸收或反射?；蛘叽髿庵邪l(fā)生折射或散射等現(xiàn)象，到達接收器時強度會大幅減少。根據(jù)傳播過程中發(fā)生傳播的現(xiàn)象，傳播的傳播方式主要包括直射(視線)傳播、迂回(部族)傳播、折射和反射(天波)傳播以及散射傳播(見圖1 5)。決定傳播方式和傳播特征的關(guān)鍵因素是

7、無線信號的頻率。圖1 5傳播的主要傳播方法(a)直接傳播；(b)地面波傳播；(c)天波傳播；(D)散射傳播，5 .調(diào)制特性無線電波一般使用高頻(射頻)的另一個原因是高頻適用于天線輻射和無線電波。只有在天線大小大到可以與信號波長相比較的情況下，天線的發(fā)射效率才會提高，因此，只有用更小的信號功率傳播很長的距離，接收天線才能有效地接收信號。調(diào)制是利用調(diào)制信號控制高頻載波的參數(shù)，使載波信號的一個或多個參數(shù)(振幅、頻率或相位)根據(jù)調(diào)制信號的規(guī)律發(fā)生變化。根據(jù)載波調(diào)制參數(shù)，調(diào)制分為幅度調(diào)制(幅度調(diào)制)、頻率調(diào)制(頻率調(diào)制)和相位調(diào)制(相位調(diào)制)三種基本方法。分別標記為AM、FM、PM，還有組合調(diào)制方法。1.3這個過程的特點是高頻電子線路在科學技術(shù)和生產(chǎn)實踐中發(fā)展起來，只有通過實踐才能得到深入的理解。因此，在學習這門課程的時候，必須非常重視實驗過程，堅持理論聯(lián)系實際，在實踐中積累豐富的經(jīng)驗。隨著計算機技術(shù)和電子設計自動化(EDA技術(shù))的發(fā)展，越來越多的高頻電子線路可以使用EDA軟件進行設計、模擬分析和電路板制作，也可以進行電磁兼容分析和在實際環(huán)境中模擬。因此，掌握先進的高頻電路EDA技術(shù)也是學習高頻電子電路的重