射频及传输线基础知识
射频传输理论
射频传输理论第⼀章射频传输理论简介1、１带宽本节中主要解释射频传输线理论中得⼏个典型得参数,这样可以对传输线得传输⽅式与原理有⼀个⼤体得印象。
同时,这也就是射频技术得最基础得知识。
⽽且，这也有利于以后各个章节得理解。
在本节第⼀段中主要介绍⾼频与低频得区别以及不同频率波段得划分。
在电阻等效电路中,低频电路中得电阻在⾼频电路中可以等效为R、L串联⼀个电容C。
严格规定⾼频（ＲE)与低频（ＬF)得界限就是不现实得。
举个例⼦在MHZ 波段时，RF可以代替LF。
1.2射频线得结构与功能同轴线就是将信号从源头传输到终端使⽤得最常⽤得设备,它就是在传输过程中⽤连接器将电缆、信号源、终端连接到⼀起。
在传输中最重要得就是RF电缆得选择。
因为它决定了使⽤得连接器得尺⼨与性能,连接器得选择必须根据电⽓规格。
电缆与连接器会对系统中得损耗同时产⽣作⽤。
１.2.1射频传输线得种类1.２.2 典型得射频线由于采取了内外导体得结构,使得同轴线传输不会受到外界得影响,⽽且能量在内外导体之间也以波导得形式传播。
在此导线内直流与交流得传输频率可达到１10GHz。
在截⽌频率以内，信号都以TEM波得形式传播。
传播线得机械尺⼨决定了截⽌频率,⼀般来说尺⼨(轴向)越⼩得传输线传输频率越⾼。
在能量传输⽅向上场就是不存在得。
（电场与磁场就是垂直于电缆轴线⽅向)还有⼀些参量就是与频率⽆关得,⽐如：特性阻抗,传输速率。
只有损耗就是随着频率得增加⽽增加得。
这就是由于趋肤效应⽽产⽣得射频泄露。
１.２.3 射频线得电磁场在同轴线内部,电压与电流就是以不同得⽅式传播得,电压波在内导体表⾯与外导体内表⾯之间传播。
电流沿同轴线得传输引起了围绕内导体得环形场强,越贴近表⾯得场强越⼤。
电流引起了磁场,⽽电压引起了电场。
E＝Ｕ/Ｌn(D/d)×１／r (伏特/⽶)H=i/(２π）×1／r (安培／⽶)其中:D:外导体内径d:内导体外径U:内外倒替间得电压i:电流ｒ：(D-ｄ)／２内导体表⾯得场强就是最⼤,它随着距离增加⽽减少。
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传输线的基本知识传输射频信号的线缆泛称传输线，常用的有两种:双线与同轴线。
频率更高则会用到微 带线与波导，虽然结构不同，用途各异，但其基本传输特性都由传输线公式所表征。
不妨先让我们作一个实验，在一台PNA3620上测一段同轴线的输入阻抗。
我们会发现 在某个频率上同轴线末端开路时其输入阯抗却呈现短路，而末端短路时入端反而呈现开路。
通过这个实验可以得到儿个结论或想法：首先，这个现象按低频常规电路经验看是想不通 的，因此一段线或一个网络必须在使用频率上用射频仪器进行测试才能反映其真实情况。
其二，出现这种现象时同轴线的长度力测试频率下的X/ 4或其奇数倍；因此传输线的特 性通常是与长度的波长数有关，让我们习惯用波长数来描述传输线长度，而不是绝对长度, 这样作就更通用更广泛一些。
最后，这种现象必须通过传输线公式来计算（或阯抗圆图来 查出），熟悉传输线公式或圆阁是射频、天馈线工作者的基本功。
传输线公式是由著名的电报方程导出的，在这里不作推导而直接引用其公式。
对于一 般工程技术人员，只耑会利用公式或圆图即可。
这里主要讲无耗传输线，有耗的用得较少，就不多提了。
射频器件（包括天线）的性能是与传输线（也称馈线）有关的，射频器件的匹配过程 是在传输线上完成的，可以说射频器件是离不幵传输线的。
先熟悉传输线是合理的，而电 路的东西是比较具体的。
即使是天线，作者也尽量将其看成是个射频器件来处理，这种作 法符合一般基层工作者的实际水平。
1.1传输线基本公式1. 电报方程对于一段均匀传输线，在有关书上可 查到，等效电路如图1-1所示。
根据线的 微分参数可列出经典的电报方程，解出的 结果为：• x 为距离或长度，由负载端起算，即负载端的x 为0• r= a + j 3 , r 为传播系数，a 为袞减系数，P 为相移系数。
无耗时r = jf3. —般 情况不常用无耗线來进行分析，这样公式简单一些，也明确一些，或者说理想化一些。
射频集成电路设计基础(复习2)
射频集成电路设计基础 > 射频与微波技术复习 (1) > 无源元件 (Passive Components)
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– RLC 并联谐振电路 1 附近，即 1 1 , 在谐振频率 ω = ----------电路导纳为 Y = -- + j ω C + --------0 R jωL LC ω = ω 0 + ∆ω 处， j j 1 ------1 ------1 Y ( ω ) = --+ ( ω 2 LC – 1 ) = --+ ( 2 ∆ωω 0 + ∆ω 2 ) LC ≈ -- + j 2 C ∆ω R ωL R ωL R
d V(z) dz d jωC ⋅ V(z) = – I(z) dz jωL ⋅ I(z) = –
d V ( z ) + ω 2 LCV ( z ) = 0 dz2 d 2V(z) = 0 V ( z ) β + dz2
2
2
β 2 = ω 2 LC
毫不奇怪，我们得到的仍然是波动方程 V ( z ) = Ae –j β z + Be j β z β I ( z ) = ------- [ Ae –j β z – Be j β z ] ωL V(z) 所含的两项分别为入射波和反射波， A 和 B 是它们在 z=0 时的值，而
µ --- -- ln D π a πε --------------------ln ( D ⁄ a )
µ- b ----- ln -2 π a 2 πε ------------------ln ( b ⁄ a )
µ h -----w ε w -----h
射频电路预备基础知识_0_2_射频传输线
2. 同轴线 (Co-axial cable TL)
Features: • Electric field is completely contained within both conductors • Perfect shielding of magnetic field • TEM modes up to a certain cut-off frequency
7.圆波导
通常由金属材料（铜、铝等）制成的，圆形截面的、 内部填充空气介质的规则金属波导称之为圆波导。
注意：圆波导中有无穷多个满足边界条件的模式， 但不存在TE00、TEm0、TM00和TMm0模式。它的最 低模式是TE11模。
二、传输线特性分析
传输线有长线和短线之分。所谓长线是指传输线的 几何长度与线上传输电磁波的波长比值(电长度)大于或 接近1，反之称为短线。
V（z) V e kz V ekz
(z)
V V
(z) (z)
• 电压/电流波空间分布特性 V（z) V e kz oV ekz V (ekz oekz )
（I z) I (ekz oekz ) V (ekz oekz ) / Zo
Z（z) V (z) / I (z)
z0
I(z)
k
(V e kz V ekz ) 1 (V e kz V ekz )
(R jL)
Z0
• 传输线上单位长度的R, L, G, C
• 微带线特性阻抗与结构, 材料特性的关系
【射频笔记5】传输线理论基础
【射频笔记5】传输线理论基础一. 什么是传输线我们经常会用到传输线这一术语，可是讲到其具体定义时，很多工程师都是欲言又止，似懂非懂……我们知道，传输线用于将信号从一端传输到另一端，下图说明了所有传输线的一般特征所以，可以这样理解：传输线由两条一定长度导线组成，一条是信号传播路径，另一条是信号返回路径。
1. 分析传输线，一定要联系返回路径，单根的导体并不能成为传输线2.和电阻，电容，电感一样，传输线也是一种理想的电路元件，但是其特性却大不相同，用于仿真效果较好，但电路概念却比较复杂3.传输线有两个非常重要的特征：特性阻抗和时延二. 传输线分类经常用到的双绞线，同轴电缆都是传输线对于PCB来说，常有微带线和带状线两种微带线通常指PCB外层的走线，并且只有一个参考平面带状线是指介于两个参考平面之间的内层走线下图为微带线和带状线示意图及其阻抗计算公式，可以从这个公式中看出，阻抗和那些因素有关，但是实际工程应用中，都是用一些专业软件进行阻抗计算，比如Polar三. 传输线阻抗先来澄清几个概念，经常会看到阻抗，特性阻抗，瞬时阻抗，严格来讲，他们是有区别的，但是万变不离其宗，它们仍然是阻抗的基本定义.将传输线始端的输入阻抗简称为阻抗将信号随时遇到的及时阻抗称为瞬时阻抗如果传输线具有恒定不变的瞬时阻抗，就称之为传输线的特性阻抗特性阻抗描述了信号沿传输线传播时所受到的瞬态阻抗，这是影响传输线电路中信号完整性的一个主要因素如果没有特殊说明，一般用特性阻抗来统称传输线阻抗简单的来说，传输线阻抗可以用上面的公式来说明，但如果往深里说，我们就要分析信号在传输线中的行为，Eric Bogatin 博士在他的著作《Signal Integrity :Simplified》里面有很详细的说明，读者可以找原著来进行细究，这里只做一个简述：当信号沿着一条具有同样横截面的传输线移动时，假定把1V的阶梯波(step function)加到这条传输线中(如把1V的电池连接到传输线的发送端，电压跨在发送线和回路之间)，一旦连接，这个电压阶梯波沿着该线以光速传播，它的速度通常约为6英寸/ns。
射频电路的基础知识介绍
射频电路的基础知识介绍描述射频布局和天线调谐需要了解射频特定的概念，并且需要比传统电路布局更多的关注。
本节介绍 RF 设计、传输线路和特性阻抗的基础知识。
需要理解以下概念和术语来设计有效的 RF 布局。
▪传输线▪特性阻抗▪回波损耗▪介入损耗▪阻抗匹配影响射频设计与模拟设计相关的关键因素是射频电路的阻抗。
在低频时，负载阻抗在距离负载走线不同距离处测量时保持不变。
对于大多数应用，也不依赖于迹线宽度或其均匀性。
因此，迹线仅表示为低频节点。
但在高频时，RF 电路的阻抗（Z）会在距负载不同距离处测量时发生变化。
这种变化还取决于所使用的基底和射频迹线的尺寸。
因此，迹线也成为 RF 原理图中的设计元素。
传输线是通过定义的路径传输电磁能量的媒介。
同轴电缆，波导以及 RF 引脚和天线之间的 RF 走线都是传输线。
大多数射频迹线是诸如微带线和共面波导之类的传输线。
传输的关键特性是它的特征阻抗（Z0），它是通过无损传输线传播的波的电压和电流的振幅比。
对于频率为2.45 GHz 的应用，例如BLE，50Ω特性阻抗广泛用于射频迹线。
传输线路的等效模型即使 Z0 是一个实数，它也不是 RF 走线的电阻。
理想的传输由于其特性阻抗不消耗能量或具有任何损耗。
传输线的等效模型如上图所示。
它是表示传输线分布式串联电感与分布式并联电容之比的属性。
其中 L 和 C 分别是沿传输线任意长度的分布电感和分布电容。
特性阻抗（Z0）取决于 PCB 材料，基底厚度，迹线宽度，迹线厚度以及 RF 迹线和接地填充物之间的间隙。
这些参数在传统的布局和设计中经常被忽略，但它们在射频设计中扮演着重要的角色。
阻抗测量设置的表示上图描述了测量 RF 电路阻抗的典型测量设置。
射频走线上给定点的阻抗与走线的特征阻抗，与负载的距离和负载阻抗有关;计算方式如下面的等式：其中 Z 是在距离负载的距离为 l 处测得的阻抗，ZL是在负载（l = 0）处测得的阻抗，Z0是传输线的特性阻抗，β是相位常数。
射频面试基本知识
射频面试基本知识1. 介绍射频（Radio Frequency，简称RF）是指无线电波在无线通信中的传输媒介。
在现代无线通信系统中，射频技术扮演着至关重要的角色。
射频面试基本知识是面试时经常涉及的一个重要部分，掌握这些知识对于从事射频工程相关职位的求职者来说至关重要。
本文将介绍射频面试中常见的一些基本知识点，帮助读者更好地准备面试，提升自己在射频领域的竞争力。
2. 射频频段射频频段是指无线电波的频率范围。
在无线通信中，不同的应用会使用不同的频段。
以下是一些常见的射频频段：•低频（LF）：30 kHz - 300 kHz•中频（MF）：300 kHz - 3 MHz•高频（HF）：3 MHz - 30 MHz•甚高频（VHF）：30 MHz - 300 MHz•超高频（UHF）：300 MHz - 3 GHz•极高频（SHF）：3 GHz - 30 GHz•特高频（EHF）：30 GHz - 300 GHz在不同的频段中，射频信号的特性和传播方式也会有所不同。
在射频面试中，面试官可能会问到某个频段的特点及其在通信系统中的应用。
3. 射频器件射频器件是指在射频电路中起关键作用的元器件。
以下是一些常见的射频器件：•滤波器：用于在射频电路中滤除不需要的频率成分。
•放大器：用于放大射频信号的幅度。
•混频器：用于将射频信号与本地振荡器产生的信号进行混频，得到中频信号。
•变频器：用于将射频信号的频率转换到其他频段。
•发射器和接收器：用于无线通信系统中的信号发射和接收。
在射频面试中，可能会涉及到这些射频器件的工作原理、性能参数以及选型等方面的问题。
4. 射频传输线射频传输线是指在射频电路中用于传输射频信号的导线或导轨。
常见的射频传输线有以下几种：•同轴电缆：由内导体、绝缘层、外导体和外护套组成，适用于高频和宽带信号的传输。
•微带线：由金属线和绝缘基板组成，适用于高频和微波信号的传输。
•波导：由金属管道或金属壳体组成，适用于超高频和毫米波信号的传输。
rfs知识点总结
rfs知识点总结RFS (Radio Frequency System)是一个广泛应用在通信领域的系统，涉及到射频信号的发送、接收、调制和解调等一系列过程。
它在无线通信、雷达检测、卫星通信等领域都有着重要的应用。
本文将从RFS的基本原理、应用领域、关键技术等方面进行总结和介绍。
一、RFS的基本原理1. 射频信号和频率射频信号是指频率在300Hz到300GHz之间的电磁波信号。
在无线通信中，通常会用频率来区分不同的信号。
频率越高，信号的传输速度越快，但是穿透力会相对较弱。
2. 数据调制与解调在RFS中，数据调制是指将数字信号转换成模拟信号，而解调则是将模拟信号转换成数字信号。
调制方式有幅度调制、频率调制和相位调制等，而解调则是对应的反向过程。
3. 天线和传输线天线是用来发送和接收射频信号的装置，具有辐射和接收的功能。
传输线是指用来传输射频信号的导线，例如同轴电缆、微带传输线等。
4. 信号解耦信号解耦是指将多个信号分离开来，使其不相互影响。
在RFS系统中，信号解耦可以有效地提高信号的传输质量。
5. 频谱分配频谱分配是指将整个频谱范围划分成多个小的频段，以便多个通信系统之间不会相互干扰。
这在无线通信系统中是十分重要的。
二、RFS的应用领域1. 无线通信RFS在无线通信领域有着广泛的应用，包括移动通信、卫星通信、无线局域网等。
通过RFS系统，用户可以实现无线语音通话、数据传输等功能。
2. 雷达检测雷达是一种利用电磁波进行目标检测的设备，而它的核心就是RFS系统。
雷达可以实现目标探测、跟踪、成像等功能，广泛应用于军事、气象、航空等领域。
3. 卫星通信卫星通信是指通过人造卫星进行通信的方式，它可以实现全球范围内的通信覆盖。
RFS系统在卫星通信中扮演着核心角色，它负责卫星信号的发送、接收、处理等一系列过程。
4. 电子对抗电子对抗是指通过电磁手段来干扰敌方通信或雷达设备的行为。
RFS系统在电子对抗中扮演着重要的作用，它可以实现信号拦截、干扰、伪装等功能。
基本射频
基本射频、光纤及网络知识汇编一、射频知识功率/电平（dBm）：放大器的输出能力，一般单位为w、mw、dBm注：dBm是取1mw作基准值，以分贝表示的绝对功率电平。
换算公式：电平（dBm）=10lg功率（mw）1（mw）5w 10lg5000=37dBm10w 10lg10000=40dBm20w 10lg20000=43dBm从以上不难看出，功率每增加一倍，电平值增加3dB。
增益（dB）：即放大倍数，单位可表示为分贝（dB）。
即：dB=10lgA（A为功率放大倍数）插损：当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减，单位用dB表示。
阻抗匹配：使系统反射系数为零，即无反射时称为匹配。
相应传输线有两种状态：1、无反射状态（行波）2、全反射状态（驻波）3、行驻波驻波比（回波损耗）：行驻波状态时，波腹电压与波节电压之比（VSWR）附：驻波比——回波损耗对照表：三阶交调：若存在两个正弦信号ω1和ω2，由于非线性作用将产生许多互调分量，其中2ω1-ω2和2ω2-ω1两个频率分量称为三阶交调分量。
其功率P3和信号ω1或ω2的功率之比称为三阶交调系数M3。
即M3=10lg P1 2 1 2 2 1噪声系数：指电路噪声恶化程度，一般定义为输出信噪与输入信噪的比值，实际使用中化为分贝来计算，单位为dB。
二、射频器件知识放大器：（amplifier）用以实现信号放大的电路。
滤波器：（filter）通过有用频率信号抑制无用频率信号的部件或设备。
衰减器：（attenuator）在相当宽的频段范围内一种相移为零、其衰减和特性阻抗均为与频率无关的常数的，由电阻元件组成的四端网络，其主要用途是调整电路中信号大小、改善阻抗匹配。
功分器：进行功率分配的器件。
有二、三、四…….功分器；接头类型分N头（50Ω）、SMA头（50Ω）和F头（75Ω）三种，我们公司常用的是N头和SMA头。
耦合器：从主干通道中提取出部分信号的器件。
按耦合度大小分为5、10、15、20…dB等不同规格；从基站提取信号可用大功率耦合器（300W），其耦合度可从60~65dB中选用；耦合器的接头多采用N头。
射频基础知识资料(最新整理)
第一部分射频基本概念第一章常用概念一、特性阻抗特征阻抗是微波传输线的固有特性，它等于模式电压与模式电流之比。
对于TEM波传输线，特征阻抗又等于单位长度分布电抗与导纳之比。
无耗传输线的特征阻抗为实数，有耗传输线的特征阻抗为复数。
在做射频PCB板设计时，一定要考虑匹配问题，考虑信号线的特征阻抗是否等于所连接前后级部件的阻抗。
当不相等时则会产生反射，造成失真和功率损失。
反射系数(此处指电压反射系数)可以由下式计算得出：z1二、驻波系数驻波系数式衡量负载匹配程度的一个指标，它在数值上等于：由反射系数的定义我们知道，反射系数的取值范围是0~1，而驻波系数的取值范围是1~正无穷大。
射频很多接口的驻波系数指标规定小于1.5。
三、信号的峰值功率解释：很多信号从时域观测并不是恒定包络，而是如下面图形所示。
峰值功率即是指以某种概率出现的尖峰的瞬态功率。
通常概率取为0.1%。
四、功率的dB 表示射频信号的功率常用dBm 、dBW 表示，它与mW 、W 的换算关系如下：dBm=10logmWdBW=10logW例如信号功率为x W ，利用dBm 表示时其大小为五、噪声噪声是指在信号处理过程中遇到的无法确切预测的干扰信号（各类点频干扰不是算噪声）。
常见的噪声有来自外部的天电噪声，汽车的点火噪声，来自系统内部的热噪声，晶体管等在工作时产生的散粒噪声，信号与噪声的互调产物。
六、相位噪声相位噪声是用来衡量本振等单音信号频谱纯度的一个指标，在时域表现为信号过零点的抖动。
理想的单音信号，在频域应为一脉冲，而实际的单音总有一定的频谱宽度，如下页所示。
一般的本振信号可以认为是随机过程对单音调相的过程，因此信号所具有的边带信号被称为相位噪声。
相位噪声在频域的可以这样定量描述：偏离中心频率多少Hz处，单位带宽内的功率与总信号功率相比。
例如晶体的相位噪声可以这样描述：噪声系数是用来衡量射频部件对小信号的处理能力，通常这样定义：单元输入信噪比除输出信噪比，如下图：对于线性单元，不会产生信号与噪声的互调产物及信号的失真，这时噪声系数可以用下式表示：Pno 表示输出噪声功率，Pni 表示输入噪声功率，G 为单元增益。
射频基础知识知识讲解
射频基础知识知识讲解第⼀部分射频基础知识⽬录第⼀章与移动通信相关的射频知识简介 (1)1.1 何谓射频 (1)1.1.1长线和分布参数的概念 (1)1.1.2射频传输线终端短路 (3)1.1.3射频传输线终端开路 (4)1.1.4射频传输线终端完全匹配 (4)1.1.5射频传输线终端不完全匹配 (5)1.1.6电压驻波分布 (5)1.1.7射频各种馈线 (6)1.1.8从低频的集中参数的谐振回路向射频圆柱形谐振腔过渡 (9) 1.2 ⽆线电频段和波段命名 (9)1.3 移动通信系统使⽤频段 (9)1.4 第⼀代移动通信系统及其主要特点 (12)1.5 第⼆代移动通信系统及其主要特点 (12)1.6 第三代移动通信系统及其主要特点 (12)1.7 何谓“双⼯”⽅式？何谓“多址”⽅式 (12)1.8 发信功率及其单位换算 (13)1.9 接收机的热噪声功率电平 (13)1.10 接收机底噪及接收灵敏度 (13)1.11 电场强度、电压及功率电平的换算 (14)1.12 G⽹的全速率和半速率信道 (14)1.13 G⽹设计中选⽤哪个信道的发射功率作为参考功率 (15) 1.14 G⽹的传输时延，时间提前量和最⼤⼩区半径的限制 (15) 1.15 GPRS的基本概念 (15)1.16 EDGE的基本概念 (16)第⼆章天线 (16)2.1天线概述 (16)2.1.1天线 (16)2.1.2天线的起源和发展 (17)2.1.3天线在移动通信中的应⽤ (17)2.1.4⽆线电波 (17)2.1.5 ⽆线电波的频率与波长 (17)2.1.6偶极⼦ (18)2.1.7频率范围 (19)2.1.8天线如何控制⽆线辐射能量⾛向 (19)2.2天线的基本特性 (21)2.2.1增益 (21)2.2.2波瓣宽度 (22)2.2.3下倾⾓ (23)2.2.4前后⽐ (24)2.2.5阻抗 (24)2.2.6回波损耗 (25)2.2.7隔离度 (27)2.2.8极化 (29)2.2.9交调 (31)2.2.10天线参数在⽆线组⽹中的作⽤ (31)2.2.11通信⽅程式 (32)2.3．⽹络优化中天线 (33)2.3.1⽹络优化中天线的作⽤ (33)2.3.2天线分集技术 (34)2.3.3遥控电调电下倾天线 (1)第三章电波传播 (3)3.1 陆地移动通信中⽆线电波传播的主要特点 (3)3.2 快衰落遵循什么分布规律，基本特征和克服⽅法 (4)3.3 慢衰落遵循什么分布规律，基本特征及对⼯程设计参数的影响 (4) 3.4 什么是⾃由空间的传播模式 (5)3.5 2G系统的宏⼩区传播模式 (5)3.6 3G系统的宏⼩区传播模式 (6)3.7 微⼩区传播模式 (6)3.8 室内传播模式 (9)3.9 接收灵敏度、最低功率电平和⽆线覆盖区位置百分⽐的关系 (10) 3.10 全链路平衡和最⼤允许路径损耗 (11)第四章电磁⼲扰 (12)4.1 电磁兼容（EMC）与电磁⼲扰（EMI） (12)4.2 同频⼲扰和同频⼲扰保护⽐ (13)4.3 邻道⼲扰和邻道选择性 (14)4.4 发信机的（三阶）互调⼲扰辐射 (15)4.5 收信机的互调⼲扰响应 (15)4.6 收信机的杂散响应和强⼲扰阻塞 (15)4.7 dBc与dBm (16)4.8 宽带噪声电平及归⼀化噪声功率电平 (16)4.9 关于噪声增量和系统容量 (17)4.10 直放站对基站的噪声增量 (17)4.11 IS-95 CDMA 对 GSM 基站的⼲扰 (19)4.12 G⽹与PHS⽹的相互⼲扰 (20)4.13 3G系统电磁⼲扰 (22)4.14 PHS系统与3G系统之间的互⼲扰 (24)4.15 GSM系统与3G系统之间的互⼲扰 (25)第五章室内覆盖交流问题应答 (12)5．1、⽬前GSM室内覆盖⽆线直放站作信源站点数量达60%，WCDMA的建设中，此类站点太多将导致⽹络上⾏噪声被直放站抬⾼，请问怎么考虑？5.2、⾼层窗边的室内覆盖信号场强难以做到主导，⽽室内窗边将是数据业务需求的⾼发区域，室内窗边的⾼速速率如何保证？5.3、有⼚家建议室内覆盖不⽤⼲放，全⽤⽆源覆盖分布，我们如何考虑？5.4、室内覆盖中，HSDPA引⼊后，有何新要求？5.5、系统引⼊多载频对室内覆盖的影响？5.6、上、下⾏噪声受限如何考虑？5.7、室内覆盖时延分集增益。
射频调制第一章传输线变压器阻抗变换
THANK YOU
感谢聆听
当传输线上同时存在行波和驻波时，称为行驻波状态。此时，传输线上 各点的电压和电流幅度和相位都呈现周期性变化。
02
变压器基本原理与分类
变压器工作原理简介
电磁感应原理
变压器利用电磁感应原理，通过交变磁场实现电能传输和电压变换。当原边绕组 通以交流电流时，产生交变磁通，从而在副边绕组中感应出电动势，实现电压的 变换。
无限大与有限大
理想变压器假设原边和副边的电感都是无限大，而 实际变压器的电感是有限的，这会导致变压器的电 压变换比和效率受到频率的影响。
03
阻抗变换技术及应用
阻抗匹配概念及意义
阻抗匹配定义
阻抗匹配是指负载阻抗与激励源 内部阻抗互相适配，得到最大功 率输出的一种工作状态。
阻抗匹配意义
在射频调制中，阻抗匹配对于提 高信号传输效率、降低信号反射 和损耗具有重要意义。
射频调制第一章传输线变压器 阻抗变换
目
CONTENCT
录
• 传输线基本理论 • 变压器基本原理与分类 • 阻抗变换技术及应用 • 传输线变压器设计与实现 • 射频调制系统性能评估 • 总结与展望
01
传输线基本理论
传输线方程及其解
传输线方程
描述传输线上电压和电流变化规律的方程，包括波动方程和电报 方程。
04
传输线变压器设计与实现
设计目标与方法
设计目标
实现高效率、宽频带、低损耗的传输 线变压器，满足射频调制系统的要求 。
设计方法
采用传输线理论、电磁场理论和电路 仿真技术，进行传输线变压器的设计 。
关键参数选择与优化
关键参数
传输线特性阻抗、耦合系数、工作频 率、带宽等。
射频基础知识
1mW 1mW 10 lg 0 dBm 1mW
1.26mW 1.26mW 10 lg 1dBm 1mW
功率和增益差损
30000mW 30W 10 lg 44.77 dBm 1mW
30W 30W 10 lg 14.77 dBW 1W
表示传输线长度。 z
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驻波比和传输功率、Smith圆图
根据最大功率传输条件下的阻抗匹配，在使用公式时 往往涉及复数运算，比较麻烦，使用不方便。利用史密斯 圆图（Smith Chart）可简便求解，并且容易看出准确结果 的趋向，而其作图误差在工程允许范围内，常用于复杂网 络的初调计算。 要使信号源传送到负载的功率最大，需要负载匹配。 用smith圆图设计匹配网络，即使得负载阻抗变换到源端时 匹配到源特性阻抗如50欧姆。这就等于要求信号源经过匹 配网络到负载的输出阻抗必须等于负载的共轭阻抗，即：
• 传输媒介相对介电常数 r大于1时，电磁波传播速度小 内于真空中传输的距离。
C f 3 10 m / s
8
于光速为：
V r f
C
r 为传输媒介中电磁波的等效传输线波长。
• 真空中BD发射波长约为18.5cm，接收波长约为12cm。 • 实际传输线中以上两项的传输波长要略小于所给值。
- 10lg 1
2
0.52dB
驻波比和传输功率、Smith圆图
在非理想状态下，由于源阻抗、传输线上的特性阻抗、负 载阻抗都不可能是纯粹的50欧姆。因此存在源阻抗与负载 阻抗的失配。 根据最大功率传输定理：工作于正弦稳态的单口网络向一 个负载 Z L RL jX L 供电，如果该单口网络可用戴维宁等 效电路(其中 Zo Ro jX o 为源输出阻抗)代替，则在负载 * 阻抗等于含源单口网络输出阻抗的共轭复数（即 Z Z ） L o 时，负载可以获得最大平均功率。
带你了解射频、光纤的基础知识
带你了解射频、光纤的基础知识一、基本物理量、基本概念的介绍1、功率/电平·功率——理论上定义为做功的速率。
单位为mW、W（瓦）、kW等。
·电平——功率的另一种表示。
单位为dBm（取1mW为基准值，以分贝表示的绝对功率电平）。
·换算公式：电平(dBm)=10lgP(功率mW¤1mW) 。
如5W®10lg5000=37dBm; 10W ®10lg10000=40dBm.（功率增倍，电平增加3dB）·输出功率——指放大器的功率输出能力。
常以功率或电平表示。
2、增益（dB）·增益——指放大器或系统的功率放大倍数，单位为分贝（dB）。
·增益（dB）=系统输出电平（dBm）-系统输入电平（dBm）3、插损（dB）·插损——插入损耗的简称，表示当电路中接入某一无源器件或部件后所引起的损耗（即衰减）。
单位为分贝（dB）。
·插损（dB）=器件输出电平（dBm）–器件输入电平（dBm）4、选择性、带宽·选择性——衡量滤波器选择有用信号同时抑制无用信号的能力。
常用带宽BW、矩形系数K0.1来表示。
·带宽BW——滤波器对信号的衰减为-3dB时所决定的频率宽度。
·矩形系数K0.1——滤波器对信号的衰减为-20dB(或-40dB、-60dB）时的频宽与滤波器带宽BW的比值。
其值越接近于1，滤波器的选择性越好。
5、阻抗匹配·阻抗匹配——使系统反射系数为零，即无反射时称为匹配。
·相应的传输线有三种状态：无反射状态（行波）、全反射状态（驻波）、行驻波。
6、驻波比、回波损耗·驻波比——行驻波状态时，波腹电压与波节电压之比（VSWR）。
·回波损耗RL（dB) =反射信号电平（dBm）–入射信号电平（dBm）7、三阶互调·三阶互调——若存在两个正弦信号w1和w2，由于非线性作用将产生许多互调分量|±p w1 ±q w2 |，p+q称为阶。
射频电路理论与设计第1章 传输线理论
（1.5）
式（1.5）称为均匀传输线方程，又称 为电报方程。
dV R jL I dz dI G jC V dz
（1.7）
1.3.2 均匀传输线方程的解
V z A1e jz A2 e jz 1 I z A1e jz A2 e jz Z0
传输线属长线，沿线各点的电压和电 流（或电场和磁场）既随时间变化，又随 空间位置变化，是时间和空间的函数，传 输线上电压和电流呈现出了波动性，所以 长线用传输线理论来分析。
传输线理论是对长线而言的，用来分 析传输线上电压和电流的分布，以及传输 线上阻抗的变化规律。在射频频段，必须 使用传输线理论取代电路理论。传输线理 论是电路理论与电磁场波动理论的结合， 传输线理论可以认为是电路理论的扩展， 也可以认为是电磁场波动方程的解。
分布电导G——传输线单位长度上的 总电导值，单位为S/m。
分布电感L——传输线单位长度上的 总电感值，单位为H/m。 分布电容C——传输线单位长度上的 总电容值，单位为F/m。
1.2.3 传输线的等效电路
图 1.5 传输线的等效电路
1.3 传输线方程及其解
1.3.1 均匀传输线方程
传输线方程是研究传输线上电压、电 流的变化规律，以及它们之间相互关系的 方程。
对于均匀传输线，由于分布参数是沿 线均匀分布的，所以只需考虑线元dz的情 况。
图 1.6 传输线上电压和电流的定义及其等效电路
v z , t i z , t Ri z , t L z t i z , t v z , t Gv z , t C z t
图 1.1 平行双导线
图 1.2 同轴线
射频技术传输线基础
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射频技术-传输线基础
S21
b2 a1
a2 0
S22
b2 a2
a1 0
S参量的分贝表达 （m,n=1,2)
20 log(Smn )(dB)
an=0要求入射功率为零，且端口匹配。
散射参量*
2.散射参量的物理意义
输入端的反射系数：
S11
in
Zin Zin
Z0 Z0
驻波比：
VSWR 1 S11 1 S11
输出端的反射系数：
1.散射参量的定义
S参量是用入射功率波 Port1 网络 Port2 和反射功率波定义的网络
参数。
a.归一化入射功率an和反 射功率bn （n=1,2）
a1
S
a2
b1
b2
an
2
1 Z0
(Vn
Zn In )
bn
2
1 Z0
(Vn
ZnIn)
*《射频电路设计》p110-117
散射参量*
b.归一化功率an、bn 与真实功率的关系
(f=30GHz)
d c 0.145dB 0.923dB 1.07(dB / m)
(f=1GHz)
传输线基础—微带线—基本传输特性.例2
• 例：微带设计
计算微带的宽度和长度，要求在2.5GHz时为50Ω 阻抗和1／4波长。基片厚度0.127cm,εr=2.2。
•解
猜测W/d>2,根据前述公式有
d
Rs Z0W
(Np / m)
8.686
Rs Z0W
(dB / m)
(Rs
0 ) 2
* 参考《微波工程》p123－124
传输线基础—微带线—基本传输特性
f.色散：
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传输线的基本知识传输射频信号的线缆泛称传输线，常用的有两种:双线与同轴线。
频率更高则会用到微带线与波导，虽然结构不同，用途各异，但其基本传输特性都由传输线公式所表征。
不妨先让我们作一个实验，在一台PNA3620上测一段同轴线的输入阻抗。
我们会发现在某个频率上同轴线末端开路时其输入阻抗却呈现短路，而末端短路时入端反而呈现开路。
通过这个实验可以得到几个结论或想法：首先，这个现象按低频常规电路经验看是想不通的，因此一段线或一个网络必须在使用频率上用射频仪器进行测试才能反映其真实情况。
其二，出现这种现象时同轴线的长度为测试频率下的λ/ 4或其奇数倍；因此传输线的特性通常是与长度的波长数有关，让我们习惯用波长数来描述传输线长度，而不是绝对长度，这样作就更通用更广泛一些。
最后，这种现象必须通过传输线公式来计算（或阻抗圆图来查出），熟悉传输线公式或圆图是射频、天馈线工作者的基本功。
传输线公式是由著名的电报方程导出的，在这里不作推导而直接引用其公式。
对于一般工程技术人员，只需会利用公式或圆图即可。
这里主要讲无耗传输线，有耗的用得较少，就不多提了。
射频器件（包括天线）的性能是与传输线（也称馈线）有关的，射频器件的匹配过程是在传输线上完成的，可以说射频器件是离不开传输线的。
先熟悉传输线是合理的，而电路的东西是比较具体的。
即使是天线，作者也尽量将其看成是个射频器件来处理，这种作法符合一般基层工作者的实际水平。
1.1 传输线基本公式1.电报方程对于一段均匀传输线，在有关书上可查到，等效电路如图1-1所示。
根据线的微分参数可列出经典的电报方程，解出的结果为：V 1= 21（V 2+I 2Z 0）e гx + 21 (V 2-I 2Z 0)e -гx （1-1） I 1=021Z （V 2+I 2Z 0）e гx - 021Z (V 2-I 2Z 0)e -гx (1-2) · x 为距离或长度，由负载端起算,即负载端的x 为0·г= α+j β, г为传播系数，α为衰减系数, β为相移系数。
无耗时г = j β. 一般情况下常用无耗线来进行分析，这样公式简单一些,也明确一些，或者说理想化一些。
而这样作实际上是可行的，真要计算衰减时，再把衰减常数加上。
· Z 0为传输线的特性阻抗。
· Z i 为源的输出阻抗(或源内阻)，通常假定亦为Z 0；若不是Z 0，其数值仅影响线上电压的幅度大小，并不影响其分布曲线形状。
· 两式中前一项x 越大值越大，相位也越领先，即为入射波。
后一项x 越大值越小,相位也越落后，即为反射波。
· 由于一般只对线上的分布感兴趣，因此式中将时间因子ej ωt 去掉了。
2. 无耗线上的电压电流分布上面公式中2端为负载端，1端为源端，而x 可为任意值，泛指线上任意一点的电压与电流，因此下面将V 1、I 1的1字省掉。
V = 21（V 2+I 2Z 0）e j βx [1+|Г|e-j(2βx-Φ) ] （1-3） I = 21[(V 2+I 2Z 0)/Z 0]e j βx [1-|Γ|e -j(2βx-Φ)] (1-4) 式中Г（反射系数）=∣Г|∠Φ = 0202022022Z Z Z Z Z I V Z I V +-=+- （1-5） |Г|≤1 , 要想反射为零，只要Z 2=Z 0即成。
（10-3）,(10-4)式中首项不是X 的函数，而ej βX 为相位因子，不影响幅度。
只是末项（方括号项）影响幅度分布.现在让我们看看电压分布:V x = V(1 + |Г|e -j(2βX+Φ) )显然 2βx+Φ=0 或 2N π时, 电压最大，V max =V(1+|Г|)2βx+Φ=π 或 (2N-1)π时, 电压最小，V min =V(1-|Г|)驻波比 ρ= Γ-Γ+=11min max V V (1-6) 当|Г|<<1 时ρ=1+2|Г| ,有时也会用到|Γ| =（ρ-1）/ 2 。
这是一个天馈线中最常见的一个技术指标，英文缩写为S.W.R ，也有用V.S.W.R ，即强调是电压之比。
线上电压因反射的存在而出现有高有低的现象并不是我们希望的，我们希望|Г| → 0， 也就是ρ→1。
一般应用时ρ≤1.5即可,有的场合要求ρ≤1.1。
作为运算，用反射系数Г更合适一些。
也有人定义：返回损失（回损）= 20log ∣Г∣dB (1-7) 英文为Return Loss,也有人译成回波损耗。
由于∣Г∣≤1，因此为负值，但习惯上不管这个负号，有时会讲出驻波比多少dB 之类的话，其实他是在讲回损。
不同行业有不同的习惯用语,驻波ρ、回损R.L.、与反射系数Γ的常用数值见附录。
3. 对特性阻抗Z 0的理解⑴ 在解电报方程中令Z 0=Cj G L j R ωω++ 式中R 为传输线单位长度的电阻（导体本身电阻与长度的比值）。
L 为传输线单位长度的电感（导体本身电感与长度的比值）。
G 为传输线单位长度的电导（两导体间的电导与长度的比值）。
C 为传输线单位长度的电容（两导体间的电容与长度的比值）。
在频率较低时，Z 0随频率而变化，频率高时（射频）Z o ≈C L / (1-8) Z 0就与频率关系不大了。
通常Z 0在射频低端是用测一段传输线的电感与电容后算出的，直接测Z 0是测不出来的。
Z 0测试频率不宜低于10MHz 。
⑵ Z 0是一种结构尺寸决定的电参数如同轴线的Z 0=dD r ln60ε (1-9)εr 为同轴线内充填介质的相对介电常数。
D 为外导体内径，d 为内导体外径 ，如图1-2所示。
双线的Z 0=120ln[1)/(2-+d D dD ] ≈120ln(2D/d) (10-10)D 为两导线之间的中心距，d 为导线直径。
如图1-3所示。
其他形状的传输线的Z 0可查其他书得到其计算公式或图表。
尺寸均匀的传输线本身不产生反射，只是在尺寸不连续处才会产生反射。
⑶ Z 0可看成是一根无限长均匀传输线的输入阻抗， 无限长的传输线虽然是不存在 的，但是可以借用一下这个概念。
既然是无限长，显然是不会有反射的，这是一层意思。
另一种看法是既然是无限长，再加上一段也是无限长，而且输入阻抗也不会变。
因此一个负载的阻抗经过一段线后的输入阻抗仍为此阻抗本身而且与长度无关，则此阻抗即为该线的特性阻抗；但由于通常电缆并不均匀，不宜用长电缆的输入阻抗作为Z 0来验收。
⑷ 在甚高频以上可用约λ/8的线测其末端开路和短路时的输入容抗与感抗相乘开方即得Z 0，用λ/8是因为此时误差最小。
4. 无耗线的输入阻抗无耗时，（10-1）(10-2)两式可化成:V = V 2Cos βx + jI 2Z 0Sin βx (1-11) I = I 2Cos βx + j(V 2/Z 0)Sin βx (1-12) 变量用x 表示是可以变的，而通常我们只对某一长度l 下的阻抗感兴趣，故改写成l ，这只是个习惯而已。
Z in = Z 0 l jZ l Z l jZ l Z ββββsin cos sin cos 2002++ (1-13) ⑴ 若Z 2=Z 0时，Z in = Z 0 ( 与长度无关)。
⑵ 若Z 2≠Z 0，l =λ/4时，Z in = Z 02/Z 2 这点可用来作阻抗变换器或简称变阻器。
⑶ 若Z 2=0，Z ins =jZ 0tan l β，显然当l 为λ/4时，l β=90°，Z ins =∞，这点可用来作 支撑或并联补偿。
⑷ 若Z 2=∞，Z ino =-jZ 0Cot l β，显然，当l 为λ/4时，Z ino =0，这点可用来作电耦合 或串联补偿。
• 对于λ/4线,末端短路时入端呈现开路；而末端开路时入端却呈现短路，这种结果凭想当然是想不出来的，它是理论的计算结果，而且是经得起仪器检验的结果。
⑸ 由⑶⑷可得Z ino ×Z ins =（-jZ 0Cot l β）（ jZ 0tan l β）= Z 02，这就是测Z 0的根据。
⑹ 对末端为任意阻抗，除（10.13）外，可由（10.3）(10.4)指数表达式得到， Z in = Z 0)2()2(11φβφβ----Γ-Γ+x j x j e e (1-14)当2βx-Φ=0，或 2N π时，即线上电压最大点的输入阻抗Z in max =ρZ 0。
(1-15) 当2βx-Φ=π，或 (2N-1)π时，线上电压最低点的输入阻抗Z in min =Z 0/ρ。
(1-16)1.2 史密斯圆图传输线公式虽然有用，但手算起来是很麻烦的，只能编程用计算机进行计算。
为了便于形象化的理解阻抗情况与匹配的过程，作些简单的计算时，采用圆图就非常方便了。
不会看圆图就如同到一个陌生的地方分不清方向不会看地图一样不方便。
对于某一传输线端接任一负载的情况下，可用它的Г值来表示，不管你的负载为何值，它必然落在|Г|=1的圆内。
1. 反射系数同心圆（等|Г|圆或等ρ圆）让我们在一张纸上画一个半径为1的圆，则圆心代表反射为零的点，过零点画一根水平线，左右两交点分别代表Г= -1（即∠180°）与Г=1，则任意一段传输线上的任一点，都可以在圆内找到其对应的位置，即|Г|∠ф。
将直径等分即得如图1-4所示的等反射圆。
在一根传输线上移动时，其|Г|值是不变的，只是相位随距离而变，正好在等|Г|圆上转。
看这个图时请注意，相位为 -2l β，即l 越长，相位越落后，因此图上l 的方向是顺时针方向。
另外还有一个2倍，即转角快了一倍；如l =λ/2，在圆上就转了360°，仍在原地。
此图一般是用等驻波比画的，不如等|Γ|均匀等距好画。
半径表示|Г|（或ρ），越靠近圆心反射越小。
假如将半径分成十等分，画上十个同心圆，则圆图将类似打靶用的靶，能打十环最好，其实8、9环也就不错了。
2. 等阻圆与等抗圆圆图的制作上有这样一个要求，那就是要用归一化阻抗，即z =Z/Z 0;对于50Ω的同轴线，50Ω的负载的归一化阻抗为1。
用小写字母表示归一值。
由Γ= 11110202++-+=+-=+-jx r jx r z z Z Z Z Z （1-17） 可以化简得到等阻圆与等抗圆。
等阻圆为一偏心圆族，圆心在（ r r +1 ，0），半径为r+11。
如图1-5所示有时要用直角坐标表示Γ=I+jQ ,I 为同相分量（或X 分量），Q 为正交分量（或Y 分量）。
2222)1(1QI Q I r +---= （1-18）等抗圆为圆心在（1,x 1），半径为 x1 的圆族，上面为正，下面为负。
如图1-6所示也可用直角坐标表示22)1(2QI Q x +-=（1-19）3. 阻抗圆图将三种圆画在一起就成了史密斯圆图(图1-7)，也常称阻抗圆图，或简作圆图。