射频调制第一章传输线变压器阻抗变换4-4
2第一章 选频回路与阻抗变换
第一章
选频回路与阻抗变换
②电压特性。谐振时回路两端的电压最 大，并与信号电流同相。 ③品质因数。回路品质因数描述了回路 的储能与它的耗能之比。定义为
一个由有耗的空心线圈和电容组成 的回路的Q值大约是几十到一、二百。
第一章
选频回路与阻抗变换
④电流特性。谐振时，流过电感I_和电 容C的电流相等，方向相反，且为信号电 流的Q倍，如式(1.2.6)或图1.2.2所示。 这可以理解为，谐振时，电容上的能量 和电感上的能量互相转换，产生振荡， 而信号源的能量仅补充电阻R上的损耗。 谐振时，流过线圈和电容的电流是信号 源电流的Q倍，选择线圈导线时应注意线 径大小以承受电流的容量。
第一章
选频回路与阻抗变换
③矩形系数。令S=1/10，求出输出 电压下降为谐振时的1/10的带宽BW0.1, 则并联谐振回路的矩形系数为:
简单并联谐振回路的矩形系数较大，即说明了它对宽的通频带和高的选 择性这对矛盾不能兼顾。
第一章
选频回路与阻抗变换
参差调谐放大器:采用单调谐回路和双调谐回路组成的 参差调谐放大器的频率特性
第一章
选频回路与阻抗变换
2.串联谐振回路
根据电路中的对偶定理，对偶关系如下:串联并联L-C, C-L,G-r,V-I分别对偶，所以可以直 接将上面的并联谐振回路的特性推广到串联谐 振回路中。
第一章
选频回路与阻抗变换
第一章
选频回路与阻抗变换
1.2.2 选频特性 1.并联谐振回路
并联谐振回路的阻抗或输出电压随输人信 号频率而变化的特性称为回路的选频特性。分 析选频特性，也就是分析不同频率的输人信号 通过回路的能力。写出图1.2.1所示并联谐振回 路的输出电压表达式如下:
第一章
阻抗变换器
简介
阻抗变换器的作用是解决微波传输线与微波器件之间匹配的，在通常情况下，同轴传输线的阻抗为75Ω，而 与馈线相连的极化分离器和波道滤波器的输入输出阻抗为50Ω。
按结构可分为同轴线阻抗变换器、矩形波导阻抗变换器、带状线和微带线阻抗变换器；按阻抗变换的规律可 分为阶梯阻抗变换器和渐变式阻抗变换器。阶梯阻抗变换器又可分为最大平坦式及切比雪夫式阻抗变换器。
主要原理
在微波传输线的负载不匹配，或者不同特性阻抗的传输线相连时，由于产生反射，使损耗增加、功率容量减 小、效率降低。为了解决这些问题，可在两者之间连接阻抗变换器。阻抗变换器就是能够改变阻抗大小和性质的 微波元件，一般由一段或几段不同特性阻抗的传输线所构成。
图1左是几种单阶阻抗变换器及其简化等效电路，分别是波导型、同轴线型和微带线型。令各种传输线左、右 两端的特性阻抗为Ze1、Ze2，利用λp/4阻抗变换器的特性便可实现这两段传输线的匹配。λp/4阻抗变换器的特 性阻抗为
对于波导宽壁尺寸口相同，窄壁尺寸分别为b1和b3的两段矩形波导，若在它们中间加一段长度为λp0/4，波 导宽壁尺寸为a，窄壁尺寸b2的波导段，则必须满足
才能使两段矩形波导获得匹配，如图2(a)所示。同理图2(b)和图2(c)分别表示同轴线和微带线单节λp0/4阻抗 变换器的典型结构示意图。
二、多节λ/4阶梯阻抗变换器
的应用
1．不同特性阻抗的传输线的连接
四分之一波长单节阻抗变换器的应用实例如图3左所示，它用来连接两段特性阻抗分别为Z1、Z2的传输线。 变换器的特性阻抗在同轴线情况或波导情况下变换段的尺寸。
单节变换器只能在一个频率点上(相应于变换段电长度刚好为π/2的那个频率)才是完全匹配的，而只在该频率 附近的一个很窄的频带内有近似的匹配。前面已指出，为了展宽变换器的工作带宽，可以采用多节变换器。在N 节变换器中，通过合理选择每节的特性阻抗Zn或反射系数ρn，就可以在N个频率点上获得全匹配，从而使变换器 总的频带得到增加。至于ρn的具体选择，可以按二项式分布来确定，也可以按切比雪夫分布来确定，后者能比前 者获得更好更宽的带宽。在多节变换器中，当把节数无限增加而保持总长度不变时，变换器由不连续的阶梯过渡 转化为连续光滑变化的渐变过渡(见图3右)，这种渐变最简单的就是线性变化，但用指数渐变或三角函数分布渐变 效果会更好。渐变段越长，匹配越好，带宽也越宽。更为理想的是切比雪夫渐变线，将切比雪夫阶梯变换器的节 数无限增加而每节的长度无限缩短，使总长度不变，就得到了切比雪夫渐变变换器。在同样长度下，这种渐变线 可以做到在给定长度下反射最小；反之在给定反射下，它需要的变换段长度最短。事实上，在合理设计下，波导 截面的变化，甚至轴线的变化，连续变化的性能总可以比不连续的变化好，可以说是一个普遍的规律。对阻抗变 换器是如此，对上节介绍过的弯波导、扭波导等也是如此。切比雪夫函数在微波元件的设计中应用十分广泛，不 仅在阻抗变换器的设计中，也在滤波器、定向耦合器等设计中用来增加元件的工作频率范围。
传输线阻抗变换公式
传输线阻抗变换是在电磁传输线中进行信号匹配的一种技术，用于确保信号在传输线上的有效传输和最小反射。
当信号从一个传输线传输到另一个阻抗不匹配的传输线时，就需要进行阻抗变换。
在传输线阻抗变换中，常用的公式是反射系数的阻抗变换公式。
反射系数描述了信号的一部分被反射回原始传输线的比例，而阻抗变换公式可以用来计算反射系数。
假设有两个传输线，第一个传输线的特性阻抗为 Z1，第二个传输线的特性阻抗为 Z2。
当信号从第一个传输线传输到第二个传输线时，我们希望最小化反射，即使得反射系数尽可能接近于零。
阻抗变换公式如下：\[ \Gamma = \frac{Z2 - Z1}{Z2 + Z1} \]其中，Γ表示反射系数，Z1 和 Z2 分别表示两个传输线的特性阻抗。
根据阻抗变换公式，当特性阻抗 Z2 和 Z1 相等时，反射系数为零，即不存在反射。
这种情况下，两个传输线之间达到了完全匹配，信号可以无反射地传输。
当 Z2 大于 Z1 时，反射系数为正值，表示部分信号会反射回第一个传输线。
当Z2 小于 Z1 时，反射系数为负值，同样表示部分信号会反射回第一个传输线。
在这两种情况下，阻抗变换可以减小反射并优化信号传输。
为了实现阻抗变换，可以使用不同的技术和元件，例如阻抗转换器、阻抗匹配网络等。
这些技术和元件可以根据特定的设计要求来选择，以实现所需的阻抗变换效果。
需要注意的是，阻抗变换公式仅适用于单频率的情况。
在实际应用中，需要考虑传输线的特性阻抗随频率的变化，以及多频率信号的传输。
针对复杂情况，可能需要使用更高级的技术和工具进行阻抗匹配和变换。
综上所述，传输线阻抗变换公式是用于计算反射系数的一种公式，用于在阻抗不匹配的传输线之间实现信号的匹配和传输。
该公式可以帮助工程师在电磁传输线设计中进行阻抗变换的计算和优化。
高频电子线路课件：阻抗变换电路
X 2 QeR2 R2 (R1 R2 )
X1
Xp
R1 Qe
R1
R2 (R1 R2 )
(1.1.34) (1.1.35)
由式(1.1.33)可知，采用这种电路可以在谐振频率处增大负 载电阻的等效值。
对于图1.1.11(b)所示电路，将其中X2与R2的并联形式等
效变换为Xs与Rs的串联形式，如图1.1.11(d)所示。在X1与Xs串联
Is
Rs
C
L Re0
RL
Is
R∑
CL
(a)
(b)
图 1.1.6
由式（1．1．14）可知，回路的空载Ｑ值为
Q0
1
g e 00 L
Re0
0L
而回路有载Ｑ值为
此时的通频带为
Qe
1
g 0 L
R
0L
BW0.7
f0 Qe
(1.1.27)
其中，回路总电导
g
gs
gL
ge0
1 R
，回路总电阻
RΣ=Rs∥RL∥Re0，ｇs和ｇL分别是信号源内电导和负载电导。
Xs Rs
(d)
对于图效
变换为Xp与Rp的并联形式，如图1.1.11(c)所示。在X1与Xp并联
谐振时， 有
根据式(1.1.6)，有
X1+Xp=0, R1=Rp
R1 (1 Qe2 )R2
(1.1.33)
所以
Qe
R1 1 R2
代入式(1.1.5)中可以求得选频匹配网络电抗值为
▪ 通信电路中常用的是三端陶瓷（或晶体）滤波器， 其电 路符号如图1.2.1所示。其中1、3是输入端，2、3是输出端。
交流电压的频率等于晶体的固有频率时, 晶体片的机械振动最
射频基础知识
射频基础知识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：七、噪声系数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。
西安交通大学射频通信电路复习提纲
西安交通大学射频通信电路复习提纲射频通信电路复习提纲第一章，选频回路与阻抗变换1，掌握并联谐振回路的阻抗表达式，幅频特性()Z jω、相频特性()ω、谐Z 振频率ω、Q值、通频带BW0.72，掌握变压器、电容、电感分压电路的阻抗变换特性。
3，掌握L型阻抗变换网络计算。
理解T型、型阻抗变换网络的概念。
，了解传输线和反射系数概念、Smith圆图的概念，能用Smith 圆图设计阻抗匹配网络。
5，掌握传输线变压器的概念和基本特性（能量传递、电平隔离），能用传输线变压器实现宽带阻抗变换。
6，了解集中选频滤波器和集成电感的原理与应用。
第二章，噪声与非线性失真1，掌握电阻的热噪声计算方法及噪声等效电路，了解BJT和FET 晶体管的噪声模型。
2，掌握噪声系数的定义和简单电路的噪声系数计算方法。
掌握等效噪声温度的定义及其与噪声系数的关系。
3，掌握多级放大器噪声系数的计算方法，了解改善系统噪声系数的方法。
4，了解非线性电路的定义和主要特征。
了解阻塞、交调、互调的出现原因和现象，了解1dB压缩点、IIP3的定义和计算方法。
5，掌握幂级数分析法及其应用（条件和实例）。
6，掌握折线分析法及其应用（条件和实例）。
7，掌握开关函数分析法及其应用（条件和实例）。
8，掌握时变跨导分析法及其应用（条件和实例）。
9，掌握模拟乘法器的概念和典型用途（运算、变增益放大、调幅及检波、混频、鉴相）10，了解差分对电路的传递特性。
掌握双差分模拟乘法器的电路、传递特性、小信号和大信号下的近似特性、扩展线性范围的方法。
11，掌握灵敏度的定义和求法。
掌握动态范围的定义和求法。
第三章，调制和解调1，掌握调幅信号的基本特性（AM、DSB信号的表达式、波形、频谱、带宽、信号功率；SSB信号的表达式、频谱、带宽、信号功率）。
AM、DSB、SSB信号的调制与解调方法原理方框图（SSB：滤波法、矢量合成法）。
2，掌握FM信号和PM信号的定义、表达式（m f、 m）、波形特征、频谱特征（J n(m)）、带宽。
射频调制第一章传输线变压器阻抗变换
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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。
第一章 选频网络与阻抗变换 第四节 宽带阻抗变换网络 高频电子线路教学课件
图1.4.1 普通变压器的频率特性
普通变压器的波段覆盖系数
Kd
fmax fmin
几百
由于分布参数影响，频带受限但是由于分布参
数影响，频带受限。
主讲 杨霓清
1.4.1
高频电子线路
1.4.2 传输线变压器 一、传输线变压器的结构
1、传输线(TrammsSion-Line)
如图1.4.3(b)所示。
图1.4.3 普通变压器的等效电路 （b）高频端的等效电路
由图知，频率 f 增加时，分布电容，分布电感及漏电
感的作用使 R L 上压降 2 下降，且 C 与 L S 组成一串联
谐振回路。在谐振频率
fS
2
1 LS C
处输出最大。
主讲 杨霓清
1.4.1
高频电子线路
由以上分析得到的频率响应曲线如图1.4.1（b）所示。
高频电子线路
1.4 宽带阻抗变换网络
1.4.1 引言
一、普通变压器及其特性 1、普通变压器及其等效电路
普通变压器的结构及频率特性如图1.4.1所示。
图1.4.1 普通变压器结构图
主讲 杨霓清
1.4.1
高频电子线路
主讲 杨霓清
高频电子线路
主讲 杨霓清
高频电子线路
在高频端：因为 L 大， L 可以视为开路。其等效电路
所谓传输线(TrammsSion-Line)是指连接信号源和负 载的两根导线，如图1.4.4(a)所示。
在低频工作时，因信号波长远大于导线长度，传输线 就是两根普通的连接线，因此它的下限频率为零。
在高频工作时、因信号波长与导线长度可以比拟，两 导线上的固有分布电感和线间分布电容的影响就不能忽 略，如图1.4.4(b)所示。
射频器件基础知识培训
2020/9/18
射频器件基础知识
38
LDMOS 结构特点
• P+ Sinker
• 连接源极到衬底，消除连接源极的表层键合丝
• N-LDD（Lightly Doped Drain ，轻掺杂漏极）
• 在沟道与漏极之间有一个低浓度的 n- 漂移区（N- LDD）， LDD可以通过注入磷（P）或砷（As）离子得到。LDD的影响 是两方面的：一方面，与传统的注入N+工艺相比，漏极区域 的电场强度（是导致热载流子的主要原因）大约降低80%，同 时提高了漏极击穿电压，另一方面，N-注入也使源漏间串联 电阻增加，降低了器件的跨导
19
非线性失真的主要指标 ——IMD3
• 三阶交调（IMD3）
• 三阶交调（双音三阶交调）是用来衡量非线 性的一个重要指标
IMD3
三阶交调常用dBc表 示，即交调产物与主 输出信号的比
三阶交调 五阶交调
2020/9/18
射频器件基础知识
20
非线性失真的主要指标 ——IP3、P1dB
• IP3
• 任一微波单元电路，输入信 号增加1dB，输出三阶交调 产物将增加3dB，这样输入 信号电平增加到一定值时， 输出三阶交调产物与主输出 信号相等，这一点称为三阶 截止点
• Faraday Shield（法拉第屏蔽）
• 起屏蔽作用，可以降低栅极边缘电场，从而提高漏源击穿电 压，减小生成热载流子的因素。同时，也降低了栅极（输入） 和漏极（输出）间的寄生电容（Cdg）
• 然而，法拉弟屏蔽层也相应的增加了Cgs的值。在电路设计中， 优化输入匹配网络可以抵消增加的Cgs
2020/9/18
射频器件基础知识
39
射频开关 ——功能、指标
射频通信电路选频回路与阻抗变换PPT学习教案
第3页/共45页
1.2 LC 串并联谐振回路
电路的对偶性
串联
并联
电感L 电容C
电容C 电感L
电阻 r 电导G
阻抗Z 导纳Y
电流 I 电压 V
电压源VS 电流源IS
I
Z ( j)
第4页/共45页
谐振的基本概念与特性 1. 并联谐振回路
标准电路形式 回路输入导纳
Y ( ) G jC 1 jL
谐振的定义: Y ( ) 为纯电阻
当 RL >RS 时，Q2 = Q 当 RL < RS 时，Q1 = Q
第26页/共45页
例1-3-3：设计一个 型匹配网络，完成源电阻 RS 10
和负载电阻 RL 100 间的阻抗变换。
工作频率 f 3.75 MHz，假设大的一个有载 Qe 4 。
解：用L网络是否可以？
对应L网络的Q为：
电感电流
IL
V0
j0 L
Is R
j0 L
jQIS
电容电流
IC j0C V0 j0CIS R jQIS
特点：电抗支路的电流比信号源大Q倍
第7页/共45页
2. 串联谐振回路
表 1.2.1 串﹑并联特性对照表
并联
电路结构
L.C.G并联
激励信号源 谐振角频率 谐振阻抗 品质因数 谐振时电流(电压)
圆图上的任何一点描述的是 电阻和电抗的串联
实际阻抗
Z R jX
参考阻抗 Z0 50
园图上表示归一化阻
抗 z
Z
r
jx
Z0
纯电抗R=0
100 8.0
12.5
fo 3.75MHz C1 3395PF
Rinter
传输线变压器阻抗变换
0
f0
(2-8)
----广义失谐，则式(2-5)可写成
I
1
I0
12
(2-9)
16
第2章 高频电路基础
回路的通频带（回路带宽） B ----当保持外加信号的幅值
不变而改变其频率时，将回路电流值下降为谐振值的 1/ 2
时对应的频率范围。
令式(2-9)等于 1/ 2 ≈0.707，则可推得ξ=±1，从而可得带
2、谐振时电感和电容中的电流最大，为外部电流的Q倍
IL=IC=ω0CI/G0= QI---电流谐振
当ω<ω0时，感抗小于容抗，整个回 路呈感性阻抗; 当ω>ω0时，整个回路呈 容性阻抗。
图2-8 并联回路中谐振 时的电流、电压关系
25
第2章 高频电路基础
例 2-1 简单并联振荡回路的计算。 设一放大器以简单并联振荡回路为负载，信号中心频率 fs=10 MHz，回路电容C=50 pF， (1) 试计算所需的线圈电感值。 (2) 若线圈品质因数为Q=100，试计算回路谐振电阻及回路带宽。 (3) 若放大器所需的带宽B0.7=0.5 Hz，则应在回路上并联多大电 阻才能满足放大器所需带宽要求?
宽B0.707 或B0.7为
B0.7
2Δf
f0 Q
2Q 2Q f
0
f0
(2-10) 17
第2章 高频电路基础
应当指出，以上所用到的品质因数都是指回路没有外加 负载时的值，称为空载 Q 值或 Q0 。当回路有外加负载时， 品质因数要用有载 Q 值或 QL 来表示，其中的电阻 r 应为考 虑负载后的总的损耗电阻。
4
第2章 高频电路基础
与电容器类似，高频电感器也具有自身谐振频率SRF。在SRF 上，高频电感的阻抗的幅值最大，而相角为零，如图2-3所示。
《射频通信电路》陈邦媛著课后答案详细版
1-6 回路特性阻抗 回路谐振阻抗 由
P22 RL = 1 + RP RS P12
ρ=
1 1 = = 159 Ω 7 2πf 0 C 2 π × 10 × 100 × 10 −12
R P = ρQ = 159 × 100 = 15.9kΩ
可求得 P2 = 0.336
= RL P22 RS P12 = = 12.8 (0.8) 2 1 (0.336) 2 = 20kΩ = 8.86kΩ
L3 =
1 = 2.74 μH (2πf 2 ) 2 C 2
1 (2πf 3 ) 2 C 3 = 0.68μH
Байду номын сангаас
C2
C3 C1
L1 2’
1-4
x
x
免费考研论坛f
0
f
f0
f
免费考研论坛
(a) f 0 =
1 2π LC
(b) f 0 =
（2）当 BW3dB = 300kHz 时
Qe = f0 10 = = 33.33 BW3dB 0.3
回路谐振电导
Ge =
ω C 2π × 10 7 × 56 × 10 −12 1 = 0 = = 10.55 × 10 −5 （s） ρQe Qe 33.33 ω C 2π × 10 7 × 56 × 10 −12 1 = 0 = = 5.27 × 10 −5 （s） ρQ0 Q0 66.67
Qe =
由 CΣ =
C1 ⋅ C 2 C1 + C 2
及P=
C1 C1 + C 2
求得： C 2 = 401.9PF ， C1 = 185.7PF
Qe =
R1 || R2 30.8 × 10 3 = = 38 ' ω 0 L1 811
传输线变压器 Transmission Line Transformer
Transmission Line Transformer传输线阻抗变换器又称为传输线变压器，它以传输线绕制在磁芯上而得名。
这种阻抗变换器兼备了集总参数变压器和传输线的优点，因而可以做得体积小、功率容量大、工作频带相当宽(f max：f min>10)。
它除具有阻抗变换作用外，采用适当的连接方式还可以完成平衡一平衡、不平衡一不平衡、平衡一不平衡、不平衡一平衡的转换，在长、中、短波及超短波波段获得了广泛的应用。
基本类型的传输线变压器阻抗变换比为1：N2或N2：1，N为整数。
通常是用一对双线传输线或扭纹的三线传输线绕在一个磁芯上，或是用两对传输线分别绕在两个磁芯上，经过适当的连接得到不同阻抗变换比的平衡或不平衡输出的阻抗变换器，其工作原理基本相同，本节只对典型的传输线变压器进行分析。
一、1：1不平衡一平衡传输线变压器图6—22为1：1不平衡一平衡传输线变压器的结构示意图，它是将一对传输线绕制在一个适当型号的磁芯上而构成。
为改善低频端特性，有时又增加一个平衡绕组，如图中的“5—6”绕组。
图6—23为其原理图。
设传输线特性阻抗为Z C，其输出端接负载阻抗R L，输入端接信号源(E为电动势，R g 为内阻)。
V l、I1和V2、I2分别表示输入和输出端复数电压、电流。
令负载开路时的初级阻抗以Z p(ω)表示，此时，绕组AO’中的电流为称为激磁电流或磁化电流。
在有载的情况下，由于“1—2”和“3—4”是一对紧耦合的平衡传输线，因此，“3—4”线将通过与“1—2”线的耦合从电源获取电流。
若耦合电流为I C，则由传输线方程可得其中，l为传输线长度，β为相位常数。
因为电源输出电流I1，是激磁电流I P，与耦合电流I C之和，故有I C＝I1－I P。
由以上关系式，可以求出V l、I1和V2、I2的方程式为其中上式表明，一个1：1不平衡一平衡传输线变压器的传输矩阵[A]，是由3个子矩阵组成的：第一个是1：1理想变压器的传输矩阵，第二个是阻抗为Z P的四端网络的传输矩阵，第三个是特性阻抗为Z C、长度为l的传输线的传输矩阵。
射频基本知识
射频基本知识引言在进入射频测试前，让我们回顾一下单相交流电的基本知识。
一、单相交流电的产生在一组线圈中，放一能旋转的磁铁。
当磁铁匀速旋转时，线圈内的磁通一会儿大一会儿小，一会儿正向一会儿反向，也就是说线圈内有呈周期性变化的磁通，从而线圈两端即感生出一个等幅的交流电压，这就是一个原理示意性交流发电机。
若磁铁每秒旋转50周，则电压的变化必然也是50周。
每秒的周期数称为频率f，其单位为赫芝Hz。
103Hz=千赫kHz,，106Hz=兆赫MHz，109Hz=吉赫GHz。
b5E2RGbCAP 在示波器上可看出电压的波形呈周期性，每一个周期对应磁铁旋转一周。
即转了2π弪，每秒旋转了f个2π，称2πf为ω<常称角频率，实质为角速率）。
则单相交流电的表达式可写成：p1EanqFDPwV=Vm=Vm式中Vm(电压最大值>=Ve(有效值或Vr.m.s.>。
t为时间<秒），为初相。
二、对相位的理解1、由电压产生的角度来看·设想有两个相同的单相发电机用连轴器连在一起旋转，当两者转轴<磁铁的磁极）位置完全相同时，两者发出的电压是同相的。
而当两者转轴错开角度时，用双线示波器来看，两个波形在时轴上将错开一个角度；这个角度就叫相位角或初相。
相位领先为正，滞后为负。
DXDiT a9E3d ·假如在单相发电机上再加一组线圈，两组线圈互成90°<也即两电压之间相位差90°），即可形成两相电机。
假如用三组线圈互成120°<即三电压之间，相位各差120°）即可形成三相电机。
两相电机常用于控制系统，三相电机常用于工业系统。
RTCrpUDGiT2、同频信号<电压）之间的叠加当两个电压同相时，两者会相加；而反相时，两者会抵消。
也就是说两者之间为复数运算关系。
若用方位平面来表示，也就是矢量关系。
矢量的模值<幅值）为标量，矢量的角度为相位。
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（4）. 影响传输线变压器频带的因素 ）
低端： 低端：初级线圈电感量 高传输线变压器 的应用 （1）.平衡与不平衡变换 ） 平衡与不平衡变换 匹配条件 Z C = RL
（2）.阻抗变换 ） 阻抗变换
传输线变压器实现阻抗变换特点——特定的变换比 特定的变换比 传输线变压器实现阻抗变换特点 1:4 与 4:1 阻抗变换 : : 结构：一对传输线变压器＋ 结构：一对传输线变压器＋一根短路线 证明： 证明：
低端 影响频带主要因素
L1
高端 C0、R0
2 . 传输线变压器结构与特点
（1）.传输线的概念与应用条件 ） 传输线的概念与应用条件
线长 l 与传输信号的波长 特性阻抗 Z C 行波状态 RL = Z C 输入阻抗 Ri = Z C 无损耗 线长 l <
λ 可比拟
I1
Ri
V1 I2
V2
ZC
λ
8
V1=V2 、I1=I2
RL =
VL V = I L 2I
Vi 2V Rin = = = 4 RL Ii I
匹配条件： 匹配条件： Z C = 匹配条件一般公式
V 1 = 2 RL = RS I 2
Z C = RL ⋅ RS
1.4 集中选频滤波器
高频滤波器分类： 滤波器 滤波器、 高频滤波器分类：LC滤波器、集中选频滤波器 常用集中选频滤波器：陶瓷滤波器、石英晶体滤波器、 常用集中选频滤波器：陶瓷滤波器、石英晶体滤波器、声表面波滤波器 集中选频滤波器特点：体积小、重量轻、矩形系数好、 集中选频滤波器特点：体积小、重量轻、矩形系数好、成本低 符号
主要指标（声表面波滤波器） 主要指标（声表面波滤波器）
中心频率
相对带宽
MHz
∆f / f o
10 ～1500
50%以上 50% 100 1.15 60以上 60以上
0.05
使用注意事项 具有一定的插入损耗 输入、 输入、输出端应匹配
最小带宽 KHz 矩形系数 带外抑制 dB 带内波动 dB 插入损耗 dB
C
6～25
1.5 集成电感
1.5.1 螺旋电感 形状与结构——平面、螺旋 平面、 形状与结构 平面 主要参数: 主要参数 （1）电感量 L—— nH级 ） 级 （2）Q值 —— 较小（< 10） 较小（ ） 值 ） 小于自谐振频率） （3）工作频率 （小于自谐振频率） ） 1.5.2 连接线电感
L r
1.3.6 宽带阻抗变换网络 1. 概述
无损耗、 理想变压器 ——无损耗、无漏感、初级电感量 L1无穷 无损耗 无漏感、
' 阻抗变换比 RL = (
带宽无穷
N1 2 ) ⋅ RL N2
理想变压器
实际变压器： 实际变压器：
热损耗 RS 漏感
LS L1 R0
I
初级电感量 磁芯损耗 分布电容 C 0
I1
I2
（2）.传输线变压器的结构 ） 传输线变压器的结构
传输线、高导磁率磁芯、 传输线、高导磁率磁芯、
（3）.传输线变压器传输能量的方式 ） 传输线变压器传输能量的方式
高频段——传输线方式 传输线方式 高频段 低频段——变压器方式 变压器方式 低频段
特点：频带宽 特点：频带宽——高频宽带变压器 高频宽带变压器