高频电子线路正文
电子行业第七章 高频电子线路
电子行业第七章高频电子线路1. 引言高频电子线路是指在射频（Radio Frequency）或微波（Microwave）频段中工作的电子线路。
随着通信技术的发展，高频电子线路在无线通信系统、雷达系统、卫星通信系统等领域得到了广泛的应用。
本文将对高频电子线路的基本原理、常用的高频电子器件以及设计和优化高频电子线路的方法进行介绍。
2. 高频电子线路的基本原理高频电子线路的基本原理是建立在电磁场理论和传输线理论的基础上的。
传输线理论描述了信号在导线中传输的方式，而电磁场理论描述了信号通过电磁波的传播。
高频电子线路设计的关键是通过合理的布局和设计，使信号的传输和处理达到预期的效果。
在高频电子线路中，常用的传输线包括微带线（Microstrip）、同轴线（Coaxial）和波导线（Waveguide）。
微带线是一种将导体线路和地面平面通过介质层隔开的传输线。
同轴线是由中心导线、绝缘层和外部导体层构成的传输线。
波导线是一种限制电磁波在一定范围内传播的传输线。
3. 高频电子器件高频电子线路中常用的器件包括晶体管、场效应管、放大器、滤波器等。
这些器件都有着不同的特性和应用范围。
3.1 晶体管晶体管是实现信号放大和开关功能的重要器件。
常见的晶体管有双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。
BJT是一种三层结构的器件，包括发射极、基极和集电极。
FET是一种根据场效应原理工作的器件，具有低输入电流和高输入阻抗的特点。
3.2 放大器放大器是一种将输入信号放大的电路。
在高频电子线路中，常用的放大器包括射频放大器和中频放大器。
射频放大器通常用于放大高频信号，提升信号的幅度。
中频放大器用于放大经过射频前端处理后的信号。
3.3 滤波器滤波器是一种将特定频率范围内的信号通过而将其他频率范围内的信号滤除的器件。
在高频电子线路中，滤波器常用于去除干扰信号或抑制带外频率信号。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和阻带滤波器。
(高频电子线路)第一章高频电路中的元器件及基本电路
广泛应用于信号产生、测量和 通信等领域。
放大电路
放大电路
放大电路的组成
利用三极管、场效应管等器件，将输入信 号进行放大，以获得足够大的输出信号的 电路。
一般由输入级、输出级、电压放大级和电 流放大级四部分组成。
放大电路的分类
放大电路的应用
根据工作频率可分为低频放大电路和高频 放大电路；根据电路结构可分为分立元件 放大电路和集成电路放大电路。
调制解调电路的应用
广泛应用于广播、电视、卫星通信、移动通信等领域。
PART 04
高频电路的性能指标与测 试方法
高频电路的性能指标
增益
带宽
衡量高频电路传输信号能力的指 标，通常指电路能够传输信号的 频率范围。
高频电路的放大能力，通常以分 贝(dB)为单位。
噪声系数
衡量高频电路信噪比性能的指标， 表示信号与噪声的相对大小。
PART 03
高频基本电路
振荡电路
振荡电路
利用电路自激振荡的原理，将直 流电能转换为具有一定频率和幅
度的交流电能输出的电路。
振荡电路的组成
一般由放大器、正反馈网络、 选频网络和稳幅环节四部分组 成。
振荡电路的分类
根据电路中元件是否含有电感器或 电容器，可分为RC振荡电路、LC振 荡电路和晶体振荡电路三大类。
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2023 WORK SUMMARY
高频电子线路第一章 ：高频电路中的元器
件及基本电路
REPORTING
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目录
• 高频电子线路概述 • 高频电路中的元器件 • 高频基本电路 • 高频电路的性能指标与测试方法
PART 01
高频电子线路概述
高频电子线路
高频电子线路电子线路是现代电子技术的基石，广泛应用于通信、计算机、消费电子、医疗等领域。
高频电子线路是其中的一个重要分支，主要应用于高频通信、雷达、微波技术等领域。
本文将介绍高频电子线路的基本概念、分类、常用器件以及设计方法，并对其在实际应用中的一些问题进行了探讨。
一、基本概念高频电子线路是指工作频率在几百MHz至数GHz范围内的电子线路。
相比于低频电子线路，高频电子线路所涉及的频率更高，信号波形更为复杂，传输和反射效应更为显著，因此需要采用特殊的设计技术和器件来满足其特殊要求。
高频电子线路的特点主要包括以下几个方面：1. 器件的尺寸和结构对电路性能影响显著，需要进行精细化设计和工艺。
2. 信号传输中存在大量的反射和损耗，需要采用返波抑制和匹配技术来提高传输效率和信号质量。
3. 线路的电磁兼容性问题更为突出，需要进行屏蔽和抗干扰设计。
4. 信号时延和相位误差对系统性能有较大的影响，需要进行相位同步和时延补偿等技术处理。
二、分类根据其应用领域和特点，高频电子线路可以分为不同的分类，其中主要包括以下几类：1. 射频线路射频线路主要用于高频通信和无线电技术中，其特点是工作频率在几十MHz至数GHz范围内，需要采用匹配、滤波、放大、混频等技术来实现信号的调制、解调、传输和放大。
射频线路所用的器件包括晶体管、二极管、集成电路等。
2. 微波线路微波线路是指工作频率在数十GHz至数百GHz范围内的电子线路，是雷达、卫星、电视等高速通信系统的核心部件之一。
微波线路需要采用宽带、低损耗、高阻抗、稳定性好的器件和材料，如微带线、同轴线、波导等。
3. 毫米波线路毫米波线路是指工作频率在数百GHz至数千GHz范围内的电子线路，主要用于高速通信、毫米波雷达、太阳能辐射测量等领域。
毫米波线路需要采用特殊的器件和制备工艺，如基于硅基集成电路的器件和图案化的微波印刷技术。
三、常用器件1. 晶体管晶体管是高频电子线路中应用最广泛的器件之一，可用于放大、调制、解调、混频等应用。
电子行业第八章 高频电子线路
电子行业第八章高频电子线路1. 介绍高频电子线路是电子行业中非常重要的一个领域。
随着无线通信、雷达、卫星通信等技术的不断发展，高频电子线路成为实现高速数据传输和高频信号处理的关键技术。
本章将介绍高频电子线路的基本概念、原理和设计方法。
2. 高频电子线路基础知识2.1 高频信号特性在了解和设计高频电子线路之前，需要了解高频信号的特性。
高频信号具有频率高、波长短的特点，其传输和处理方式与低频信号有很大的不同。
高频信号常常需要考虑传输线路的阻抗匹配、反射损耗、时延和信号衰减等问题。
2.2 高频器件高频器件是高频电子线路的重要组成部分，包括高频放大器、射频开关、电磁波滤波器等。
这些器件的特性和参数对高频电子线路的性能有重要影响。
本节将介绍常用的高频器件的工作原理和设计要点。
3. 高频电子线路设计3.1 传输线路设计传输线路是高频电子线路设计中的重要组成部分，用于传输高频信号。
常用的传输线路包括微带线、同轴线等。
在设计传输线路时，需要考虑传输线路的长度、宽度、层间介质材料等因素。
3.2 高频功放设计高频功放是一种能够放大高频信号的电路，常用于无线通信系统和雷达系统中。
高频功放的设计需要考虑放大器的增益、输出功率、稳定性等因素。
3.3 射频开关设计射频开关是一种能够在高频信号下进行开关操作的器件，常用于无线通信和雷达系统中的信号切换。
射频开关的设计需要考虑开关速度、插入损耗、反射损耗等因素。
3.4 电磁波滤波器设计电磁波滤波器是一种用于滤除指定频率范围内的电磁波的器件，常用于高频通信系统中的波段选择和干扰抑制。
电磁波滤波器的设计需要考虑滤波器的带宽、通带损耗、回波损耗等参数。
4. 高频电子线路仿真与测试高频电子线路的仿真和测试是设计和验证高频电子线路性能的重要手段。
通过仿真和测试可以评估高频电子线路的性能，并进行必要的优化。
本节将介绍常用的高频电子线路仿真软件和测试设备。
4.1 电磁场仿真软件电磁场仿真软件能够模拟高频信号在电磁场中的传播和相互作用，帮助设计师优化高频电子线路结构。
高频电子线路
高频电子线路
高频电子线路是电子与通信技术专业的一门重要专业基础课程，全书系统地介绍了无线通信系统主要单元电路的组成与工作原理。
本书的主要内容包括：高频小信号放大器，高频功率放大器，正弦波振荡器，调幅、检波与混频，角度调制与解调以及反馈控制电路。
本书强调基本概念，注重实际应用，各章末附有相应的技能训练，书末还附有高频电子线路EWB、Labview仿真实验以及收音机的装配调试实训等内容。
高频电子线路是电子、通信类各专业的一门主要技术基础课，课程目的是通过对高频条件下电子元器件和特性参数的再认识，以及对选频传输网络、高频小信号谐振放大、高频谐振功率放大、非线性器件的应用、信号的调制与解调、频谱变换技术和锁相环技术等的教学，使学生掌握基本的高频电路（非线性电子线路或通信电子线路）特点、结构、原理和分析方法。
为后续专业课程打下必要的基础。
高频电子线路(第五版)
V1
= yie −
yre y fe y oe + YL
输入导纳与输出负载有关， 输入导纳与输出负载有关， 是内部反馈的作用。 是内部反馈的作用。
将输入信号取零（电流源开路），消去 将输入信号取零（电流源开路），消去 ）， 可得 输出导纳
Yo =
• •
I1 、 1 V
•
•
I2 V2
= yoe −
yre y fe y ie + Ys
§2.5 滤波器的其它形式 2.5.1 LC集中选择性滤波器 集中选择性滤波器 2.5.2 石英晶体滤波器 2.5.3 陶瓷滤波器 2.5.4 声表面波滤波器
第三章 高频小信号放大器 §3.1概述 概述 高频小信放大器: 几百KHZ~几百 几百MHZ 高频小信放大器 几百 几百 小信号、 小信号、晶体管工作在线 性范围. 性范围 谐振放大器 非谐振放大器 主要指标： 主要指标： 1， 增益 ，
| β |=
β0
fT 1+ f β
2
=1
时
则有 通常
fT = β 0 − 1 • f β
2
β 0 >> 1
fT ≈ β 0 f β
3) 最高振荡频率 fmax 当晶体管的功率增益 AP = 1 时的工作 频率--频率--- fmax
f max 1 ≈ 2π
gm
4rbb ' cb 'e cb 'c
矩形特性
f
耦合
互感耦合 电容耦合
—— ——
X 12 X 11 X 22
图 2.4-2 (a) 图 2.4-2 (a)
耦合元件电抗
2、定义耦合系数 、 k=
高频电子线路第1章
ω0
ω
当ω<ω0时，回路呈容性，|Zs|>r； 当ω>ω0时，回路呈感性，|Zs|>r； 当ω＝ω0时，感抗与容抗相等，|Zs|最小，并为纯电阻r， 我们称此时发生了串联谐振，且串联谐振角频率ω0为:
0
X
容 性
1 LC
( 1.2.2 )
感性
O
ω0
ω
串联谐振频率ω0是串联振荡回路的一个重要参数。 若在 串联振荡回路两端加一恒压信号U，则发生串联谐振时因阻 抗最小，流过电路的电流最大，称为谐振电流，其值为
R
r
C Cp 电容器的串、并联等效电路
为了说明电容器损耗的大小，引入电容器的品质因数Q， 它等于容抗与串联电阻之比
1 C 1 Q r Cr
Q R CPR 1 CP
( 1.1.5 )
若以并联等效电路表示，则为并联电阻与容抗之比。 ( 1.1.6 )
电容器损耗电阻的大小主要由介质材料决定。 Q值可 达几千到几万的数量级，与电感线圈相比, 电容器的损耗常 常忽略不计。
在无线电技术中通常不是直接用等效电阻r，而是引入线 圈的品质因数这一参数来表示线圈的损耗性能。 品质因数定义为无功功率与有功功率之比 :
无功功率 Q 有功功率
( 1.1.1 )
设流过电感线圈的电流为I，则电感L上的无功功率为 I2ωL，而线圈的损耗功率，即电阻r的消耗功率为I2r，故由 式（1.1.1）得到电感的品质因数
变容二极管的记忆电容Cj与外加反偏电压U之间呈非线 性关系。变容二极管在工作时处于反偏截止状态，基本上不 消耗能量，噪声小，功率高。 将它用于振荡回路中，可以做 成电调谐器，也可以构成自动调谐电路等。 变容管若用于振荡器中，可以通过改变电压来改变振 荡信号的频率。这种振荡器称为压控振荡器(VCO)，压控振 荡器是锁相环路的一个重要部件。
高频电子线路(第一章)
白天靠地波，晚上天波和 地波均可传播 主要靠天波，但近距离靠 地波 空间波
通讯、远 洋导航及 广播等。
通讯、电视、 调频雷达及 导航
微 波
10~1cm
10~1mm
空间波、对流层传播
通讯、电 视、雷达、 导航、天 文等
表1 无线电波段的划分表
高频电子线路
本课程高频（射频）频率范围： 几百KHz～几百MHz 例：300KHz～300MHz:对应波长1000m ～1m （低）音频电磁波：20Hz ～20KHz， 对应电磁波长15 000 Km ～15Km 中波（调幅）广播段：531KHz ～1602KHz 调频广播段：30 MHz ～300 MHz
“高频电子线路”课程主要讨论模拟消息（调制）信号和正 弦载波的模拟调制。
高频电子线路
无线电发射机框图及信号变化波形
缓冲 高频振荡 倍频 高频放大 调制 传输线 声音 话筒 音频放大
高频电子线路
无线电发射机
将音频信号“装载”到高频振荡
中的方法有好几种，如调频、调幅、 调相等。电视中图象是调幅，伴音 是调频。广播电台中常用的方法是 调幅与调频。
高频电子线路
脉冲信号的频谱
f1表示脉冲重复频率，也就是基波频率。
f3、 f5 、f7…分别表示三、五、七次谐波， 在f轴的0点，表示直流分量，这条谱线 的长度表示脉冲直流分量（即平衡值） 的大小。高次谐波的谱线可以分布到很 高的频率，但其幅度已相当小。
i
0
f1 f3 f5 f7 f9
f
无线电信号的特性（续7）高频 Nhomakorabea子线路发射天线
将高频电信号 变成电磁场发射 Antenna
接收天线
将电磁场变成 高频电信号
(高频电子线路)第二章高频电路基础
低通滤波器的应用包括信号处理、 电源滤波等，可以有效地抑制高
频噪声，提高信号的信的电路。其特点是通带范围较 窄，阻带范围较宽。
高通滤波器的电路结构也有多种形式，如RC、LC等。不同结构的高通滤波器具有不 同的性能指标和适用场景。
对信号进行放大，提高信号的 幅度和功率。
振荡器
产生高频振荡，为电路提供所 需频率的信号。
信号源
产生高频信号，提供电路所需 输入信号。
滤波器
对信号进行滤波，提取所需频 率成分，抑制无用频率成分。
调制解调器
对信号进行调制和解调，实现 信号的传输和处理。
02
高频电子器件
电感器
01
02
03
04
电感器定义
差。
调相振荡器的应用
调相振荡器广泛应用于信号处理、 电子对抗和通信等领域。
锁相环路
锁相环路的定义
锁相环路是一种自动控制系统，它通过比较输入信号和输出信号的 相位差，自动调节输出信号的频率和相位。
锁相环路的工作原理
当输入信号和输出信号的相位差在一定范围内时，锁相环路会自动 调节其内部参数，使输出信号的频率和相位与输入信号保持一致。
标和适用场景。
带通滤波器的应用包括信号选频、 消除干扰等，可以有效地提取特 定频段的信号，提高信号的准确
度。
带阻滤波器
带阻滤波器是一种阻止某一频段内的信 号通过而允许其他频段信号的电路。其 特点是阻带范围较窄，通带范围较宽。
带阻滤波器的应用包括消除特定频段干 扰、抑制噪声等，可以有效地抑制特定 频段的噪声，提高信号的清晰度。
高频电路的应用领域
通信领域
高频电路广泛应用于通信 领域，如无线通信、卫星
第七章 高频电子线路
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相信相信得力量。20.10.222020年10月 22日星 期四4 时50分3 0秒20. 10.22
谢谢大家！
调频波中三个有关频率的概念
m
1、fo：未调制时的中心载波频率
2、Δf：瞬时频率偏离中心载波频率的最大值
3、F：瞬时频率在其最大值fo+ Δf和最小值fo- Δf 之间每秒钟往返摆动的次数
7.2.3 调角波的频谱与频谱宽度 一、调角波的频谱
不是简单的频谱搬移，是由载波和无 数对边频分量组成，边频分量与载波分
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一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10. 2220.1 0.2204:5004:50 :3004:5 0:30Oc t-20
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牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年10 月22日 星期四4 时50分 30秒T hursday , October 22, 2020
C C1 (C j // C2 )
1、在瞬时频率的变化中，有与调制信号成线性关系的成分 Δf 1，也有与调制信号的二次、三次等谐波成分成线性关系 的成分Δf 2、Δf3
2、为了使调制线性良好，应尽可能减小Δf 2、Δf3等。为兼 顾频偏的要求，通常取m值在0.5或0.5以下
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.2220 .10.22 Thursday , October 22, 2020
量的间隔均为Ω的整数倍
载波分量与边频分量的振幅由对应的 各阶贝塞尔函数值决定，奇数次的上、 下边频分量相位相反
m越大，有效的边频分量越多
当m为某些特定值时，载波或某边频 分量振幅为0，利用此现象可测定mf
二、调角波的频谱宽度
将小于调制载波振幅10%的边频分量忽略不计，则：
高频电子线路第2章
单个并联谐振回路的矩形系数远大于1，K0.1=10。故其选择性 比较差。
二、 阻抗变换电路
1、信号源及负载对谐振回路的影响
.
RS
L
.
RL
Us
rC
Is
Re
L
C
在实际中，谐振回路必须与信号源和负载相连接，信号源的 输出阻抗和负载阻抗都会对谐振回路产生影响，不但会使品 质因数Q下降，选择性变差，而且还会使谐振回路的调谐频 率发生偏移。
电感分压器阻抗变换电路(设L1 、L2无耗)
当RL >> L2时,
可忽略RL分流，可证明
n
L1
L2
2M
L2 M
+
U 1
–
R’L
C1
+
C2
RL
U
–
2
n
U1 U 2
.
I2
.
I1
R’L
U1 I1
nU2 I2 / n
n2 RL
电容分压分压器阻抗变换电路(设C1 、C2无耗)
当RL >> 1/ C2, 可忽略RL分流
1 2
1 1 (Q BW0.7 )2
f0
f BW 0
0.7 Q
Q值越高，幅频特性曲线越尖 锐，通频带越窄。
3）选择性
是指回路从含有各种不同频率信号总和中选出有用信 号、抑制干扰信号的能力。
选择性可用通频带以外无用信号的输出电压与谐振时 输出电压之比来表示，其值越小，说明谐振回路抑制无用 信号的能力越强，选择性越好。
阻抗幅频特性
⑵相频特性
arctan（Q 2 )
Q增大
0
90º
O 0º ∆
《高频电子线路》教材
滤波器的性能指标
带宽与阻带
滤波器的带宽是指允许通过信号的频率范围，阻带是指不允许通过信 号的频率范围。
通带与阻带边缘衰减
通带边缘衰减是指滤波器在通带边缘的信号衰减程度，阻带边缘衰减 是指滤波器在阻带边缘的信号衰减程度。
插入损耗
滤波器对信号的衰减程度称为插入损耗，理想的滤波器应具有零插入 损耗。
群时延
振荡器的性能指标
噪声性能
指振荡器的噪声水平，包括相 位噪声和幅度噪声。
调谐范围
指振荡器能够调谐的频率范围 大小。
响应时间
指振荡器从启动到达到稳定状 态所需的时间。
功耗
指振荡器在工作过程中消耗的 功率大小。
振荡器的应用实例
测量仪器
用于产生标准频率 信号，如示波器、 频谱分析仪等。
电子对抗系统
用于产生干扰信号 和测向信号等。
信号传输的调制方式
调频（FM）
通过改变高频载波信号的频率来调制低频信 息信号，具有抗干扰能力强、信噪比高等优 点。
调相（PM）
通过改变高频载波信号的相位来调制低频信息信号 ，具有抗干扰能力强、信噪比高等优点。
调相调频（PM/FM）
同时使用调相和调频技术对低频信息信号进 行调制，具有更高的信息传输速率和更好的 抗干扰能力。
带宽
带宽是衡量集成电路处理信号能力的 指标，通常指电路能够处理的最高频 率。
精度
精度是衡量集成电路输出信号与理想 信号接近程度的指标，通常用误差范 围或分辨率来表示。
功耗
集成电路的功耗是指其正常工作时所 消耗的能量，通常用电流和电压的乘 积来表示。
可靠性
可靠性是指集成电路在正常工作条件 下能够保持稳定性能的指标，通常用 平均无故障时间来表示。
(完整版)高频电子线路.总结
第一章思考题与习题1-1 无线电通信系统由哪几部分组成？各部分的功能如何？答：典型的点对点无线电通信系统的基本组成：图示的无线电通信系统由信源、调制器、发信机、信道、收信机、解调器和信宿七部分组成。
信源将原始的语音、图像信息变化为电信号，如麦克风将声音转化为语音电信号、各种传感器获得的电信号等。
这种原始的电信号，在频谱上表现为低频信号，称为基带信号。
基带信号通过调制器转化为高频的已调波信号，使之适合信道中的传输,已调波信号大多为带通信号。
高频的已调波信号经过发信机进行功率放大，由发送天线产生电磁波辐射出去;电磁波经过自由空间传播，到达接收天线，在接收天线上感应电流，再通过收信机进行信号放大等处理恢复已调波信号;由接收端的解调器对已调波信号进行解调，恢复原基带信号，并经过信息处理获得信息。
1—2无线电通信为什么需要采用调制解调技术？其作用是什么？答:由于无线信道的各种影响,无线电通信必须选择可靠的传输信道，将基带信号调制到指定的信道上传输，降低天线要求，适应多路传输的要求等，无线电传输均采用调制技术。
在模拟调制技术中,主要是用基带信号去控制载波信号的振幅、频率或相位的变化，即幅度调制、频率调制和相位调制。
1-3 无线电通信的接收方式有哪几种？超外差接收机有何优点？答:通常，由于信号的衰落，接收天线获得的电磁波信号微弱，需要先进行信号放大,再进行解调，这种接收机的结构称为直接放大式接收机，该接收机结构对不同的接收频率，其接收机的灵敏度(接收微弱信号的能力)和选择性（选择不同电台的能力）不同，已经较少实用.目前大多采用超外差接收机的结构，接收天线获得感应信号,经过高频小信号放大器进行放大，并与本地振荡器进行混频,获得两个高频信号的频率之和信号或频率之差信号，这两个信号的包络仍保持已调波信号的包络不变，称为中频，和频称为高中频，差频称为低中频，后续的中频放大器选择和频信号（或差频信号)进行放大和检波，恢复原始的调制信号。
高频电子线路
高频电子线路
高频电子线路
无线通信系统的类型
按照无线通信系统中关键部分的不同特性, 有以下一些 类型:
（1） 按照工作频段或传输手段分类, 有中波通信、 短 波通信、 超短波通信、 微波通信和卫星通信等。 所谓工作 频率, 主要指发射与接收的射频（RF）频率。 射频实际上就 是“高频”的广义语, 它是指适合无线电发射和传播的频率。 无线通信的一个发展方向就是开辟更高的频段。
1.1 无线电通信的发展简史
1887年，德国的赫兹通过实验证明了麦克斯韦的学 说。
1895年意大利的马克尼与俄罗斯的波波夫实现了无 线电通信，1901年又首次完成了横渡大西洋的通信
1904年，弗莱明发明电子二极管，标志着进入无 线 电电子学时代 。
1907年，美国德·福雷斯特发明了电子三极管，是电 子技术发展史上第一个重要里程碑。
电磁波的存在
Maxwell 理论 Hertz 实践
三个里程碑：① Lee de forest 发明电子三极管 ② W. Shockley 发明晶体三极管 ③ 集成电路、数字电路的出现
第1章 绪 论
1.2 无线电通信的基本原理
从发明无线电开始，传输信息就是无线电技术 的首要任务。最基本的信息就是语言和文字。
第1章 绪 论
1.2 无线电通信的基本原理
因此，必须采用几百kHz以上的高频振荡信号作 为载体，将低频信号与高频信号调制，然后经天线发 射出去。接收端再对信号进行解调。调制以后，由于 传送的是高频振荡信号，天线的尺寸就可大大下降。 同时不同的发射台采用不同的高频振荡信号作为载波， 频谱上就互相区分开了。
高频电子线路
传播特性
传播特性指的是无线电信号的传播方式、 传播距离、 传 播特点等。 无线电信号的传播特性主要根据其所处的频段或 波段来区分。
绪论-高频电子线路概论
高频电子线路在其他领域的应用前景
雷达与探测
01
高频电子线路在雷达、探测等领域具有广泛的应用前景，如高
分辨率成像、目标跟踪等。
医疗电子
02
高频电子线路在医疗电子领域的应用将不断拓展，如医学影像、
治疗设备等。
能源领域
03
高频电子线路在能源领域的应用将逐渐增多，如高频功率转换、
无线充电等。
THANKS
波动方程是描述波动现象的基本方程， 在高频电子线路中，波动方程用于描 述信号在传输线中的传播规律。
波动方程的解可以得出信号的幅度和 相位随时间和空间的变化情况，对于 理解信号在传输线中的行为至关重要。
传输线理论
传输线是高频电子线路中的重 要组成部分，用于传输信号。
传输线理论主要研究传输线的 电气特性、信号传播规律以及 传输线的阻抗匹配等问题。
高频电子线路的应用领域
通信系统
高频电子线路广泛应用于通 信系统中，如无线通信、卫
星通信、移动通信等。
雷达系统
电子对抗系统
雷达系统中的发射机和接 收机电路是高频电子线路 的重要应用领域之一。
高频电子线路在电子对抗 系统中用于信号侦察、干
扰和抗干扰等方面。
射频识别技术
高频电子线路在射频识 别技术中用于信号的发
随着5G、6G等新一代通信技术的发展，高频电子 线路将继续发挥重要作用，并有望在人工智能、 物联网和自动驾驶等领域取得更多创新和应用。
02
高频电子线路的基本元件
电感器
定义
应用
电感器是一种能够存储磁场能量的电 子元件，其特性是能够阻碍电流的变 化。
在高频电子线路中，电感器常用于滤 波器、振荡器、调谐电路等。
调谐放大器
高频电子线路第1章
第1章 绪 论
(2)在稳定状态下，非线性电子线路输出变量中包含有 输入变量中不具有的频率分量，即信号通过非线性电路后可
以产生出新的频率成分。仍以平方律关系为例，当x＝sinw1t
时， ya(sw in1t)2a 2a 2co2w s1t。可见，输入信号中仅有
w1频率分量，而输出信号中包含有直流和2w1频率分量，这
高频电子线路第81章
第1章 绪 论
2.传输信道
传输信道是一种用于将来自发射机的信号传输到接收机 的物理介质。在无线传输中，信道通常是自由空间；在有线 传输中，信道可以采用多种物理介质，包括电线、电缆和光 缆等。无论哪种物理介质，其基本特征是所传送的信号会被 各种可能因素损伤，引起信号质量变差，如受到产生于接收 机前端放大器的热噪声、接收天线接收的人为噪声、大气噪 声等加性噪声的影响，再比如，在用于长距离短波无线传输 的电离层无线信道上，存在会引起信号恶化的多径传播，这 是一种非加性信号干扰，会使信号的振幅随时间的变化而变 化，通常称之为衰落。
高频电子线路第151章
第1章 绪 论
随着微电子技术的发展，集成电路技术日趋成熟，已成 为未来电子线路发展的方向之一。与分立元件电路相比，集 成电路具有体积小、性能稳定、可靠性高、维修使用方便等 优点。不过，由于频率响应和功率容量的限制，目前高频、 大功率电子线路还是以分立元件电路为主。近年来，专用集 成电路的发展非常迅速，如单片集成立体声收音机、两片集 成电路结构的彩色电视接收机等。用于通信、雷达的专用集 成电路芯片也已大量投入市场，新的产品正在不断地出现。
值之比，即
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(5)非线性电子电路的数学描述是非线性方程。非线性
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目录摘要 (1)1.课程设计目的 (2)2.课程设计要求 (2)3.相关知识系统原理 (3)1 、DSB调制原理 (3)2 、DSB信号调制过程分析 (4)3 、高斯白噪声信道特性分析 (4)4、 MATLA功能简介 (5)4.课程设计分析 (6)1、利用Matlab进行DSB调制过程 (6)2、电路模拟仿真实现 (10)3、用户界面仿真实现 (10)5.仿真结果分析 (12)致谢 (13)参考文献 (14)摘要信号的调制与解调在通信系统中具有重要的作用。
调制过程实际上是一个频谱搬移的过程，即是将低频信号的频谱（调制信号）搬移到载频位置（载波）。
而解调是调制的逆过程，即是将已调制信号还原成原始基带信号的过程。
信号的接收端就是通过解调来还原已调制信号从而读取发送端发送的信息。
因此信号的解调对系统的传输有效性和传输可靠性有着很大的影响。
调制与解调方式往往能够决定一个通信系统的性能。
双边带DSB调制信号的解调采用相干解调法（即是将已调信号与相同载波频率相乘），这种方式被广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。
但是由于在信道传输过程中必将引入高斯白噪声，虽然经过带通滤波器后会使其转化为窄带噪声，但它依然会对解调信号造成影响，即使其失真，而这种失真是不可避免的。
本课程设计主要运用Matlab集成环境下的Simulink仿真平台设计进行DSB 调制与相干解调系统仿真。
在本次课程设计中先根据DSB调制与解调原理构建调制解调电路，从Simulink工具箱中找所各元件，合理设置好参数并运行，其中可以通过不断的修改优化得到需要信号，之后分别加入高斯白噪声，并分析对信号的影响。
关键词：Matlab Simulink DSB 调制一、课程设计目的《高频电子线路》是电子通信专业的一门极为重要的专业基础课，由于内容抽象，是一门理解难度较大的课程，要想学好并非易事。
为了我们能够能好的学习和掌握，我们采用Matlab及Simulink作为辅助学习软件，摆脱了繁杂的计算，可以使我们对书本上抽象的原理有进一步的理性认识，加深对基本原理的理解，从而可以打下牢固的基础，也有利于我们进一步的学习。
二、课程设计要求采用正弦信号进行DSB调制，画出相应的时域波形和频谱图。
（1）熟悉Matlab中M文件的使用方法，掌握DSB信号的调制解调原理，以此为基础用M文件编程实现DSB信号的调制解调。
（2）绘制出DSB信号调制前后在时域和频域中的波形，观察两者在调制前后的变化，通过对分析结果来加强对DSB信号调制原理的理解。
（3）构建调制电路，并用示波器观察调制前后的信号波形，用频谱图分析模块观察调制前后信号频谱图的变化。
（4）在老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计论文，文中能正确阐述和分析设计和实验结果.三、相关系统原理1、DSB信号的模型在AM信号中，调制信号是只来自信源的调制信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，亦可以是数字的，为首调制的高频振荡器信号可称为载波，他可以是正弦波，亦可以是非正弦波（如周期性脉冲序列）。
载波有高频信号源直接产生，然后经过高频放大器进行放大，作为调幅波的载波，调制信号有低频信号直接产生，二者经过乘法器直接产生双边带调幅波。
并且载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。
同时乘法器是一种完成两个信号相乘功能的电路或器件，Am为常数，其输出电压与两个输入电压同一时刻瞬时值的成绩成正比。
如果将载波抑制，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边带信号（DSB）。
DSB调制器模型如图1所示。
U(t) U DSB (t) U o (t)DSB 调幅电路组成模型图1其中，U DSB (t)=A M *U(t)*U O (t)式中A m 为载波幅度,U(t)为调制信号，U o (t)为载波信号，U DSB （t ）为 已调信号。
调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。
2、DSB 信号调制过程分析假定调制信号U(t)的平均值为0，与载波相乘，即可形成DSB 信号，其时域表达式为式中，U(t)的平均值为0。
DSB 的频谱为U DSB =（U(w+w c )+U(w-w c )）DSB 信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号，需采用相干解调(同步检波)。
另外，在调制信号U(t)的过零点处，高频载波相位有180°的突变。
除了不再含有载频分量离散谱外，DSB 信号的频谱与AM 信号的频谱完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。
所以DSB 信号的带宽与AM 信号的带宽相同，也为基带信号带宽的两倍，即B DSB =B AM =2f Hmax式中(f Hmax 为调制信号的最高频率)。
3、高斯白噪声信道特性分析在实际信号传输过程中，通信系统不可避免的会遇到噪声，例如自然界中的各种电磁波噪声和设备本身产生的热噪声、散粒噪声等，它们很难被预测。
而且大部分噪声为随机的高斯白噪声，所以在设计时引入噪声，才能够真正模拟实际中信号传输所遇到的问题，进而思考怎样才能在接受端更好地恢复基带信号。
信道加性噪声主要取决于起伏噪声，而起伏噪声又可视为高斯白噪声，因此我在此环节将对双边带信号添加高斯白噪声来观察噪声对解调的影响情况。
为了具体而全面地了解噪声的影响问题，我将分别引入大噪声（信噪比为20dB ）与小噪声（信噪比为2dB ）作用于双边带信号，再分别对它们进行解调，观察解调后的信号受到了怎样的影响。
在此过程中，我用函数randn 来添加噪声，此函数功能为X AmXY Y向信号中添加噪声功率为其方差的高斯白噪声。
4、MATLA功能简介1）Matlab是很实用的数学软件它在数学类科技应用软件中在数值运算方面首屈一指。
MATLAB可以进行运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、金融建模设计与分析等领域。
Matlab的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，成为一个强大的数学软件。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
2）Simulink是Matlab软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与Matlab语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows 的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。
在Simulink环境中，利用鼠标就可以在模型窗口中直观地“画”出系统模型，然后直接进行仿真。
它为用户提供了方框图进行建模的图形接口，采用这种结构画模型就像你用手和纸来画一样容易。
而所谓模型化图形输入是指Simulink提供了一些按功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型（以.mdl进行存取），进而进行仿真与分析。
四、程序设计1、利用Matlab进行DSB调制过程：1）调制信号：t=-1:0.00001:1;A0=10; %载波信号振幅A1=5; %调制信号振幅f=3000; %载波信号频率w0=2*f*pi;m=0.15;k=0.5; %DSB前面的系数mes=A1*cos(0.001*w0*t); %调制信号subplot(2,1,1);plot(t,mes);xlabel('t'),title('调制信号波形');subplot(2,1,2);Y2=fft(mes); %对调制信号进行傅氏变换plot(abs(Y2));title('调制信号频谱');axis([198000,202000,0,1000000]);2）载波信号：t=-1:0.00001:1;A0=10;A1=5;A2=3;f=3000;w0=2*f*pi;m=0.15;k=0.5;Uc=A0*cos(w0*t); %载波信号figure(1);subplot(2,1,1);plot(t,Uc);title('载波信号波形');axis([0,0.01,-15,15]);subplot(2,1,2);Y1=fft(Uc); %对载波信号进行傅氏变换plot(abs(Y1));title('载波信号频谱');axis([5800,6200,0,1000000]);3）AM已调信号：t=-1:0.00001:1;A0=10;A1=5;A2=3;f=3000;w0=2*f*pi;m=0.15; %调幅系数k=0.5;mes=A1*cos(0.001*w0*t);Uam=A2*(1+m*mes).*cos((w0).*t); %已调信号subplot(2,1,1)plot(t,Uam);grid on;title('AM调制信号波形');subplot(2,1,2);Y3=fft(Uam); %对AM进行傅氏变换plot(abs(Y3)),grid;title('AM调制信号频谱');axis([5950,6050,0,500000]);4）DSB已调信号：t=-1:0.00001:1;A0=10;A1=5;A2=3;f=3000;w0=2*f*pi;m=0.15;k=0.5;Uc=A0.*cos(w0*t);mes=A1*cos(0.001*(w0)*t);uDSB=k*mes.*Uc; %DSB已调信号进行傅氏变换subplot(2,1,1);plot(t,uDSB);grid on;title('DSB调制信号波形')axis([0,1,-40,40]);subplot(2,1,2);Y4=fft(uDSB);plot(abs(Y4)),grid;title('DSB调制信号频谱');axis([193960,194040,0,1300000]);2、路模拟仿真实现1）模拟电路仿真界面2）调制信号3）载波信号4）DSB调制3、用户界面仿真界面1）用户主界面：2）调制信号：3）载波信号：4）AM调制信号：五、仿真结果分析DSB信号调制过程调制信号是频率为1HZ、功率为2的正弦信源，载波频率为20HZ的正弦弦信号，将两种信号经过相乘后，载波信号会携带调制信号的信息，而调制前后功率谱密度也会发生相应的搬移。
在原有对通信原理的基础上加深了DSB信号调制解调过程的理解，同时理解了信道中噪声对调制解调过程的影响和不可避免性，但这一切都在可接受的范围内，同时使我掌握了运用Matlab 进行信号处理和分析的基本内容和方法，加强了我对Matlab软件的应用能力，提高自己的基础理论知识、基本动手能力，并帮助我掌握基本的文献检索和文献阅读的方法，同时提高我正切地撰写论文的基本能。