射频微波系统
射频及微波技术
典型的磁場設計
電漿與去光阻製程
去光阻的製程是因為在蝕刻製程之製要移除作為 蝕刻罩幕用的光阻清清 光阻是由有機高分清清清組成,體體氧氣與有機 物的結合,進行清清移除( “ashed”) 反應的製產製有COx體體體氣系統來體除之 則則晶圓表面的傷害, 電漿並不會在反應室中形 成,而是在氣體管件中形成( “applicator”) 晶圓表面保持為接地電位
3GHz
10 cm
300MHz 300MHz
1m
30 MHz
10 m
3MHz 300 kHz 30kHz 30kHz
100 m 1 km 10 km
Electromagnetic Spectrum
Name Radio Frequencies Infrared Visible Light Ultraviolet X-rays Gamma rays Cosmic rays Frequency Range 1x104 – 3x1011 Hz 3x1011 – 4.3x1014 Hz 4.3x1014 – 1x1015 Hz 1x1015 – 6x1016 Hz 6x1016 – 3x1019 Hz 3x1019 – 5x1020 Hz 5x1020 – 8x1021 Hz
無綱
安全 電漿與晶圓製程 射頻系統 (Radio Frequency) 微波系統 Microwave
課程無綱
安全 電漿與晶圓製程 射頻系統 (Radio Frequency)
射頻元件與應用 射頻產生器的安全連鎖裝置(Interlocks)
微波系統 Microwave
微波元件與應用
安全
安全第一
課程無綱
Radio Frequency spectrum
射频与微波信号发生器工作原理
射频与微波信号发生器工作原理射频与微波信号发生器的工作原理是基于射频电子学和微波工程的理论原理。
这些原理涉及到电磁学、电子器件、射频电路和信号处理等领域,需要深入的专业知识。
以下将从基本概念、工作原理、应用领域及发展趋势等方面展开介绍。
一、基本概念1.1 射频信号与微波信号射频(Radio Frequency,RF)信号通常指在300 kHz至1 GHz范围内的电磁波信号,而微波(Microwave)信号则指频率在1 GHz至300 GHz范围内的电磁波。
射频与微波信号的特点是在传输和处理过程中,有较高的频率、短波长和较高的传输能力。
1.2 信号发生器信号发生器是一种电子仪器,用于产生各种频率、振幅和波形的信号。
在射频与微波工程领域中,信号发生器通常用于产生射频和微波信号,包括正弦波、方波、脉冲等信号,以供射频测试、通信、雷达、微波加热等应用的需求。
二、工作原理2.1 振荡器原理射频与微波信号发生器的核心部件是振荡器。
振荡器实质上是一种能够产生连续振荡的电路,它能够将直流电能转换为无线电频率的交流电能输出,是信号发生器产生射频与微波信号的基础。
振荡器的振荡原理主要包括对振荡电路中的负反馈、放大元件(如晶体管、场效应管、二极管)、振荡电路的谐振条件等的分析。
当振荡电路处于稳定的谐振状态时,将会产生稳定的射频或微波信号输出。
2.2 频率合成原理在实际应用中,需要产生不同频率的射频与微波信号,这就需要用频率合成技术来实现。
频率合成技术通常采用数字频率合成(DDS)或模拟频率合成的方法,它能够通过对不同频率的信号进行合成从而获得所需频率的信号输出。
三、应用领域射频与微波信号发生器在通信、雷达、无线电测试、科学研究、医学成像、微波加热等领域有广泛的应用。
在通信领域,射频与微波信号发生器用于产生各种载波信号、调制信号,用于移动通信、卫星通信和无线局域网等系统。
在雷达系统中,信号发生器用于产生雷达脉冲信号和各种波形信号。
射频系统的组成
射频系统的组成射频系统是指由射频信号源、射频调制器、射频放大器、射频滤波器、射频混频器、射频解调器等多个组件组成的系统。
它在无线通信、雷达、卫星通信等领域中起着重要的作用。
下面将对射频系统的每个组成部分进行详细介绍。
1. 射频信号源射频信号源是射频系统中最基本的组成部分之一,它负责产生射频信号。
射频信号源可以是一个固定频率的振荡器,也可以是可调频率的振荡器。
射频信号源的频率决定了射频系统的工作频率。
2. 射频调制器射频调制器将基带信号转换为射频信号。
它通过改变射频信号的幅度、相位或频率等参数,将基带信号的信息传输到射频信号中。
射频调制器通常采用调制电路、混频器等组件来实现。
3. 射频放大器射频放大器用于放大射频信号的幅度。
它能够将射频信号的功率增加到一定的水平,以便在传输过程中能够有效地传输信号。
射频放大器通常采用晶体管、功率放大器等元件来实现。
4. 射频滤波器射频滤波器用于过滤射频信号。
它能够去除射频信号中的杂散信号和干扰信号,使得信号质量得到提高。
射频滤波器通常采用电容、电感等元件来实现。
5. 射频混频器射频混频器用于将两个或多个射频信号进行混合。
它能够将频率较高的射频信号和频率较低的本地振荡器信号进行混合,从而得到中频信号。
射频混频器通常采用二极管、集成电路等元件来实现。
6. 射频解调器射频解调器用于将射频信号转换为基带信号。
它能够将射频信号中的调制信息提取出来,并恢复为原始的基带信号。
射频解调器通常采用解调电路、滤波器等组件来实现。
以上是射频系统的主要组成部分。
除了这些组件外,射频系统还可能包括射频开关、射频功率检测器、射频保护器等其他辅助组件。
这些组件共同协作,使得射频系统能够完成信号的传输、调制、放大、滤波等功能。
射频系统在无线通信、雷达、卫星通信等领域中的应用广泛。
它可以实现无线信号的传输和接收,使得人们可以在无线环境中进行通信。
同时,射频系统还可以用于雷达系统中的目标探测和跟踪,以及卫星通信中的信号传输等。
射频与微波原理及应用介绍
射频与微波原理及应⽤介绍射频与微波技术原理及应⽤培训教材华东师范⼤学微波研究所⼀、Maxwell(麦克斯韦)⽅程Maxwell ⽅程是经典电磁理论的基本⽅程,是解决所有电磁问题的基础,它⽤数学形式概括了宏观电磁场的基本性质。
其微分形式为0B E t DH J tD B ρ=-=+??=?=(1.1)对于各向同性介质,有D E B H J E εµσ===(1.2)其中D 为电位移⽮量、B为磁感应强度、J 为电流密度⽮量。
电磁场的问题就是通过边界条件求解Maxwell ⽅程,得到空间任何位置的电场、磁场分布。
对于规则边界条件,Maxwell ⽅程有严格的解析解。
但对于任意形状的边界条件,Maxwell ⽅程只有近似解,此时应采⽤数值分析⽅法求解,如矩量法、有限元法、时域有限差分法等等。
⽬前对应这些数值⽅法,有很多商业的电磁场仿真软件,如Ansoft 公司的Ensemble 和HFSS 、Agilent 公司的Momentum 和ADS 、CST 公司的Microwave Studio 以及Remcom 公司的XFDTD 等。
由⽮量亥姆霍兹⽅程联⽴Maxwell ⽅程就得到⽮量波动⽅程。
当0,0J ρ==时,有 22220E k E H k H ?+=?+= (1.3) 其中k 为传播波数,22k ωµε=。
⼆、传输线理论传输线理论⼜称⼀维分布参数电路理论,是射频、微波电路设计和计算的理论基础。
传输线理论在电路理论与场的理论之间起着桥梁作⽤,在微波⽹络分析中也相当重要。
1、微波等效电路法低频时是利⽤路的概念和⽅法,各点有确切的电压、电流概念,以及明确的电阻、电感、电容等,这是集总参数电路。
在集总参数电路中,基本电路参数为L、C、R。
由于频率低,波长长,电路尺⼨与波长相⽐很⼩,电磁场随时间变化⽽不随长度变化,⽽且电感、电阻、线间电容和电导的作⽤都可忽略,因此整个电路的电能仅集中于电容中,磁能集中于电感线圈中,损耗集中于电阻中。
射频微波器件及射频系统的设计原理和应用
射频微波器件及射频系统的设计原理和应用随着移动通信、卫星通信、雷达、导航和航空航天等领域的发展,射频微波器件及射频系统的需求量不断增加。
射频微波器件是指频率高于100MHz,波长小于3m的电磁波,它的波长和频率位于微波和无线电之间。
射频系统则是利用射频器件及其他元器件构成的系统,完成信号的传输、调制、解调及信号处理等功能。
本文将对射频微波器件及射频系统的设计原理和应用进行探讨。
一、射频微波器件的分类射频微波器件主要包括以下三类:1、射频传输线组件:如同轴电缆、平衡输电线、微带线、同轴共振腔、集总器、功分器等。
2、射频被动器件:如变压器、滤波器、耦合器、隔离器、负载等。
3、射频有源器件:如射频放大器、射频开关、检波器、混频器、振荡器等。
二、射频微波器件的设计原理1、有源器件设计原理射频放大器:射频放大器是利用晶体管的非线性功率饱和特点,通过正、负反馈等技术,提高输入信号的幅度,从而实现信号的放大。
设计过程中需要考虑输入输出线性度、噪声系数、频带宽度、阻抗匹配等问题。
混频器:混频器是利用非线性元件实现不同频率信号的合成,得到新的频率信号。
设计过程需考虑混频器的线性度、转换增益、隔离度、本振干扰等问题。
振荡器:振荡器是利用反馈电路,将放大器输出的信号,反馈到放大器的输入端,形成电路的极限偏移点。
振荡器的设计需要考虑频率稳定度、热噪声、相位噪声、复杂工艺等问题。
2、被动器件设计原理滤波器:滤波器是对输入信号进行频率选择和滤波的被动器件。
滤波器的设计需要考虑中心频率、通带衰减、阻带衰减、群延迟、返回损耗等问题。
变压器:变压器是能够将输入信号的阻抗转换为不同阻抗的被动元器件。
变压器的设计需要考虑匹配度、频宽、转换损耗等问题。
隔离器:隔离器是能够将输入和输出端口隔离的被动元器件,隔离器的设计需要考虑隔离度、带宽、插损等问题。
三、射频微波系统应用1、无线电通信系统无线电通信系统是利用无线电波进行通信的一种方式,包括广播、电视、移动通信、蜂窝网、卫星通信等。
电路中的射频与微波技术
电路中的射频与微波技术射频(Radio Frequency,简称RF)和微波(Microwave)技术在电路领域中起着重要的作用。
它们广泛应用于通信系统、雷达、无线电设备、卫星通信等领域。
本文将介绍电路中的射频与微波技术的基本概念、应用和发展趋势。
一、射频与微波技术的基本概念射频与微波技术是指在频率范围为300kHz至300GHz的无线电频段中进行电路设计和通信系统的构建。
射频技术通常涉及低于30MHz的频率范围,而微波技术通常指30MHz至300GHz的频率范围。
射频与微波信号具有高频高速的特点,对电路设计和传输要求严苛。
由于射频与微波信号的工作频率高,电路中的电感、电容等元件的参数会受到影响,因此需要采用特殊的电路设计和封装技术。
二、射频与微波技术的应用1. 通信系统射频与微波技术在通信系统中扮演着重要的角色。
无线通信、卫星通信、雷达等系统都需要使用射频与微波技术实现信号的传输和处理。
射频技术负责信号的调制、解调和放大,微波技术用于信号的传输和解码。
2. 雷达系统雷达系统是射频与微波技术的重要应用之一。
雷达利用射频与微波信号进行目标检测和测距,其工作频率通常在UHF至毫米波段。
射频与微波技术在雷达系统中起到了提高系统灵敏度和测距精度的关键作用。
3. 无线电设备射频与微波技术在无线电设备中广泛应用。
无线电设备包括无线电收发器、局域网无线接入点(WiFi)、蓝牙、ZigBee等。
这些设备利用射频与微波信号实现无线数据的传输和通信。
4. 医疗设备射频技术在医疗设备中有着广泛的应用。
磁共振成像(MRI)、体外早期癌症诊断、射频热消融治疗等都是利用射频技术实现的。
微波技术也有在医疗设备中的应用,如微波治疗和诊断设备。
三、射频与微波技术的发展趋势随着通信技术和无线电设备的迅速发展,射频与微波技术也在不断改进和创新。
以下是射频与微波技术的发展趋势:1. 高速、高频率射频与微波技术将继续朝向更高的速度和更高的频率发展,以满足日益增长的数据传输需求。
射频微波工程介绍分解课件
射频微波信号具有高频率、短波长和 宽带宽等特点,使得射频微波工程在 通信、雷达、电子对抗、电磁兼容等 领域具有广泛的应用。
射频微波技术的应用范围
通信
射频微波技术是现代通信系统 的核心,包括无线通信、卫星
通信、移动通信等。
雷达
射频微波雷达用于目标检测、 跟踪和定位,在军事和民用领 域均有广泛应用。
电路进行优化。
性能指标
根据电路的功能需求,制定相应的性 能指标,如频率范围、增益、噪声系 数等。
可靠性测试
对优化后的电路进行可靠性测试,以 确保其在实际应用中的稳定性和可靠 性。
03 射频微波材料与器件
射频微波材料的基本特性
电介质材料
这类材料具有高绝缘、低损耗的特性,常用于制 造微波电容、微波天线等。
磁性材料
具有高磁导率、低损耗的特性,常用作制造微波 磁性器件,如变压器、电感器等。
导电材料
具有良好的导电性能,常用于制造微波传输线、 微波电阻等。
射频微波器件的种类与应用
射频微波晶体管
广泛应用于通信、雷达、电子对抗等 领域。
射频微波二极管
常用作混频器、检波器等。
射频微波放大器
用于增强射频信号的功率,提高通信 系统的性能。
05 射频微波工程的挑战与未 来发展
当前射频微波工程面临的挑战
技术更新换代快速
射频微波工程领域涉及的技术不断发展,新旧技术更新换 代迅速,对行业内的工程师和技术人员提出了更高的要求 。
高精度和高稳定性
射频微波工程在通信、雷达、电子对抗等领域的应用需要 高精度和高稳定性的系统,以确保传输和接收的信号质量 。
发展
近年来,随着通信技术的快速发展,射频微波工程在高速数 字信号处理、高精度测量、无线充电等领域的应用不断扩展 。同时,随着5G、物联网等新兴技术的发展,射频微波工程 在未来的应用前景更加广阔。
微波无线电系统的射频频段特性分析与优化
微波无线电系统的射频频段特性分析与优化微波无线电系统是指利用微波的无线电波传输信号或数据进行通讯的系统。
微波无线电系统在现代通讯中起着重要的作用。
其中,射频频段是微波无线电系统中最重要的频段之一,其性能对微波无线电系统的性能和容量具有很大的影响。
因此,对微波无线电系统的射频频段进行特性分析和优化非常重要。
一、微波无线电系统的射频频段微波无线电系统的射频频段通常指300MHz至300GHz之间的频段。
这个频段以微波的形式存在,可以实现高速无线通信、雷达信号传输、卫星通信等重要的应用。
射频频段通常按波长、频率或信号功率大小等不同方式进行划分。
根据不同的应用要求,微波无线电系统的频段划分也不同。
比如,对于雷达信号传输,通常选择的是几 GHz 至 100 GHz 的频段;对于卫星通信,可选择的频段包括 C 波段、Ku 波段、Ka 波段等等。
在微波无线电系统的射频频段中,高频、大带宽、低噪声等特性成为了通信系统设计的主要性能指标之一。
二、射频频段的特性分析射频频段的特性主要包括以下几个方面:1. 带宽:带宽是指射频频段内能够传输的最大信号频率范围。
带宽越宽,传输的数据量就越大,通信质量也越好。
但是,带宽增加也会带来系统复杂度的增加,增大了系统的设计和维护的难度。
2. 噪声:噪声是指在接收端点之前的信号中所存在的杂音。
微波无线电系统的射频频段中,由于环境中存在的各种干扰信号以及接收器本身的噪声等因素,都会对系统产生噪声。
因此,要尽可能减小射频频段内的噪声,以提高信号的清晰度和可靠性。
3. 失真:失真是传输信号在系统内部传输过程中所产生的一些畸变。
这些畸变可能会导致通信质量下降,从而可能会影响通信的成功与否。
4. 衰减:衰减是指信号传输的能量随着传递距离的增加而逐渐减弱。
在射频频段中,信号的衰减量很大,因此,必须采取一些措施来弥补这种衰减,以确保信号能够有效传输。
三、射频频段的优化为了更好地满足微波无线电系统对射频频段性能的要求,需要通过以下方面进行优化:1. 带宽优化:在选择射频频段时,应根据通信系统的具体应用以及其所要求的数据传输速率等因素,选择合适的带宽大小。
射频与微波技术
射频与微波技术:让我们的世界更连通近年来,的发展和应用越来越受到关注。
从无线通讯到医疗设备,从航空航天到军事领域,这项技术已经渗透到了我们生活的各个方面。
那么,什么是射频和微波技术呢?它有哪些优点和应用呢?本文将探讨这些问题,为大家揭秘的奥秘。
一、的基本概念简单来说,射频就是指频率在几个千赫兹至几个千兆赫兹之间的无线电波。
而微波则是频率在1千兆赫兹至300千兆赫兹之间的电磁波。
与低频和中频相比,射频和微波的频率高,波长短,传输速度快,能量密度大,能够穿透障碍物并传输较远的距离。
这些特点使得射频和微波技术成为了一种重要的通信手段。
二、的优点1.高速传输:射频和微波技术的传输速度非常快,比起传统的有线传输方式,能够提高数据传输的效率。
2.节省空间:相对于有线传输方式而言,射频和微波技术的设备和器件体积小巧,节省了空间,适用于各种紧凑的应用场景。
3.维护成本低:无需担心线缆老化和损坏问题,也无需担心设备移动或更改位置带来的麻烦。
这样,射频和微波技术能够降低系统部署和维护的成本。
4.无干扰:射频和微波技术的传输方式可以减少噪音和干扰的影响,避免信息的损失和干扰。
三、的应用1.通讯领域:射频和微波技术在通讯领域的应用非常广泛,如手机、对讲机、卫星通讯等。
除此之外,无线电台、微波通道、通讯系统的天线等也都使用了这项技术。
2.医疗设备:射频和微波技术在医疗设备领域也有着广泛的应用,如磁共振成像、医疗诊断、治疗设备等。
3.航空航天:射频和微波技术在航空航天领域也有着广泛的应用,如雷达、导航设备等。
4.军事领域:射频和微波技术在军事领域的应用非常广泛,如合成孔径雷达、电子对抗等。
四、未来展望随着科技的不断发展,也将得到进一步的发展和应用。
例如,5G通讯技术的使用已经慢慢普及,机器人、智能家居等智能设备的开发也需要大量依赖射频和微波技术,这将为的发展提供更广阔的应用空间。
总之,的不断发展和应用,不仅让我们的生活更加便捷、舒适,而且也为人类社会的进步和发展作出了巨大的贡献。
射频微波实验报告
一、实验目的1. 理解射频微波的基本原理和关键技术。
2. 掌握射频微波元件的特性参数测量方法。
3. 熟悉射频微波系统的搭建和调试技术。
4. 提高对射频微波电路设计和分析能力。
二、实验原理射频微波技术是现代通信、雷达、遥感等领域的重要技术。
本实验主要涉及以下原理:1. 射频微波传输线:了解射频微波传输线的种类、特性及其在射频微波系统中的应用。
2. 射频微波元件:掌握射频微波元件(如衰减器、隔离器、滤波器等)的工作原理和特性参数。
3. 射频微波系统:了解射频微波系统的组成、工作原理和调试方法。
三、实验内容1. 射频微波传输线测量:使用矢量网络分析仪测量微带传输线的特性参数(S参数)。
2. 射频微波元件测量:测量衰减器、隔离器和滤波器的特性参数(如插入损耗、隔离度、带宽等)。
3. 射频微波系统搭建:搭建一个简单的射频微波系统,并进行调试。
四、实验步骤1. 实验一:射频微波传输线测量(1)准备实验设备:矢量网络分析仪、微带传输线、测试夹具等。
(2)设置测试参数:起始频率、终止频率、步进频率等。
(3)连接设备:将矢量网络分析仪、微带传输线和测试夹具连接好。
(4)进行测试:启动矢量网络分析仪,进行S参数测量。
(5)分析结果:根据测量结果,分析微带传输线的特性参数。
2. 实验二:射频微波元件测量(1)准备实验设备:矢量网络分析仪、衰减器、隔离器、滤波器等。
(2)设置测试参数:起始频率、终止频率、步进频率等。
(3)连接设备:将矢量网络分析仪、射频微波元件连接好。
(4)进行测试:启动矢量网络分析仪,进行特性参数测量。
(5)分析结果:根据测量结果,分析射频微波元件的特性。
3. 实验三:射频微波系统搭建(1)设计系统方案:根据实验要求,设计射频微波系统方案。
(2)搭建系统:按照设计方案,搭建射频微波系统。
(3)调试系统:对系统进行调试,确保系统正常工作。
(4)测试系统:对系统进行测试,验证系统性能。
五、实验结果与分析1. 射频微波传输线测量结果:测量得到微带传输线的S参数,分析其特性参数。
射频与微波知识点总结
射频与微波知识点总结一、引言射频(Radio Frequency, RF)与微波(Microwave)技术在现代通信、雷达、无线电频谱、天线设计等领域发挥着重要作用。
射频与微波技术涉及到电磁波的传播、调制解调、射频功率放大、频率变换、天线设计等方面的知识。
本文将从射频与微波的基本原理、传输线理论、射频放大器、射频调制解调、天线设计等方面进行知识点总结。
二、射频与微波的基本原理1. 电磁波的基本概念电磁波是一种由电场和磁场相互作用而产生的波动现象。
根据波长的不同,电磁波可以分为射频、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同频段的电磁波。
射频与微波技术主要涉及射频和微波频段的电磁波。
2. 电磁波的特性电磁波具有波长、频率、速度、传播特性等基本特性。
其中,波长和频率之间的关系由光速公式c=λf(c为光速,λ为波长,f为频率)决定。
在射频与微波领域,常用的频率单位有千兆赫兹(GHz)、兆赫兹(MHz)和千赫兹(kHz)等,波长单位常用的是米(m)。
根据电磁波在介质中传播的特性,常见的介质波速和传播常数也会影响射频微波在介质中的传播特性。
3. 电磁波在空间中的传播电磁波在自由空间中传播的特性是由麦克斯韦方程组决定的,其中包括麦克斯韦方程组的电场和磁场分布规律、电磁波的波动性等。
了解电磁波在不同介质中的传播特性有利于射频与微波技术在不同环境中的应用。
4. 电磁波的天线辐射和接收天线是电磁波的辐射和接收装置,根据天线的结构和工作原理,天线可以分为定向天线和非定向天线。
定向天线主要用于定向传输和接收电磁波;非定向天线主要用于对全向的电磁波进行辐射和接收。
天线的辐射和接收特性与天线的形状和尺寸、频率、方向性等因素有关。
三、传输线理论1. 传输线的基本概念传输线是用于传输电磁波的导线或介质,主要包括同轴电缆、微带线、矩形波导和圆柱波导等。
传输线具有阻抗匹配、功率传输和信号传输等功能。
根据传输线的不同特性和应用场景,可以选择不同类型的传输线。
射频微波(知识点)
一、射频/微波技术及其基础1、射频/微波技术的基础 ✓ 什么是微波技术研究微波的产生、放大、传输、辐射、接收和测量的科学。
射频/微波技术是研究射频/微波信号的产生、调制、混频、驱动放大、功率放大、发射、空间传输、接收、低噪声放大、中频放大、解调、检测、滤波、衰减、移相、开关等各个电路及器件模块的设计和生产的技术,利用不同的电路和器件可以组合成相应的射频/微波设备。
微波技术主要是指通信设备和系统的研究、设计、生产和应用。
✓ 微波技术的基本理论是以麦克斯韦方程为核心的场与波的理论2、射频/微波的基本特性✓ 频率高、穿透性、量子性、分析方法的独特性射频频段为30 ~ 300MHz ,微波频段为300MHz ~ 3000GHz ,相对应波长为1m ~0.1mm ,照射于介质物体时能深入到该物质的内部。
根据量子理论,电磁辐射能量不是连续的,而是由一个个的“光量子”组成,单个量子的能量与其频率的关系为e = h ·f式中,h = 4×10-15电子伏·秒 (eV ·S) 成为普朗克常数3、射频/微波技术在工程里的应用✓ 无线通信的工作方式1、单向通信方式通信双方中的一方只能接收信号,另一方只能发送信号,不能互逆,收信方不能对发信方直接进行信息反馈2、双向单工通信方式3、双向半双工通信方式通信双方中的一方使用双频双工方式,可同时收发;另一方则使用双频单工方式,发信时要按下“送话”开关。
4、双向全双工通信方式通信双方可以通信进行发信和收信,这时收信与发信一般采用不同的工作频率,通-讲 开关按-讲 按-讲 受话器受话器二、电磁波频谱12、射频/✓GSM900系统的频道配置GSM-900系统采用等间隔方式,频道间隔为200KHz,同一信道的收发频率间隔为45MHz, 频道序号和频道标称中心频率的关系为F上行(n)= 890.2 +(n-1)×0.2 MHzF下行(n)= F上行(n)+ 45 MHz式中:频道序号 n = 1 ~ 124在我国的GSM900网络中,1~94号载频分配给中国移动使用,96~124号载频分配给中国联通使用,95号载频作为保护隔离,不用于业务。
电子信息工程中的射频与微波技术
电子信息工程中的射频与微波技术射频(Radio Frequency)和微波(Microwave)技术是电子信息工程中不可或缺的两个分支。
这两种技术都涉及到无线传输和通信,尤其是在无线电设备的制造和应用领域,但它们又各具特色,有着各自的应用范围和优劣势。
本文将就射频和微波技术,它们的定义、发展历程、应用领域以及未来的前景进行探讨。
一、射频技术射频技术是指在高频和超高频范围内(约从3kHz到300GHz)传输和处理无线电信号的技术。
射频技术在电视、手机、广播、无线网络、卫星通信、雷达和导航等领域得到广泛应用。
它的来源可追溯到19世纪末,当时马克士威提出了电磁场的统一理论,开启了电磁波研究的新时代。
随着技术的不断发展,射频技术也得到了进一步的提高和完善,目前已经成为现代通信领域的关键技术。
射频技术的应用非常广泛,在无线电器材、导航系统、广告媒体等方面都有广泛的应用。
其中最为重要的莫过于无线电通信了。
我国在无线电通信方面的应用非常广泛,除了现在很多人都能接触到的无线局域网和蜂窝移动通信,还有新兴的物联网、车联网、以及无人机领域都是射频技术的重要应用。
无论是哪个行业,都必须依靠射频技术才能实现远距离通信,这也是射频技术的最大优势。
二、微波技术微波技术是指在高频(3GHz~30GHz)甚至极高频(30GHz~300GHz)范围内传输和处理无线电信号的技术。
微波技术在雷达、卫星通信、无线电和电视广播等领域得到广泛应用。
它的产生时间比较晚,大部分应用都集中在二战以后的60年代左右。
随着技术的不断发展,微波技术也得到了很大的提高和发展,被广泛应用于航空航天、国防军工、通信和广播等领域。
和射频技术相比,微波技术的传输距离更远、频率更高、传输速度更快、噪声更小,因此其实用性更为广泛。
在卫星通信和雷达领域,微波技术的应用尤其重要。
卫星通信可以实现全球通信,让人们无论在哪里都可以通过卫芯地的链接完成信息交流。
而雷达技术,则可以检测和跟踪任何物体的运动,是空军、海军等军事行业的必要设备。
通信技术中的射频与微波通信技术
通信技术中的射频与微波通信技术射频与微波通信技术在现代通信领域中具有重要作用。
射频(Radio Frequency, RF)是指在30kHz至300GHz频率范围内的电磁波,而微波(Microwave)则是指在300MHz至300GHz频率范围内的电磁波。
射频与微波通信技术广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信、无线电广播等领域。
首先,射频与微波通信技术在无线通信领域中具有广泛应用。
随着无线通信技术的快速发展,射频与微波通信技术成为了现代通信领域的核心技术之一。
无线通信包括蜂窝通信、无线局域网、蓝牙等,这些技术都离不开射频与微波通信技术的支持。
通过使用射频与微波技术,无线通信可以实现远距离的数据传输、宽带高速通信以及高质量的语音和视频通话。
其次,射频与微波通信技术在雷达系统中扮演着重要角色。
雷达系统(RAdio Detection And Ranging)利用射频与微波技术来探测和测量目标的位置、速度和方位。
雷达系统在航空、军事、气象等领域中起着至关重要的作用。
通过发射和接收射频与微波信号,雷达系统可以实现对目标的远距离探测、跟踪和识别。
射频与微波通信技术的快速发展使得雷达系统能够更加精确地探测和跟踪目标,并提高了雷达系统在复杂环境中的性能。
此外,射频与微波通信技术在卫星通信中也发挥着重要作用。
卫星通信系统使用射频与微波技术将信息通过卫星传输到地面站或其他卫星上。
卫星通信可以实现广域、全球范围内的通信覆盖,广泛应用于电视广播、互联网接入、移动通信等领域。
射频与微波通信技术在卫星通信中的应用包括卫星天线设计、信号调制与解调、天线指向控制等。
通过使用射频与微波技术,卫星通信可以实现高速、高质量的数据传输,为人们提供了多样化的通信服务。
最后,射频与微波通信技术在无线电广播领域中也有广泛的应用。
无线电广播是通过无线电信号将音频或数据传输到广播接收器的过程。
射频与微波通信技术在无线电广播中用于信号的传输和接收。
第1章-射频微波工程基础介绍
第1章 射频/微波工程介绍 表1-1
第1章 射频/微波工程介绍
以上这些波段的划分并不是惟一的,还有其他许多 不同的划分方法,它们分别由不同的学术组织和政府机 构提出,甚至还在相同的名称代号下有不同的范围,因 此波段代号只是大致的频谱范围。其次,以上这些波段 的分界也并不严格,工作于分界线两边临近频率的系统 并没有质和量上的跃变,这些划分完全是人为的,仅是 一种助记符号。
电路,取得一个比较好的折中方案。
第1章 射频/微波工程介绍
1.3 射频/
1.3.1 由于频率、 阻抗和功率是贯穿射频/微波工程的
三大核心指标,故将其称为射频铁三角。它能够形象地 反映射频/微波工程的基本内容。这三方面既有独立特 性,又相互影响。三者的关系可以用图1-2表示。
第1章 射频/微波工程介绍
第1章 射频/微波工程介绍
1.2.2 射频/ 由上述基本特性可归纳出射频/微波与普通无线电相
比有以下优点: (1) 频带宽。可传输的信息量大。 (2) 分辨率高。连续波多普勒雷达的频偏大,成像更
清晰,反应更灵敏。 (3) 尺寸小。电路元件和天线体积小。 (4) 干扰小。不同设备相互干扰小。 (5) 速度快。数字系统的数据传输和信号处理速度
第1章 射频/微波工程介绍
(3) 导航系统: 微波着陆系统(MLS),GPS,无线信标,防撞系统, 航空、 航海自动驾驶等。 (4) 遥感: 地球监测,污染监测,森林、 农田、 鱼汛监测,矿 藏、 沙漠、 海洋、 水资源监测,风、 雪、 冰、 凌监 测,城市发展和规划等。
第1章 射频/微波工程介绍
4. 射频/微波频带比普通的中波、 短波和超短波的 频带要宽几千倍以上,这就意味着射频/微波可以携带 的信息量要比普通无线电波可能携带的信息量大的多。 因此,现代生活中的移动通信、 多路通信、 图像传输、 卫星通信等设备全都使用射频/微波作为传送手段。 射频/微波信号还可提供相位信息、 极化信息、 多普勒频移信息等。这些特性可以被广泛应用于目标 探测、 目标特征分析、 遥测遥控、 遥感等领域。
2024年射频微波市场分析现状
2024年射频微波市场分析现状简介射频微波(Radio Frequency Microwave)技术是指利用电磁波在射频范围内传输和处理信息的一种技术。
射频微波技术广泛应用于通信、军事、医疗、工业自动化等领域。
本文将对射频微波市场的现状进行分析。
市场规模射频微波市场在过去几年中呈现出快速增长的趋势。
预计到2025年,该市场规模将达到500亿美元。
这主要得益于通信行业、军事行业和工业自动化行业的发展,对射频微波技术的需求不断增加。
应用领域通信行业射频微波技术在通信行业中起到了至关重要的作用。
无线通信系统、卫星通信系统、光纤通信系统等都依赖于射频微波技术。
随着5G技术的快速发展,对射频微波器件的需求也在不断增加。
军事行业射频微波技术在军事通信、雷达、导航和无线电频谱监测等方面发挥着关键作用。
军事行业对于射频微波技术的需求稳定且持续增长,推动了市场的发展。
医疗行业医疗行业对于射频微波技术的需求主要集中在医疗影像、无线医疗设备和生命体征监测等方面。
射频微波技术可以提供高速、可靠的数据传输和无线通信,为医疗行业提供了更多的应用机会。
工业自动化射频微波技术在工业自动化领域中广泛应用于无线传感器网络、自动化控制系统和无线监测系统等。
随着工业自动化的普及和需求的增加,射频微波市场有望迎来更多的发展机会。
市场竞争射频微波市场竞争激烈,主要厂商包括美国的Keysight Technologies、德国的Rohde & Schwarz、英国的National Instruments等。
这些公司在射频微波测试设备、射频微波器件和射频微波模块等领域具有较强的实力和技术优势。
市场趋势5G技术推动市场增长随着5G技术的商用化进程加快,对射频微波技术的需求将进一步增加。
5G技术需要更高频段的信号传输和更复杂的通信系统架构,这将推动射频微波市场的持续增长。
射频微波模块市场的发展射频微波模块是射频微波技术的重要组成部分,其应用范围广泛。
射频与微波手册
射频与微波手册
射频与微波是无线通信领域中的重要概念。
它们在许多领域都有广泛的应用,如无线通信、雷达、导航、电子对抗等。
射频是指频率在100KHz到300GHz之间的电磁波。
而微波则是指频率在
300MHz到300GHz之间的电磁波。
它们在电磁波谱中处于较高的位置,因此具有很高的频率和波长。
在无线通信中,射频与微波技术被广泛应用于信号的传输和处理。
例如,在移动通信中,射频信号被用来传输语音和数据信息。
在雷达和导航系统中,微波信号被用来检测目标并确定其位置。
为了实现这些应用,需要设计和制造各种射频与微波器件,如滤波器、放大器、混频器、振荡器等。
这些器件的性能对整个系统的性能有着重要的影响。
此外,射频与微波技术还涉及到许多复杂的问题,如信号的传输、衰减、干扰、噪声等。
为了解决这些问题,需要深入了解电磁波的传播特性、材料的电磁性质以及信号处理技术等。
总的来说,射频与微波手册是一本介绍射频与微波技术的重要参考书。
它包含了射频与微波的基本概念、原理、应用和发展趋势等方面的内容。
通过阅读这本手册,读者可以深入了解射频与微波技术的各个方面,并掌握相关的知识和技能。
射频与微波的区别,常见的射频微波器件介绍
波长:
射频:射频波的波长通常大于1米,这使它们在传播时能够绕过一些物体和遮挡物,适用于远距离通信。
微波:微波波段的波长通在1毫米到1米之间,波长较短,因此它们更容易受到障碍物的阻挡和大气吸收的影响,适用于较短距离的高频率通信和精密测量。
微波:微波信号在大气中容易受到吸收和散射的影响,这导致了其在大气透明窗口内的传播,但在其他频率范围内受到干扰。这也限制了微波通信的传输距离。
总的来说,射频和微波都是电磁波,它们的主要区别在于频率范围、波长、应用领域和传播特性。这些差异使它们适用于不同类型的通信和应用需求。
射频微波的器件有哪些?
射频微波技术涉及到各种不同类型的器件,这些器件用于生成、传输、接收和处理射频微波信号。以下是一些常见的射频微波器件:
射频调制器和解调器:射频调制器用于将基带信号调制到射频载波上,而射频解调器用于从射频信号中提取基带信号。
射频振荡器:射频振荡器用于产生稳定的射频信号,通常作为时钟信号或局部振荡器在接收器和发射器中使用。
射频传输线:这包括微带线、同轴电缆、波导等,用于将射频信号从一个地方传输到另一个地方。
射频集成电路(RFIC):RFIC是专门设计用于射频应用的集成电路,包括射频放大器、混频器、滤波器和其他功能。
射频天线:射频天线用于发射和接收射频信号。它们来自各种形状和类型,包括偶极天线、单极天线、方向天线、扫描天线等。
射频放大器:射频放大器用于增加射频信号的幅度。它们可以是放大器模块、晶体管放大器、功率放大器等。
射频滤波器:射频滤波器用于选择性地通过或拒绝特定频率范围内的信号。它们有带通滤波器、带阻滤波器等类型。
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O
PD
Pi n / dBm 放大器的线性动态范围LDR
Pi n
(a)
(b)
图 13-5 1dB压缩和线性动态范围 (a) 放大器的PSAT, P1dB和1dB功率压缩点; (b) 放大器的1dB压缩和线性LDR关系图
第13章 射频微波系统
13.2 射频接收机的基本知识
13.2.1 射频接收机基本参数 射频接收机的基本参数介绍如下: (1) 接收灵敏度: 描述接收机对小信号的反应能力。对于模拟接收 机,满足一定信噪比时的输入信号功率; 对于数字接收
机,满足一定误码率时的输入功率。一般情况下接收灵
敏度在-85 dBm以下。
第13章 射频微波系统 (2) 选择性: 描述接收机对邻近信道频率的抑制能力。不允许同时有 两个信号进入接收机。一般地,隔离指标在60 dB以上。 (3) 交调抑制: 接收机会有双频交调失真。在发射机和功率放大器中,大
号进行混频,得到中频信号,经放大处理后解调信号。
1. 基本电路 基本射频前端接收机基本电路构成如图13 - 6所示。
第13章 射频微波系统
天线 混频器 RF LNA RF IF IFA 解调
LO 滤波
~
图 13-6 基本射频前端接收机基本电路
第13章 射频微波系统 天线接收空间信号,射频滤波器通过预定波道频率 阻止邻近波道信号。高频放大器是小信号低噪声放大 器,其性能影响整机噪声系数和接收灵敏度。本振信号 有足够的功率以驱动混频器,一般地,本振功率在7 dBm 以上。中频放大器的灵敏度一般在-60 dBm以下,这是
将发射端所发射的射频信号由天线接收后, 经LNA将功
率放大,再送入下变频器与LO混频后由中频滤波器将 设计所要的部分解调出有用信号。
13.2.4 接收机灵敏度计算实例
某接收系统各级增益及噪声系数列于表13-1中。
第13章 射频微波系统
表 13-1 接收机指标分配实例
第13章 射频微波系统 其他相关指标特性如下: RF-BPF2镜像衰减量为10 dB, 等效噪声频宽为Bw=12kHz, LO输出功率为PLO=23.5 dBm,LO 单边带相位噪声为WNsb=-165 dBc/Hz,带通滤波器响应参数为 0.0 dB @ fLO±fIF、 10.0 dB @ 2fLO±fIF、 20.0 dB @ 3fLO ±fIF,混频噪声均衡比(Mixer Noise Balance)为30.0 dB @
第13章 射频微波系统 (3) 将待发射的低频信号调制到发射中频(如70 MHz)上,经过多次倍频得到发射机频率,然后再经功放、
滤波输出到天线。近代通信中常用此方案。
发射机典型电路如图13 - 1所示,可分成九个部 分: 中频放大器、 中频滤波器、 上变频混频器、射
频滤波器、射频驱动放大器、射频功率放大器、载波
第13章 射频微波系统 3) 三阶互调IP3
IP3 Pin 2
(13 - 5)
其中, IP3为混频器的输入三阶互调截止点,Pin 是 混频器输入端的输入信号的功率,Δ 是混频器输出信号 与内调制信号的功率差(dB)。 混频器的IP3测量图及频谱示意图如图13-4(a)、 (b)所示。
第13章 射频微波系统
f1 f2 混频器 信号 混合器 带通 滤波器 频谱 分析仪
带通 滤波器 fL O 信号 产生器
(a)
Pi n / dBm fL O+f1 fL O+f2
(dB)
f1
f2
fL O
fRF1 fRF2 fL O+2f1 -f2 fL O+2f2 -f1
(b)
图 13-4 混频器的IP3测量电路与频谱 (a) 混频器的IP3测量电路; (b) 混频器的IP3频谱图
一个节点。接收机的调试要分段进行,每一大段都是对
的,才能保证接收机工作正常。 2. 其他形式的接收机
为了提高接收机的接收灵敏度,现代接收机采用二
次混频方案,如图13 - 7所示。
第13章 射频微波系统
天线 第一混频 滤波1 RF 放大 滤波2 第一中频 第一中放 滤波器 第二混频 第二中频 检波器
第13章 射频微波系统
信号 发生器 fRF PRF 混频器 带通 滤波器 fout 频谱 分析仪
带通 滤波器 fL O 信号 发生器
(a)
L c(dB) Pout(dBm ) B(dBm ) PRF(dBm )
(dBm )
fIF
2fIF
(b)
fL O
fRF
图 13-3 混频器的IP2测量电路与频谱 (a) 混频器的IP2测量电路; (b) 混频器的IP2频谱图
振荡器、载波滤波器、发射天线。
第13章 射频微波系统
天线 上变频 待发射 基带 信号 IF 滤波 放大 LO 滤波 RF 滤波 放大 功放
~
本振
图 13-1 基本射频前端发射机电路
第13章 射频微波系统 这些电路单元在前面均有介绍。放大器的基本原 理与设计方法可参考第8章,滤波器的基本原理与设计
第13章 射频微波系统
混频 二极管 IF PIF 匹配 电路 匹配 电路 滤波器 RF PRF
LO
匹配 电路
图 13-2 发射混频器的基本电路
第13章 射频微波系统 混频后的输出射频频率为 fRF=mfIF+nfLO(13 - 2)
其中m,n为任意非零整数。
绝大多数情况下, RF频率应是载波与IF频率的和或 差, 即fRF=fLO±fIF。根据发射机指标和系统参数取和频 或差频,利用射频输出端的滤波器实现端口间的隔离。 主要的噪声信号有: 镜频信号fim=fLO+2fIF; 载波信号的谐 波nfLO, n为正整数; 边带谐波信号 fsb=fLO±mfIF 这些噪声需要特别加以抑制处理。
第13章 射频微波系统 2. 上变频器的主要技术参数的定义和测量 1) 变频耗损或增益
2) 二阶互调IP2
PIF Lc (dB) 10 lg( ) P RF
(13 - 3)
IP2=PRF+(PRF-B-Lc)
(13 - 4)
其中, IP2为混频器的输入二阶互调截止点,单位为 dBm; PRF 为混波器RF输入端的输入信号功率, 单位为 dBm; Lc 是混波器输入信号频率fRF=fLO+fIF时的变频损耗, 单位为dB; B是混波器输入信号频率fRF=fLO+0.5fIF 时输出 端频率为2fIF的信号功率, 单位为dBm混频器的IP2 测量电路与频谱示意图如图13-3(a)、 (b)所示。
第13章 射频微波系统 13.1.2 发射机基本结构 要发射的低频信号(模拟、 数字、 图像等)与射频/ 微波信号的调制方式有三种可能形式: (1) 直接产生发射机输出的微波信号频率,再调制待发 射信号。在雷达系统中常用脉冲调制微波信号的幅度,即幅 度键控。调制电路就是PIN开关。调制后信号经功放、 滤 波输出到天线。 (2) 将待发射的低频信号调制到发射中频(如70 MHz) 上,与发射本振(微波/射频)混频得到发射机输出频率,再 经功放、 滤波输出到天线。在通信系统中常用此方案。 图像通信中,一般先将图像信号先做基带处理(6.5 MHz), 再进行调制。
Fin1 1
i 1 n
(13-7)
F2 1 F3 1 ... G1 G1G2
G
j 0
i 1
Fi 1
j
F1
(13-8)
第13章 射频微波系统
G N Fi ' 1 1 Fin 2 iN1 i 1 ' ' i 1 Gj Gj i 1 j 0 N 10 ( pLO WN ab Lsb MNBsb ) /10 Fin 3 NT i 1 1000 KT0 G j
第一本振
~
~
第二本振
图 13-7 二次混频接收机
第13章 射频微波系统 13.2.3 接收机灵敏度 接收机灵敏度的定义为
S FT KTBw ( SNRd ) Z s
(13 - 6)
式中, K=1.38×10-23J/°K, 是波尔兹曼常数; T为绝
对温度; Bw 是系统的等效噪声频宽; SNRd 是系统要求的信 噪比; Zs是系统阻抗; FT是总等效输入噪声系数,由三大部 分组成: 接收器各级的增益与噪声系数Fin1、 in1+Fin2+Fin3
信号时会出现三阶互调失真。一般要求交调抑制在60 dB以上。
(4) 频率稳定度: 描述接收机的本振信号的频率稳定度, 影响接收机的中频信号的质量。 (5) 本振辐射: 由于混频器的隔离不好,本振信号进入接 收信号通路,通过天线辐射, 引起系统的三阶交调失真加重。
第13章 射频微波系统 13.2.2 接收机基本结构 接收机几乎都是超外差形式,即本振信号与接收信
方法可参考第7章,振荡器可参考第9章和第10章,天线
在第12章有详细描述。在电路单元中还会用到耦合器、 隔离器、 匹配电路或衰减器等。一个发射机系统就是
前面所学知识的组合。
第13章 射频微波系统 13.1.3 上变频器 1. 基本电路原理
发射混频器的基本电路结构图如图13-2所示。二极管
第13章 射频微波系统 (3) 效率: 供电电源到输出功率的转换效率。这 一参数对于电池供电系统尤为重要。 (4) 噪声: 包括调幅、调频和调相噪声,不必要的 调制噪声将会影响系统的通信质量。 (5) 谐波抑制: 工作频率的高次谐波输出功率大 小。通常对二次、 三次谐波抑制提出要求。基波与谐 波的功率比为谐波抑制指标。工程实际中,基波与谐波 两个功率dBm的差为dBc。 (6) 杂波抑制: 除基波和谐波外的任何信号与基 波信号的大小比较。直接振荡源的杂波就是本底噪声, 频率合成器的杂波除本底噪声外,还有可能是参考频率 及其谐波。