《射频电路与天线》PPT课件
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射频电路与天线课件
射频电路设计与优化Leabharlann 1射频电路优化方法
2
探讨射频电路优化的方法和技术，如参
数调节和仿真模拟等。
3
射频电路设计步骤
详细介绍射频电路设计的步骤，从需求 分析到电路布局的最佳实践。
实例分析
通过实例案例，展示射频电路设计和优 化的具体过程和成果。
天线设计与优化
天线设计步骤
天线优化方法
详细介绍天线设计的步骤，包括 需求分析、参数确定和性能评估。
射频电路与天线课件
本课件将介绍射频电路与天线的基础知识，包括课件目的、学习目标，以及 射频电路与天线的应用领域和基本原理。
射频电路基础知识
1 什么是射频电路
介绍射频电路的概念和定 义，以及其在无线通信和 雷达等领域的重要性。
2 射频电路的应用领域 3 射频电路的基本原理
探索射频电路在无线通信、 移动通信、卫星通信和雷 达等领域的广泛应用。
讲解射频电路的工作原理， 包括频率、功率和阻抗匹 配等关键要素。
天线基础知识
1 什么是天线
介绍天线的定义和作用， 以及其在无线通信系统中 的重要性。
2 天线的种类和结构
探索不同类型和结构的天 线，如偶极子天线、微带 天线和方向天线等。
3 天线的工作原理
讲解天线的工作原理，如 辐射和接收无线信号的过 程。
讨论天线优化的方法和技术，如 天线阻抗匹配和辐射特性优化。
实例分析
通过实例案例，展示天线设计和 优化的具体过程和成果。
课程总结
复习要点
回顾课程的重点内容和关键知识点，巩固学习成果。
射频电路与天线10_谐振器
并且谐振器的q值为短路传输线谐振器沿线的电压分布researchinstitutewirelesstechniques对于的情形于是谐振角频率为谐振时传输线长度为在谐振频率附近tan四分之一波长谐振器tancottan短路14波长传输线谐振器researchinstitutewirelesstechniques可知四分之一波长短路传输线谐振器在谐振频率附近可以等效为并联rlc谐振电tantanhtanhtantanhtantanhtanresearchinstitutewirelesstechniquesresearchinstitutewirelesstechniques采用与前面相同的方法可以证明半波长开路传输线谐振器在谐振频率附近可以等效为一并联rlc谐振电路且开路传输线谐振器tanhtantanhtantanhresearchinstitutewirelesstechniques同样可以证明四分之一波长开路传输线谐振器在谐振频率附近等效为一串联rlc谐振电researchinstitutewirelesstechniques103矩形谐振腔矩形腔是由两端封闭的一段矩形波导组成
South China University of Technology
tanh l j tan l Yin Y0 tanh( j )l Y0 1 j tan l tanh l
采用与前面相同的方法，可以证明，半波长开
路传输线谐振器在谐振频率附近可以等效为一 并联RLC谐振电路，且
第10讲内容
South China University of Technology
RLC谐振电路 传输线谐振器 矩形谐振腔 圆柱形谐振腔 同轴腔 微带谐振器 谐振器的耦合
Research Institute of RF & Wireless Techniques
South China University of Technology
tanh l j tan l Yin Y0 tanh( j )l Y0 1 j tan l tanh l
采用与前面相同的方法，可以证明，半波长开
路传输线谐振器在谐振频率附近可以等效为一 并联RLC谐振电路，且
第10讲内容
South China University of Technology
RLC谐振电路 传输线谐振器 矩形谐振腔 圆柱形谐振腔 同轴腔 微带谐振器 谐振器的耦合
Research Institute of RF & Wireless Techniques
华工射频电路与天线(一)课程
Research Institute of Antennas & RF Techniques射频电路与天线（一）RF Circuits and Antennas 第1讲绪论褚庆昕华南理工大学电子与信息学院天线与射频技术研究所TEL: 22236201-601Email:qxchu@1.1RF/MW典型应用的频谱Research Institute of Antennas & RF Techniques So u thC h i n a U n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y 1.2RF/MW 的特点频率高¾通信系统中相对带宽Δf/f通常为一定值，所以频率f越高，越容易实现更大的带宽Δf，从而信息的容量就越大。
¾例如，对于1%的相对带宽，600MHz频率下宽带为6MHz（一个电视频道的带宽），而60GHz频率下带宽为600MHz（100个电视频道！）。
¾因此，RF/MW的一个最广泛应用就是无线通信。
Research Institute of Antennas & RF TechniquesSo u thC h i n a U n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y 微波接力通信Research Institute of Antennas & RF Techniques So ut hC h i n a U n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y 蜂窝电话系统Research Institute of Antennas & RF Techniques So u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y 波长短¾天线与RF 电路的特性是与其电尺寸l /λ相关的。
天线PPT课件(完整版)
近区场的性质：由于电场和磁场相差90度，故坡印 廷矢量的平均值等于零，这说明无电磁场能量辐射， 称为感应场。
远区场：当 kr 1 时称为远场区，电磁场主要由 kr 的低次幂项决定，故可略去 kr 的高次幂项，得
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洛伦兹条件：
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1
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2 A k 2 A J
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kr 1
波阻抗：
Zw
E H
固有阻抗：
120 377
§1.2 电基本振子
远区场的性质：
（1）电场与磁场在空间相互垂直，它们均与r 成反 比。因等相位面为球面，故为球面电磁波。
（2）因在传播方向上电磁场的分量为零，故为横电 磁波，记为TEM波。
天线发展简史
二、1901, 马可尼（Guglielmo Marconi, 1874-1937，1909 年 诺贝尔物理学奖）
1901年马可尼成功实现横穿大西洋（英国—加拿大） 的无线电通信。位于英国（Poldhu, England）的发射天线 由50根斜拉导线组成，用悬于60米高的木塔间的钢索支撑。 位于加拿大（Newfoundland, Canada）的接收天线是200米 长的导线，由风筝牵引。
远区场：当 kr 1 时称为远场区，电磁场主要由 kr 的低次幂项决定，故可略去 kr 的高次幂项，得
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波阻抗：
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固有阻抗：
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§1.2 电基本振子
远区场的性质：
（1）电场与磁场在空间相互垂直，它们均与r 成反 比。因等相位面为球面，故为球面电磁波。
（2）因在传播方向上电磁场的分量为零，故为横电 磁波，记为TEM波。
天线发展简史
二、1901, 马可尼（Guglielmo Marconi, 1874-1937，1909 年 诺贝尔物理学奖）
1901年马可尼成功实现横穿大西洋（英国—加拿大） 的无线电通信。位于英国（Poldhu, England）的发射天线 由50根斜拉导线组成，用悬于60米高的木塔间的钢索支撑。 位于加拿大（Newfoundland, Canada）的接收天线是200米 长的导线，由风筝牵引。
《射频电路与天线》课件
电容元件
定义
电容元件是一种能够存储电场能 量的元件，其基本结构是两个平
行板导体之间的绝缘介质。
工作原理
当电压施加在电容元件上时，会在 电介质中产生电场，使得两极板之 间产生电荷吸引力。
特性
电容元件具有容抗，其值与电容量 和频率成反比。在射频电路中，电 容元件常用于滤波、耦合和匹配等 应用。
电阻元件
天线的工作原理
总结词
天线的工作原理
VS
详细描述
天线的工作原理基于电磁波的传播和辐射 。当天线受到电磁波激励时，会在其周围 产生电磁场，形成电磁波的辐射和传播。 天线的形状、尺寸和材料等因素决定了其 辐射特性和方向性。常见的天线形式包括 偶极子天线、单极子天线、抛物面天线等 ，它们各有不同的工作原理和应用场景。
能将得到进一步提升，为无线通信技术的发展提供有力支持。
02 射频电路的基本元件
电感元件
定义
电感元件是一种能够存储磁场能量的 元件，其基本结构是一个导线绕组。
工作原理
特性
电感元件具有感抗，其值与电感量成 正比，与频率成反比。在射频电路中 ，电感元件常用于滤波、耦合和调谐 等应用。
当电流在电感元件中流动时，会产生 一个与电流变化方向相反的感应电动 势，阻碍电流的变化。
《射频电路与天线》PPT课件
contents
目录
• 射频电路概述 • 射频电路的基本元件 • 天线基础 • 常见天线类型与应用 • 天线阵列与馈电网络 • 射频电路与天线的未来发展
01 射频电路概述
定义与特点
总结词
射频电路是无线通信系统中的关键组成部分，具有频率高、频带宽、信号传输损耗低等特点。
要点二
详细描述
在进行馈电网络设计与实现时，需要综合考虑信号传输效 率、功率分配均匀性、相位一致性等因素。通过对传输线 型式、功率分配器和相位调整器等进行合理选择和设计， 可以确保馈电网络的性能满足天线阵列的工作需求。同时 ，还需要考虑馈电网络的可靠性、可维护性和成本等因素 ，以满足实际应用的需求。
华工射频电路与天线(一)课程
Research Institute of Antennas & RF Techniques射频电路与天线（一）RF Circuits and Antennas 第1讲绪论褚庆昕华南理工大学电子与信息学院天线与射频技术研究所TEL: 22236201-601Email:qxchu@1.1RF/MW典型应用的频谱Research Institute of Antennas & RF Techniques So u thC h i n a U n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y 1.2RF/MW 的特点频率高¾通信系统中相对带宽Δf/f通常为一定值，所以频率f越高，越容易实现更大的带宽Δf，从而信息的容量就越大。
¾例如，对于1%的相对带宽，600MHz频率下宽带为6MHz（一个电视频道的带宽），而60GHz频率下带宽为600MHz（100个电视频道！）。
¾因此，RF/MW的一个最广泛应用就是无线通信。
Research Institute of Antennas & RF TechniquesSo u thC h i n a U n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y 微波接力通信Research Institute of Antennas & RF Techniques So ut hC h i n a U n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y 蜂窝电话系统Research Institute of Antennas & RF Techniques So u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y 波长短¾天线与RF 电路的特性是与其电尺寸l /λ相关的。
传输线理论3-射频电路与天线
Zc
在波腹点，阻抗为实数，且与特性阻抗 成 正比，比例系数为驻波比。
同理，在电压波节点（电流波腹点）有：
Zin Zc /
在波节点，阻抗为实数，且与特性阻抗 成 正比，比例系数为驻波比的倒数。
2.5 无耗传输线的功率
South China University of Technology
注意书中（1-76）式有误
South China University of Technology
其中，c，d 分别表示导体损耗和介质损耗引 起的衰减常数。 可见，小损耗时，特性阻抗和相移常数可以 用 无耗时的值近似。衰减常数为导体衰减常 数与 介质衰减常数之和。
• 传输线效率
由于传输线总存在一定的损耗，或者负载与 传输线间未达到完全匹配，所以电源的功率 不可能全部为负载所吸收，这就有传输效率 的问题。 定义传输线效率：负载吸收的功率与传输线 上的输入功率之比，以η表示，即
jXL 等效为一段长为 lx
XL Zc tan lx
XL 1 1 1 XL tan lx tan Z c 2 Zc
所以，将短路线的驻波曲线沿传输线移动 lx 距离便可以得到端接电抗 jX时驻波曲线。
2.4.3 行驻波状态（部分反射）
当传输线端接任意阻抗
j l U U Le j l 0 e
2.4 无耗传输线的工作状态
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传输线上电压与电流的通解为
U U U U0 (e j z Le j z ) 为什么是L ?不是 I 1 U 0 (e j z L e j z ) Zc
2010_射频电路与天线4_圆图
4.1.1 反射系数圆与相位射线
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考虑无耗传输线 j ( L 2 l ) j ( l ) e e (l ) r ji
2 2 r i , arg r ji arg tan i r
2 2 2
r
1 1 r 1 i x x
x
0
±0.5 (1,±2) 2
±1
±2
∞ (1,0) 0
圆心 1, 1 (1,±∞) x 半径
1 x
(1,±1) (1,±1/2) 1 1/2
∞
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当从负载向电源方向行进时，反射系数在Γ平 面上的轨迹是包含在单位圆内沿顺时针旋转的 圆（负相角）。反之，当从电源向负载方向行 进时，圆是逆时针旋转（正相角） 。 传输线上移动的距离 z 与转动的角度 满足 2 z 4 z 旋转的角度可以用相对值 z 示。
Smith阻抗圆图的特点：
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上半圆内的阻抗为感抗： X L 0 ； 下半圆内的阻抗为容抗： X L 0 ； 实轴上的阻抗为纯电阻； 左边实轴上的点代表电压最小点：Z Rmin Z c 右边实轴上的点代表电压最大点： Z Rmax Z c 实轴左边端点为阻抗短路点：Z 0 实轴右边端点为阻抗开路点： Z 圆图中心点为阻抗匹配点 ： Z Z c 整个圆电长度以 0.5 为周期， 所谓 / 2 阻抗重复性。
射频电路与天线15_阻抗匹配器Ⅰ20121121
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15.2 L型匹配网络
通过例题，演示L型网络的匹配过程。
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RT XT ( RT 2 X T 2 ) RT 2 RA BC RT 2 X T 2
(3)
因为RT大于RA，所以根号内的值为正，且大于 XT2，为了保证BC为正，取根号前符号为正。 由（1）可得
1 RA (1 BC X T ) XL XA BC BC RT （4）
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最后，将已知数据代入得
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BC 9.2mS C BC / 0.73 pF X L 76.9 L X L / 6.1nH
解析法：根据要求，在天线与匹配网络的连接处， 往发射机看去的输出阻抗ZM必须等于天线输入 阻抗ZA的共轭复数
Z M Z A*
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ZM等于ZT与电容C并联后再与电感L串联
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X T RT RA BC (1 BC X T )( X A X L )
(1)
(2)
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射频电路与天线课件
Research Institute of RF & Wireless Techniques
射频电路=传输线+不连续性
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传输线 传输线
不连续性2
传输线 传输线
不连续性1
传输线
不连续性n
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传输线建模：把传输线等效为双线，用特征
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参数 - 特性阻抗和传播常数表征。单模传输 线等效为一条双线， m模传输线等效为 m条 传输线。 不连续性建模：可以采用集总等效电路模型， 也可以采用网络矩阵表征。 于是，通过建模，射频电路等效为由传输线 和不连续性网络构成的电路。射频电路就可 以采用电路理论分析和设计，“场方法”转 化为“路方法”。 网络方法的思想：化繁为简、化整为零、各 个击破、整体连接。把复杂的三维电磁场问 题转变为一维电路问题。
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传输线建模－双线
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单模传输
Zc,
m模传输
Zc1, 1 Zc2, 2
Zcn, n
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3双端口网络a矩阵转移矩阵?定义????归一化a矩阵121112212212uu???aaaaii??????????????02121111120101020121210102222202zaaaazzzzaazzaaz???????????researchinstituteofrfwirelesstechniquessouthchinauniversityoftechnology级联网络?在a矩阵的定义中输出端口的电流之所以选为负值是因为这样定义的a矩阵特别方便计算级联网络的a矩阵?????a?????naaa21??????3122121223nnnnnu????u????u????u???u????uaaaiiiiii???????????????????????????????1121nnnu????u???aaaii???????researchinstituteofrfwirelesstechniquessouthchinauniversityoftechnology例题91??11111uuziii???????????????a???????1011z??12122uuiyui?????????????????????1012ya求下图所示形网络的a和a矩阵
射频电路与天线ppt
2π
λ
v
λ 1− λc
2
相速：v p =
λ 1− λc
2
相波长：λ p =
λ
λ 1− λc
2
群速度：
λ vg = v 1 − < v λc
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I2
U2
ZC2
U1
Z
ZC1
T1
U1 Z11 = I1 U2 Z 22 = I2 U1 Z12 = I2 U2 Z 21 = I1
T2
I2 =0
I1 = 0
I1 = 0
I 2 =0
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Y矩阵－导纳矩阵
I1 I2
Yc1
微带线
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微带线主模为准TEM模
微带线有双导体，主模是TEM模。 由于基片存在，存在不同媒质的分界面，单独TEM模不满足比边界条 件，需同时存在TE、TM模。 TE、TM模比TEM模小很多，场的纵向分量远小于横向分量，合成场分 布近似TEM模，故为准TEM模。 频率越低，越接近TEM模色散越小。 频率越高，越偏离TEM模，色散越大。 可工作到直流。
第一部分 传输线理论
传输线理论公式：
Γ (l ) = Γ L e j ( ϕ L − 2 β l ) = Γ L e − j 2 β l
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I
U
U+ U−
射频电路与天线(一)第11讲基本元件介绍和应用
波导阶梯
波导阶梯是两种不同截面尺寸的波导相连 接时所形成的不连续性。对于矩形波导最 常见的阶梯是E面阶梯和H面阶梯。
E面阶梯沿电场方向（y方向）构成阶梯， 类似于电容膜片，沿纵向可以近似看作电 容膜片的一半，故在连接处可以等效为一 个并联电容。
H面阶梯沿磁场方向（x方向）构成阶梯， 类似于电感膜片，沿纵向可以近似看作电 感膜片的一半，故在连接处可以等效为一 个并联电感。
射频电路与天线（一）
RF Circuits and Antennas
第11讲基本元件介绍和应用
第11讲内容
引言 波导元件 同轴元件 微带元件 集总元件 高低阻抗线
教材pp152-162
11.1 引言
在射频电路中，除了传输线以外，根据 电路的设计或实际电路实现的需要，总 是要引入各种不连续性。
同轴线的主模是TEM模，采用波导不连 续性的分析方法，可以得到同轴线不连 续性的等效电路。
同轴线阶梯
同轴线缝隙
同轴线膜片
11.4 微带不连续性
微带开路 因为在微带中心导带突然终断处，导带 末端将出现剩余电荷，引起边缘电场效 应，所以，微带开路端并不是理想开路， 而是存在缩短电容效应。
l2 earc4 cA At g 22 W Wct2 g e A
电容膜片的口径附近电场比较集中，容易 发生击穿，所以功率容量低。而且电容膜 片不易得到较大的等效电纳，所以在实际 应用中很少采用。
电感膜片
Bg cot2(a' )
a 2a
分析方法与对电容膜片的分析方法相同。 只是电感膜片只在x方向上不连续，在y方 向上是连续的。
当传输TE10模时，电感膜片处只有磁力线 变形、压缩，因此，磁场能量相对集中。
[信息与通信]射频电路与天线课件
![[信息与通信]射频电路与天线课件](https://img.taocdn.com/s3/m/ebcc176f443610661ed9ad51f01dc281e43a567e.png)
3
功分器设计
介绍射频功分器的设计原理和常用的功分器电路拓扑结构。
射频混频器和分频器
混频器原理
深入介绍射频混频器的原理和常见的混频器电 路拓扑结构。
分频器设计
介绍射频分频器的设计原理和常用的分频器电 路拓扑结构。
混频器应用
讲解射频电路中混频器的常见应用，如频率转 换和信号调制。
分频器应用
讨论射频电路中分频器的应用，如时钟信号生 成和频率合成。
介绍天线的常见参数，如增益、方向性和带宽。
3
天线设计
讨论天线设计的考虑因素和常用的天线设计方法。
1 滤波器类型
介绍射频电路中常用的滤波器类型，如低通、高通、带通和带阻滤波器。
2 滤波器设计
讲解射频滤波器的设计原理和常用的滤波器电路。
3 匹配器原理
深入介绍射频电路中的匹配器原理和常见的匹配网络。
射频开关与功分器
1
开关原理
讲解射频电路中的开关原理和常见的开关电路拓扑结构。
2
开关应用
介绍射频电路中开关的常见应用，如射频前端模块和射频开关矩阵。
射频电路的噪声与线性度
噪声原理
深入介绍射频电路中噪声的原理 和常见的噪声参数。
线性度分析
讲解射频电路中线性度的分析方 法和常用的线性度补偿技术。
互调失真
介绍射频电路中互调失真的原理 和常见的互调分析方法。
天线基础理论与天线参数
1
天线基础
讲解天线的基础理论，如辐射原理、阵列理论和辐射效率。
2
天线参数
增益和损耗
讨论射频电路中的增益和损耗概念，并介绍常 用的增益网络和损耗补偿技术。
射频放大器的工作原理
放大器分类
介绍射频放大器的分类，包括A 类、AB类、C类和D类放大器。
射频电路与天线课件
详细描述
该案例介绍了某型通信设备的射频电路设计过程，包括电路原理、元件选择、电路布局和布线等方面 的考虑因素。通过实际案例分析，深入探讨了射频电路设计中的关键技术和难点，并给出了相应的解 决方案。
案例二：某型雷达天线优化设计
总结词
雷达天线优化设计
VS
详细描述
该案例针对某型雷达天线的优化设计进行 了深入探讨，包括天线类型选择、辐射方 向图设计、增益和带宽优化等方面的内容 。通过实际案例分析，阐述了雷达天线优 化设计中的关键技术和方法，并给出了相 应的优化结果。
测距和测速
通过分析雷达信号的传输时间或多普勒频移，可以计算出目标物体 与雷达之间的距离和相对速度。
气象观测
雷达系统中的射频电路与天线还可以用于观测气象条件，如降雨、 风速和风向等。
无线电导航系统中的应用
卫星导航
无线电导航系统中的射频电路与 天线用于接收来自卫星的信号， 通过测量信号传播时间或相位差
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
射频电路与天线课件
目录
CONTENTS
• 射频电路基础 • 天线基础知识 • 射频电路与天线的应用 • 射频电路与天线的挑战与未来发展 • 实际案例分析
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
01
射频电路基础
04Leabharlann 射频电路与天线的挑战 与未来发展当前面临的主要挑战
技术复杂度增加
材料限制
随着通信技术的发展，射频电路与天线的 设计和制造过程变得越来越复杂，需要更 高的精度和更复杂的计算。
目前用于制造射频电路与天线的材料性能 有限，难以满足不断增长的技术需求。
该案例介绍了某型通信设备的射频电路设计过程，包括电路原理、元件选择、电路布局和布线等方面 的考虑因素。通过实际案例分析，深入探讨了射频电路设计中的关键技术和难点，并给出了相应的解 决方案。
案例二：某型雷达天线优化设计
总结词
雷达天线优化设计
VS
详细描述
该案例针对某型雷达天线的优化设计进行 了深入探讨，包括天线类型选择、辐射方 向图设计、增益和带宽优化等方面的内容 。通过实际案例分析，阐述了雷达天线优 化设计中的关键技术和方法，并给出了相 应的优化结果。
测距和测速
通过分析雷达信号的传输时间或多普勒频移，可以计算出目标物体 与雷达之间的距离和相对速度。
气象观测
雷达系统中的射频电路与天线还可以用于观测气象条件，如降雨、 风速和风向等。
无线电导航系统中的应用
卫星导航
无线电导航系统中的射频电路与 天线用于接收来自卫星的信号， 通过测量信号传播时间或相位差
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• 射频电路基础 • 天线基础知识 • 射频电路与天线的应用 • 射频电路与天线的挑战与未来发展 • 实际案例分析
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SUMMAR Y
01
射频电路基础
04Leabharlann 射频电路与天线的挑战 与未来发展当前面临的主要挑战
技术复杂度增加
材料限制
随着通信技术的发展，射频电路与天线的 设计和制造过程变得越来越复杂，需要更 高的精度和更复杂的计算。
目前用于制造射频电路与天线的材料性能 有限，难以满足不断增长的技术需求。
射频电路原理ppt课件
天线、匹配网络、射频衔接器
无顶针插入时， 簧片处于接触形 状，信号由天线
接纳至主板
射频头顶 针插入时 将簧片断 开，信号 有综测仪 衔接至主式
双工滤波器〔U601〕
❖ 2、双工滤波器〔U601〕：
❖
双工滤波器是一种无源器件，内部包括发射滤波器
和接纳滤波器，它们都是带通滤波器。作用是将接纳射
射频收发信机〔U602〕
射频收发信机〔U602〕
❖ 低噪声放大器(LNA): 作用是将天线接纳到的微弱的射频信 号进展放大，以满足混频器对输入信号幅度的需求，提高 接纳机的信噪比。
❖ 混频器(MIX):是一个频谱搬移电路，它将包含接纳信息的 射频信号转化为一个固定频率的包含接纳信息的中频信号。 它是接纳机的中心电路。混频电路又叫混频器〔MIX〕是 利用半导体器件的非线性特性，将两个或多个信号混合， 取其差频或和频，得到所需求的频率信号。在手机电路中， 混频器有两个输入信号(一个为输入信号，另一个为本机振 荡)，一个输出信号〔其输出被称为中频IF〕。当混频器的 输出为射频信号频率与本振信号之和，且比信号频率高时， 所用的混频器被称为上边带上变频；
频信号与发射射频信号分别，以防止强的发射信号对接
纳机呵斥影响。由于发射信号总是比接纳信号强，而强
信号对弱信号有抑制造用，会使接纳电路被强信号阻塞，
使接纳的弱信号被淹没，引起接纳灵敏度下降。所以接
纳滤波器就是阻止发射信号串人接纳电平，当然，也有
一并拒收天线接纳到的接纳频段以外的信号；而发射滤
波器那么回绝接纳频率段的噪声功率及发射调制信号。
射频收发信机〔U602〕
❖ 鉴相器〔PD〕：是英文Phase Detector 的缩写。它是一 个相位比较器，是一个相差—电压转换安装，可将VCO 振荡信号的相位变化变换为电压的变化。鉴相器输出的是 脉动直流信号，这一脉动直流信号经LPF 滤除高频成分后 去控制VCO 电路。
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圆内沿顺时针旋转的圆（负相角）。反之，当从电源向负载方向行进时，
圆是逆＝时针常旋数转（正相角） 。
平面
＝常数
l 2 l
( l)
(z) 常数 1
【例4-1】已知 解：因为
位于，图求上A点ΓL。处0的.7
向电源方向等圆顺时ΓL转0.01.877e5到j 0 B点，
得
，于是
。
z 0.1875
(z)
把阻抗圆图和导纳圆图迭在一起，就绘成导抗圆图。
导纳圆图与阻抗圆图理解实例 【附加例】若归一化负载阻抗为1+j，求离负 载0.125波长处的输入阻抗。
先利用阻抗圆图
根据阻抗圆图可求得输入阻抗为2-j
利用导纳圆图 归一化负载导纳为0.5-j0.5
利用导纳圆图 归一化输入导纳为0.4+j0.2 旋转180°可得到阻抗值为2-j
注意：
变1350，z
变化
(z) 0.7e j1350
要注意旋转方向
对与但 起为于始了点方圆无便，关，。规的定起取始点4任意时0，.，2因5为我们求；的是两点间的电长度，
时，
。
z/
00 180 0
z / 0.25 z/ 0
l 0.1
(z)
当传输线有耗（小损耗）时，反射系数的相位特性不变，模不再是 圆。
；X L 0
；
XL 0
左边实轴上的点代表电压最小点： 右边实轴上的点代表电压最大点： 实轴左边端点为阻抗短路点： 实轴右边端点为阻抗开路点：
Z Rmin Zc Z Rmax Zc
圆图中心点为阻抗匹配点 ：
Z 0
整个圆电长度以 为周期， 所谓 阻抗重复性。
Z Z Zc
0.5
/2
4.1.4 Smith 导纳圆图
• Smith圆图已成为分析和设计RF/MW电路的常用工具，许多设计软 件和测量仪器都使用Smith圆图。
• 阻抗的计算问题包括：
– 反射系数的模 Γ – 反射系数的相位 2 j z – 输入阻抗的实部（电阻）Rin • 后–面将输会证入明阻，在抗以的反射虚系数部的（实部电和纳虚部）构X成in的坐标系中，反射系数
这时可在图上加画衰减圆，以
为半径画圆，并标明 值。
具体求 到
时，先按无耗时的方法求 。
。 然 后e利2用 z衰 减 圆 ， 得
例如， 在A点，顺时等圆z旋转到B，得到 ，设
，于是到C点
得
。
L e2z
L
(z) l 0.1
(z)
4.1.2 归一化阻抗圆
• 我们希望能在平面上反映阻抗特性
设
r j归i 一化阻抗
• 为使Smith圆图不致过于复杂，图中一般不标出 圆，使用时不难用圆 规等工具求出。
• 从图上可以读出：r, x, , 四个量。 • 只要知道其中两个量，就可根据圆图求出另外两个量。
Smith阻抗圆图
Smith阻抗圆图的特点：
上半圆内的阻抗为感抗： 下半圆内的阻抗为容抗：
实轴上的阻抗为纯电阻；
的模、输入阻抗的实部（电阻）和虚部（电纳）都构成圆，反射系数的 相位构成射线。
• 正是这些圆和射线构成了Smith圆图。
4.1.1 反射系数圆与相位射线
• 考虑无耗传输线
• 在 平面(z内) （实L部e为j(横L 2坐z标) ，虚部为竖坐标） l
是一簇单位圆内的圆
是一簇从原点发出的射线
• 当从负载(z向) 电 源常方数向行1进时，反射系数在 平面上的轨迹是包含在单位
射频电路与天线（一）
RF Circuits & Antennas
第4讲
Sm陈i付th昌圆图 华南理工大学电子与信息学院 天线与射频技术研究所
Email:chenfuchang@
第4讲内容
• Smith圆图 • 传输线例题
教材pp23-34
4.1 Smith 圆图
• 在射频电路中，经常遇到阻抗计算问题：
Zin (z)
Zc
ZL Zc
Zc ZL
j j
tan tan
z z
Γ (z) ΓLe2 j z
• 上述计算涉及复杂的复数计算，在电子计算机尚不普及的时期，人们采
用作图法计算，Z便in 出现Z了c 11Smith圆图。
• 今天，计算机计算已变得非常容易，精度远远高于作图法。但是， 并不能说作图法就无用了，更不能说圆图就可以淘汰了，因为圆图 不仅可以简化计算，更重要的是可以提供清晰的几何概念和物理意 义。
1. 用阻抗圆图由导纳求导纳
Y Y Yl jtgl g jb
因为
Yc 1 jYltgl
Z Z Zl jtgl r jx
Zc 1 jZltgl
所以只要作下面代 替 ：Z 1 Y 1
就可以直接用Smith阻Z抗圆1图计算Y导纳1 。
r g x b
22g源自rg1i2
1
g
1
r
12
i
1 b
2
1 b
2
r圆
x圆
半径 1 g 1
,
圆心
g
g 1
,
0
半径
1 b
，
圆心
1,
1 b
• 但要注意，同时要做下列变换： – 开路点和短路点互换。 – 上半圆为容抗。 – 下半圆为感抗。 – 电压最大点与最小点互换。 – 平面坐标轴反向。
2. 用阻抗圆图从阻抗求导纳或由导纳求阻抗
由 Z 得Zin r jx
于是
Zc
Z 1 Z 1
r ji r 1 jx r 1 jx
rr
r 1 x i r
i x
1
r x
1
r 1 i x 2 r 1
x i r 1
1 r
r r
1 i2
1 r
r
1
r
1
r x
i
i x 2 r 1
x
r2
2r r 1
r
i2
1 1
r r
r2
2r
i2
2 x
i
1
r
r
r 2
1
i2
1 2 r 1
r
12
i
1 2
x
1 2 x
r圆
半径 1 , 圆心 r ,0
r 1
r 1
x圆
半径 1 ， 圆心 1, 1
x
x
短路点
匹配点
开路点
r圆
x圆
4.1.3 Smith阻抗圆图
• 将 圆、 射线 、r圆、x圆在平面汇集，便构成Smith阻抗圆图。
• 可因见为，如果在Z阻抗11圆图上已知某Y个归11一化阻抗11点，ee则jj沿着反射系数圆
旋转 后的对应点就是与之对应的归一化导纳值，所谓 阻抗倒
置性。 3. 导纳圆图
1800
把整个阻抗圆图旋转 ，就得到了导纳圆图，但这时图上的特征 点/ 4不 变， 平面坐标轴不变。
1800
Smith导纳圆图
4.导抗圆图(教材最后一页）
4.1.5 圆图应用
➢Smith圆图常应用于下列问题的计算：
由负载阻抗求线上的驻波比或反射系数和 输入阻抗。