第12章 射频控制电路 无线通信射频电路技术与设计[文光俊]
无线通信射频电路技术与设计(文光俊 电子工业出版社)习题答案ch2
2.2AWG 26 d=16mila=d/2=8mil=8*(2.54*10^(-5))=0.2032mm和引线相关联的电感：L=RDC==nH引线的串联电阻：R R2DCasσ====μΩ并联泄露电阻：61133.9*10R2tanee sG fC fπ===∆MΩ2.4（1）并联LC：111()1/()1/()Z jj L j C C Lωωωω==---（2）串联联LC：21()Z j LCωω=-（3）并联LR-C：311/()ZR j L j Cωω=++（4）串联LRC：41()Z R j LCωω=+-四个频率响应的MATLAB程序如下:clear all;f=30e6:1000:300e6;L=10e-9;C=10e-12;R=5;Z1=1./(j*(2*pi*f*C-1./(2*pi*f*L)));Z2=j*(2*pi*f*L-1./(2*pi*f*C));Z3=1./(j*2*pi*f*C-1./(2*pi*f*L+R));Z4=R+j*(2*pi*f*L-1./(2*pi*f*C));subplot(2,2,1)plot(f/1e6,abs(Z1));grid;title('Parallel LC circuit'),xlabel('frequency, MHz'),ylabel('|Z1|,ohm');subplot(2,2,2)plot(f/1e6,abs(Z2));grid;title('Series LC circuit'),xlabel('frequency, MHz'), ylabel('|Z2|,ohm');subplot(2,2,3)plot(f/1e6,abs(Z3));grid;title('Parallel (L+R)C circuit'), xlabel('frequency, MHz'), ylabel('|Z3|,ohm');subplot(2,2,4)plot(f/1e6,abs(Z2));grid; title('Series (L+R)C circuit'), xlabel('frequency, MHz'), ylabel('|Z4|,ohm');MATLAB 程序仿真图如下:100200300102030Parallel LC circuitfrequency, MHz |Z 1|,o h m100200300200400600Series LC circuitfrequency, MHz |Z 2|,o h m100200300510152025Parallel (L+R)C circuitfrequency, MHz|Z 3|,o h m100200300200400600Series (L+R)C circuitfrequency, MHz|Z 4|,o h m2.8n,p ,,D n pn p T kTV qμμ== (1) 00CEB Bn p EFCF V E E FBp n BD n d I I D p d β==(2)由(1)、(2)式可得正向电流增益： 00B n p E F Ep n Bn d p d μβμ=；根据20E i n E D n p N =和20Bi p B A n n N =得到 187.5En D EF Bp A BN d N d μβμ== 2.9FET 的夹断电压与栅极-源极电压无关，是按照下式：2p 4.242D qN d V ε== V 此时，再由势垒电压0.8d V = V 得出0 3.44T d p V V V =-=- V ；最大饱和漏极电流也与外加的栅极-源极电压无关，基于3/20[(()]3p D s a t d dG SV I G V V V V =---得到3/20[] 6.893p DSS d d V I G V =-+= A 这里220=8.16D n D G qN W d L q N W d L σμ== S2.10HEMT 的夹断电压求值如下：2p ) 1.81D H V qN d ε==V继而可求阀电压如下：T0b p 1.22C V V W q V =--=-V V利用上述的值，并且或按照方程20[()]2DS HD n DS GS T V W I V V V Ld εμ=--；对于0DS GS T V V V ≤-的情况或按照方程20()2HD nGS T W I V V Ldεμ=-；对于0DS GS T V V V ≥-的情况 计算漏极电流。
无线通信射频电路技术与设计(文光俊 电子工业出版社)习题答案ch4
首先求出电路的阻抗矩阵。
根据定义，⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎭⎬⎫⎩⎨⎧212221121121i i Z Z Z Z v v 所以，012210111122====i i i v Z i v Z 以及由于端口2没有电流流过，所以需要断开端口 2.这种情况下，C A Z Z Z +=11。
又因为无电流经过Z B ，所以经过的电压降为0，端口2，2v 等于Z C 的电压降。
即，Z 21=Z C由题意可得如下阻抗矩阵，[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=C B CCC A Z Z Z Z Z Z Z 所以，[][]⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--+∆=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++==--C A CC CB C B CC CA Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z ZZ Z Y 111 其中，()()2C C B C A Z Z Z Z Z Z -++=∆4.10 由2211N vN v =，即可以定义ABCD 的矩阵为N N N v v A i ====21212, 又因为2211N vN v =，02=v 导致01=v 因此，00212=-==v i v B由于在理想传输无衰减，输入功率等于输出功率。
221121i v i v P P -=⇒=考虑端口12之间的电压关系得，N i i N N i v v i 22221211-=⋅-=⋅-= 所以剩下的两个参数即可求出，Ni i D v i C v i 102102122=-=====对比1211h h 与的表达式，可以得到Ω=⨯==-k h h r ce 35.6310262.06.1631211 又因为()cebe cer r r h β++=+1121，因此基极发射极电阻为Ω=-=+=k h h r be 599668.016.1612111 基极电阻为，()Ω=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--M h h h h r h h r be bc 71112111122211222 最后，由21h 的表达式可以得出管子的增益为300112121121221=++-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=h hh r r h h cebe β 4.9由4.71可得{}[][](){}V E S V 1-++=由4.73可得{}[][](){}+--=V S E Z I 10综合以上2式得[][][]()[][](){}V E S S E Z I 110--+-=因为{}[]{}V Y I =,那么[][][]()[][]()[][]()[][]()10110---+-=+-=S E S E Y S E S E Z Y 为了能由Y 参数得到S 参数，灯饰两边同时乘以[][]()E S + 所以，[][][]()[][]()S E Y E S Y -=+0即[][]()[][][]Y E Y S E Y Y -=+00,两边同时乘以[][]()10-+E Y Y 可以得到[][][]()[][]()Y E Y E Y Y S -+=-010由表4-1我们可以得到ABCD-参数的表示式为，⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡1011012211Y D C B A Z D C B A 和 所以可以得到S 参数的表达示[]()⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+-+----++++=D CZ Z B A BC AD D CZ Z B A D CZ Z BA S 000000221 应用这个边换式在第一个网络上可得出[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡ΓΓ-Γ-Γ=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡++++=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡++--+++=111110110010010101010111122222112211111Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z S 其中10112Z Z Z +=Γ以及[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡ΓΓ+Γ+Γ=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+-+-+-+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+=222202020202020202020202022112212122221Z Y Z Y Z Y Z Y Z Y Z Y Z Y Z Y Z Y Z Y Z Y S 其中201012+-=ΓZ Y Z Y。
射频电路设计与分析技术
射频电路设计与分析技术射频电路设计与分析技术是电子工程领域中的一个关键方向，对于无线通信、雷达系统、卫星通信等应用起着至关重要的作用。
本文将围绕射频电路设计与分析技术展开讨论，探讨其基本原理、设计方法和实际应用。
一、射频电路的基本原理射频电路是指工作频率在几十千赫兹到数百千赫兹之间的电路系统。
其基本原理是：1. 信号传输：射频电路主要用于无线通信和数据传输，通过收集和发送电磁信号来实现信息的传递。
2. 信号放大：射频电路需要放大电磁信号的幅度，以提高信号的传输距离和质量。
3. 频率选择：射频电路要实现对特定频率的选择，以将所需信号与其他无关信号区分开来。
4. 阻抗匹配：射频电路在传输信号时，需要确保发射源、传输线和接收端之间的阻抗匹配，以最大限度地利用能量传输。
二、射频电路设计的关键要素在进行射频电路设计时，需要考虑以下关键要素：1. 器件选择：根据设计的需求和电路特性，选择合适的电子元器件，如放大器、滤波器、谐振器等。
2. PCB设计：良好的PCB设计能够减小信号路径的长度、减小干扰和噪声，提高电路性能。
3. 阻抗匹配：设计时需考虑电路和传输线之间的阻抗匹配，以避免信号反射造成的能量损耗和失真。
4. 抗干扰设计：射频电路易受外界干扰，需要采取抗干扰设计措施，如屏蔽罩、滤波器等。
5. 热管理：射频电路工作时会产生热量，需设计散热系统来确保电路工作的可靠性和稳定性。
三、射频电路分析的方法射频电路分析是评估电路性能和优化设计的重要步骤，常用的分析方法包括以下几种：1. 线性分析：通过对线性电路元件进行分析和建模，评估电路在频率响应、增益、相位等方面的性能。
2. 非线性分析：考虑电路的非线性元件，如晶体管、二极管等，对电路的非线性特性进行分析，以评估失真程度和动态范围等指标。
3. 噪声分析：考虑电路的噪声源，对射频电路的噪声系数、信噪比等关键参数进行分析和计算。
4. 稳定性分析：通过判断电路的稳定性边界条件，评估电路在不同工作情况下的稳定性。
射频电路设计与应用
射频电路设计与应用射频（Radio Frequency，简称RF）电路是指一种在射频范围内工作的电子电路。
射频电路设计与应用广泛应用于通信、无线电、雷达、卫星导航等领域，具有重要的实际意义。
本文将介绍射频电路设计的基本原理、常用的设计方法和射频电路在现实应用中的重要性。
一、射频电路设计原理射频电路设计是指在一定频率范围内将电子元器件和电路组合起来，以实现无线信号的传输和接收。
射频电路的特点是频率较高，要求电路能够稳定地工作在高频环境下。
射频电路设计的基本原理包括频率选择、信号放大、滤波与混频等。
在频率选择方面，通常通过谐振电路来选择所需的工作频率。
在信号放大方面，选择合适的放大器并通过匹配网络来实现增益的放大。
在滤波方面，使用滤波电路来消除干扰信号和筛选所需信号。
混频则是将射频信号与局部振荡信号混合，获得所需的中频信号。
二、射频电路设计方法在射频电路设计中，常用的设计方法包括频率规划、传输线路设计、放大器设计、频率合成和滤波器设计等。
1. 频率规划：根据系统要求和应用场景确定工作频率范围，选择适合的信号源和合适的局部振荡器。
2. 传输线路设计：在高频环境下，传输线路的损耗、阻抗匹配和信号传输的稳定性至关重要。
合理设计传输线路，使用合适的传输线类型和匹配网络，能够提高射频电路的性能。
3. 放大器设计：根据射频信号的幅度要求选择合适的放大器类型，如低噪声放大器、功率放大器等，并通过合适的偏置和反馈网络实现设计要求。
4. 频率合成：通过合成多个频率信号以获得所需的频率信号。
常用的频率合成电路包括频率倍频器、混频器等。
5. 滤波器设计：射频电路中常常需要对信号进行滤波处理，以滤除干扰和选择所需信号。
根据系统要求，选择合适的滤波器类型，如低通滤波器、带通滤波器等。
三、射频电路在实际应用中的重要性射频电路设计与应用在现代通信技术中起着至关重要的作用。
举几个常见的应用场景作为例子。
1. 无线通信：射频电路是无线通信系统中必不可少的组成部分。
第7章射频电路设计的CAD技术 无线通信射频电路技术与设计[文光俊]
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§7.2 CAD程序包的特点
(1) 支持工具 为了提高设计效率，现在的CAD程序包提供了大量 的综合性工具，需用时只需激活这些工具。支持工具是微波CAD 程序包的一个重要附属品。虽然其结果往往是理想化的，但是， 在任何设计中，它们是获得初始值的最好途径。 (2) 原理图捕获 现在的方法允许设计者在一个设计区域内放臵电 路符号，并用虚拟的线把它们互连起来。如果所有存在的元件都 用适当的符号表示，产生的电路描述模拟了电路原理图。同时元 件参数显示在设计区域内相应元件下方的多项文本框中，而且设 计者可以设定是否将这些参数显示。 (3) 层次化设计 层次化的方法作为一种高效的设计方法，不仅应 用于软件编程，也是将复杂电路分解成更多的可管理的元件的一 种方式，是广泛应用在CAD设计中的一个有力的概念。设计者通 过单独定义子电路，并仅通过参考符号把子电路导入更复杂的电 路中，也就发展出了分层设计的方法。
商用 CAD程序包
3
§7.1 集成的CAD设计平台
现在CAD技术已成为RFIC设计流程的一个完整部分。下图为 使用Cadence设计RFIC的设计流程。
完整的RFIC设计流程
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§7.1 集成的CAD设计平台
CAD程序包的实质是把集成的设计环境分解为一系列相互关 联的程序或子软件包。
集成CAD设计环境
第7章 射频电路设计的CAD技术
本章重点介绍了RFIC设计的一般流程、集成CAD设计环 境的组成及各个部分的相互关系；介绍了CAD程序包的各 个特点及其内部各模拟引擎的原理特点和功能作用；介绍 了电磁模拟技术和电路模拟技术；介绍了EM电磁模拟工 具；介绍了几种市场上流行的商业软件包。
教学 重点
能力 教学 要求 重点
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§7.4 电磁模拟技术
第14章 射频电路与系统测试技术 无线通信射频电路技术与设计[文光俊]
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第14章 射频电路与系统测试技术
本章重点介绍了射频电路测量的基本设备及其功能；介绍 了常用的定标及误差校准技术；介绍了几种参数的测试方 法：S参数的测试方法，频率测试技术，相位噪声测试技 术，功率特性测试技术；介绍了器件的温度特性测试技术 发展情况。
教学 重点
能力 教学 要求 重点
掌握：常用的定标及误差校准技术；S参数的测试方法,频 率测试技术，相位噪声测试技术，功率特性测试技 术。 了解：器件的温度特性测试技术的发展情况。 熟悉：射频电路测量的基本设备及其功能。
E12 RT 1 E22 ER
E12 BT E X ET 1 E22 ER
2 E12 AT E11 ER 1 E22 ER
14
§14.1 基本测试设备
对于直通状态，已知 S11 S22 ，12 S21 0 ，则有： S
E12 RR 1 E22
7
§14.1 基本测试设备
利用网络分析仪测试S参数的实验系统
射频源通常是覆盖特定频段的扫频源。测量通道R用于测量入射 波，同时也作为参考端口。通道A和B通常用于测量反射波和传 输波。测量通道A和B可以同时测量任意两个S参量元素。此时， 和 S11 S21 的数值可以分别通过计算A/R和B/R的比值得到。若要测 量 和 S12 S22 ，则必须将待测元件反过来连接。
无线通信射频(文光俊)第三章习题答案
3.18 解:归一化输入阻抗 zin 电长度为： l
Zin
Z0
j1.2 ；
w 2 f l l 2.176 Vp 0.77c
在 Smith 图上正向移动 2 l 得到 zL j3.6 或者 Z L j180 ；
in
由 in 0e
j 2 l
clear all; close all; global Z0; R=30; L=10*1e-9; C=2.5*10*1e-12; Z0=75; f=2*1e9; Vp=3*1e8; ZL=R+j*(2*pi*f*L-1/(2*pi*f*C)); beta=2*pi*f./Vp; l=0:0.0001:1; Zin=Z0*(ZL+j*Z0*tan(beta*l))./(Z0+j*ZL*tan(beta*l)); [dif_opt,i]=min(abs(real(Zin)-Z0)); lopt=l(i); fprintf('Optimal length:lopt=%f\n',lopt); beta=2*pi*f./Vp; gamma_0=(ZL-Z0)./(ZL+Z0); SWR=(1+abs(gamma_0))./(1-abs(gamma_0)); plot(1,real(Zin),'LineWidth',2.0)
在这种情况下我们使输入匹配的实部等于特性阻抗虚部可通过串联电感或电容补偿求最小线长的最好方法是使用如下程序
3.1 解:复传播常数为 k （R+jwL） ， Z0 （G+jwC） 当 R G 0 时： 假设： L
（R+jwL） ； （G+jwC）
R
= C ；得到 k RG jw LC 0.1936 +j24.3347 ； G
第4章射频网络分析 无线通信射频电路技术与设计[文光俊]资料
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§4.2 传输(ABCD)矩阵
例题 计算如图所示传输线的ABCD参量矩阵，已知传输线特性
阻抗为 Z0，传播常数为 ，长度为 l 。
解：我们令2端口有开路、短路两个终端条件。在此条件下， 传输线的分析方法等于开路、短路线段的分析方法。 对于开路的电路，我们知道电压和电流的关系如下： V (d) 2V cos( d)和 I (d ) 2 jV sin( d )
20
§4.4 散射参量
4.4.1、散射参量的定义
bb12
S11 S21
S12 S22
aa12
两端口网络的S参量的规定
S11
b1 a1
a2 0
1端口反射波 1端口入射波
S21
b2 a1
a2 0
2端口反射波 1端口入射波
S12
b1 a2
a1 0
1端口反射波 2端口入射波
S22
b2 a2
a1 0
S21
S11 1
S22
S12
1
S22
S21S12
1 S22
S21
S12
1
S11
27
§4.4 散射参量
4.4.5 S参量的推广
连接了有限长传输线段的两端口网络
I2 I1
V2 0
H 22
I2 V2
I1 0
H12 I1
H
22
V2
表示输入阻抗
表示反向电压增益 表示正向电流增益
表示输出导纳
15
§4.3 混合(H)参量矩阵
例题 采用H参量描述共反射极连接的低频小信号BJT模型。
共反射极连接的低频小信号BJT
解：
求解H11必须将基极-发射极短路，即令V2 VCE 0 ，然后 计算基极-反射极电压和基极电流的比值。又图可知H11
射频电路理论与设计
射频电路仿真与实验
05
电路仿真软件
如Multisim、PSPICE等，用于模拟和分析射频电路的电流、电压等电气特性。
电磁场与电路联合仿真软件
如COMSOL Multiphysics等，能够实现电磁场和电路的耦合仿真，适用于复杂的多物理场问题。
定义与特点
手机、无线局域网、卫星通信等。
通信
目标探测、测距、测速等。
雷达
全球定位系统（GPS）、北斗卫星导航系统等。
导航
无线电广播、电视广播等。
广播
射频电路的应用领域
射频电路的基本组成
产生射频信号，可以是振荡器、放大器等。
用于传输射频信号，可以是同轴线、微带线等。
包括天线、滤波器、混频器、放大器等，用于处理射频信号。
电磁兼容性与干扰问题
随着设备数量的增加和通信频段的密集化，电磁兼容性和干扰问题变得更加突出，需要采取有效的措施来解决。
材料与工艺限制
在实现小型化和集成化的同时，材料和工艺的限制可能导致性能下降、可靠性问题和制造成本增加。
测量与调试的挑战
在高频和宽带条件下，测量和调试技术面临更大的挑战，需要发展新的测试设备和测试方法。
软件定义无线电（SDR）
通过软件编程来实现无线电功能，使得射频电路更加灵活和可重构，满足多样化应用需求。
5G和物联网（IoT）技术的影响
随着5G和物联网技术的快速发展，射频电路的设计将面临新的挑战和机遇，需要不断适应新技术要求。
技术挑战
高频与宽带信号处理
随着通信频段的不断提高，射频电路需要处理更高频率和更宽带宽的信号，这带来了信号失真、噪声干扰和功耗增加等技术挑战。
无线通信射频(文光俊)第一章习题答案
习题1.2 画出零中频接收机的结构方框图，并写出优缺点。
零中频接收机优点：1.结构简单。
2.ωLO=ωRF，从而将调制的RF信号直接变频到基带信号，不存在镜像干扰;缺点：1. 信道间隔离度差(频率窜透)ωRF=ωLO，大功率本振信号向天线端窜透，对附近邻信道通信造成干扰(本振泄漏);2.自混频,造成输出信号直流漂移自混频产生的直流漂移机制3.1/f噪声效应严重4.存在LNA偶次谐波失真干扰1.6 说明单次变频超外差式接收机优点和缺点优点：1.选择性好2.灵敏度高3.数字通信可在较低的中频上进行A/D变换缺点：在变频器内可能产生众多的寄生频率，对有用信号形成干扰，降低信噪比。
1.7 为什么采用二次变频方案？对Ⅰ中频和Ⅱ中频的选择有何要求？教材P13第Ⅰ中频高--有利于镜频抑制，频带选择性好;第Ⅱ中频低--有利于IFA稳定性，降低解调器技术要求,确保接收机选择性。
1.11 简述无线通信发射机的主要性能指标，并比较主要发射机主要结构的优缺点，最后对设计发射机时应当注意的问题做一个简要说明。
发射机主要结构：1.直接调制发射机优缺点：结构简单;收/发同机时发射开断切换,PA工作状态会对LO产生负载牵引-改进方法(两VCO);调制信号带宽及发射频谱特性不易控制,发射信号容易干扰其他信道。
2.间接调制发射机优缺点：1．克服直接调制发射机的缺点(负载牵引,效率不高,et al);2. 两次上变频降低了滤波器要求，益于调制;3. 存在变频组合干扰;4. 结构复杂。
发射机设计考虑：1.频谱纯度2.功率3.效率第二章。
射频电路理论与设计
射频电路理论与设计《射频电路理论与设计》从传输线理论和射频网络的观点出发，系统地介绍了射频电路的基本理论及设计方法，同时将史密斯圆图的图解方法应用到射频电路的设计之中。
《射频电路理论与设计（第2版）/21世纪高等院校信息与通信工程规划教材·精品系列》共12章，第1章为引言；第2～4章为传输线理论、史密斯圆图和射频网络基础，系统地介绍了射频电路的基本概念、基本参数、图解工具和基本研究方法；第5～11章为谐振电路、匹配网络、滤波器、放大器、振荡器、混频器和检波器的设计，这些电路设计可以构成完整的射频电路解决方案；第12章为ADS射频电路仿真设计简介，目的是架起射频电路理论与ADS射频仿真设计的桥梁。
书中不仅列举了大量具有实用价值的例题，并且以较大的篇幅详细地给出了设计求解过程。
书中每章都配有小结、思考题和练习题，并在书末附有思考题和练习题的答案。
本书有配套的ADS射频电路仿真教材，分别为《ADS射频电路设计基础与典型应用》和《ADS射频电路仿真与实例详解》。
《射频电路理论与设计（第2版）/21世纪高等院校信息与通信工程规划教材·精品系列》可作为高等学校电子工程、通信工程、自动控制、微电子学、仪器仪表及相关专业本科生的教材，也可作为射频、微波及相关专业技术人员的参考书。
第1章引言1.1 射频概念1.1.1 频谱划分1.1.2 射频和微波1.1.3 射频通信系统的工作频率1.1.4 射频的基本特性1.2 射频电路的特点1.2.1 频率与波长1.2.2 低频电路理论是射频电路理论的特例1.2.3 射频电路的分布参数1.2.4 射频电路的集肤效应1.3 射频系统1.3.1 射频系统举例1.3.2 收发信机1.3.3 ADS射频仿真设计1.4 本书安排本章小结思考题和练习题第2章传输线理论2.1 传输线结构2.1.1 传输线的构成2.1.2 几种常用的TEM传输线2.2 传输线等效电路表示法2.2.1 长线2.2.2 传输线的分布参数2.2.3 传输线的等效电路2.3 传输线方程及其解2.3.1 均匀传输线方程2.3.2 均匀传输线方程的解2.3.3 行波2.3.4 传输线的二种边界条件2.4 传输线的基本特性参数2.4.1 特性阻抗2.4.2 反射系数2.4.3 输入阻抗2.4.4 传播常数2.4.5 传输功率2.5 均匀无耗传输线工作状态分析2.5.1 行波工作状态2.5.2 驻波工作状态2.5.3 行驻波工作状态2.5.4 阻抗变换器2.6 信号源的功率输出和有载传输线2.6.1 包含信号源与终端负载的传输线2.6.2 传输线的功率2.6.3 信号源的共轭匹配2.6.4 回波损耗和插入损耗2.7 微带线2.7.1 微带线的有效介电常数和特性阻抗2.7.2 微带线的传输特性2.7.3 微带线的损耗与衰减本章小结思考题和练习题第3章史密斯圆图3.1 复平面上反射系数的表示方法3.1.1 反射系数复平面3.1.2 等反射系数圆和电刻度圆3.2 史密斯阻抗圆图3.2.1 归一化阻抗3.2.2 等电阻圆和等电抗圆3.2.3 史密斯阻抗圆图3.2.4 史密斯阻抗圆图的应用3.3 史密斯导纳圆图3.3.1 归一化导纳3.3.2 史密斯导纳圆图3.3.3 史密斯阻抗-导纳圆图3.4 史密斯圆图在集总参数元件电路中的应用3.4.1 含串联集总参数元件时电路的输入阻抗3.4.2 含并联集总参数元件时电路的输入导纳3.4.3 含一个集总电抗元件时电路的输入阻抗3.4.4 含多个集总电抗元件时电路的输入阻抗本章小结思考题和练习题第4章射频网络基础4.1 二端口低频网络参量4.1.1 阻抗参量4.1.2 导纳参量4.1.3 混合参量4.1.4 转移参量4.2 二端口射频网络参量4.2.1 散射参量4.2.2 传输参量4.3 二端口网络的参量特性4.3.1 互易网络4.3.2 对称网络4.3.3 无耗网络4.4 二端口网络的参量互换4.4.1 网络参量[Z]、[Y]、[h]、[ABCD]之间的相互转换4.4.2 网络参量[S]和[T]之间的相互转换4.4.3 网络参量[Z]、[Y]、[h]、[ABCD]与[S]之间的相互转换4.5 多端口网络的散射参量4.5.1 多端口网络散射参量的定义4.5.2 常见的多端口射频网络4.6 信号流图4.6.1 信号流图的构成4.6.2 信号流图的化简规则本章小结思考题和练习题第5章谐振电路5.1 串联谐振电路5.1.1 谐振频率5.1.2 品质因数5.1.3 输入阻抗5.1.4 带宽5.1.5 有载品质因数5.2 并联谐振电路5.2.1 谐振频率5.2.2 品质因数5.2.3 输入导纳5.2.4 带宽5.2.5 有载品质因数5.3 传输线谐振器5.3.1 终端短路传输线5.3.2 终端短路传输线5.3.3 终端开路传输线5.3.4 终端开路传输线5.4 介质谐振器本章小结思考题和练习题第6章匹配网络6.1 匹配网络的目的及选择方法6.2 集总参数元件电路的匹配网络设计6.2.1 传输线与负载间L形匹配网络6.2.2 信源与负载间L形共轭匹配网络6.2.3 L形匹配网络的带宽6.2.4 T形匹配网络和鹦纹ヅ渫6.3 分布参数元件电路的匹配网络设计6.3.1 负载与传输线的阻抗匹配6.3.2 信源与负载的共轭匹配6.4 混合参数元件电路的匹配网络设计本章小结思考题和练习题第7章滤波器的设计7.1 滤波器的类型7.2 用插入损耗法设计低通滤波器原型7.2.1 巴特沃斯低通滤波器原型7.2.2 切比雪夫低通滤波器原型7.2.3 椭圆函数低通滤波器原型7.2.4 线性相位低通滤波器原型7.3 滤波器的变换7.3.1 阻抗变换7.3.2 频率变换7.4 短截线滤波器7.4.1 理查德变换7.4.2 科洛达规则7.4.3 低通滤波器设计举例7.4.4 带阻滤波器设计举例7.5 阶梯阻抗低通滤波器7.5.1 短传输线段的近似等效电路7.5.2 滤波器设计举例7.6 平行耦合微带线滤波器7.6.1 奇模和偶模7.6.2 平行耦合微带线的滤波特性7.6.3 带通滤波器设计举例本章小结思考题和练习题第8章放大器的稳定性、增益和噪声8.1 放大器的稳定性8.1.1 稳定准则8.1.2 稳定性判别的图解法8.1.3 绝对稳定判别的解析法8.1.4 放大器稳定措施8.2 放大器的增益8.2.1 功率增益的定义和计算公式8.2.2 最大功率增益8.2.3 晶体管单向情况8.2.4 晶体管双向情况8.3 输入输出电压驻波比8.3.1 失配因子8.3.2 输入、输出驻波分析8.4 放大器的噪声8.4.1 等效噪声温度和噪声系数8.4.2 级连网络的等效噪声温度和噪声系数8.4.3 等噪声系数圆本章小结思考题和练习题第9章放大器的设计9.1 放大器的工作状态和分类9.1.1 基于静态工作点的放大器分类9.1.2 基于信号大小的放大器分类9.2 放大器的偏置网络9.2.1 偏置电路与射频电路之间的连接9.2.2 偏置电路的设计9.3 小信号放大器的设计9.3.1 小信号放大器的设计步骤9.3.2 最大增益放大器的设计9.3.3 固定增益放大器的设计9.3.4 最小噪声放大器的设计9.3.5 低噪声放大器的设计9.3.6 宽带放大器的设计9.4 功率放大器的设计9.4.1 A类放大器的设计9.4.2 交调失真9.5 多级放大器的设计本章小结习题第10章振荡器的设计10.1 振荡电路的形成10.1.1 振荡器的基本模型10.1.2 振荡器的有源器件10.1.3 振荡器与放大器的比较10.2 微波振荡器10.2.1 振荡条件10.2.2 晶体管振荡器10.2.3 二极管振荡器10.2.4 介质谐振器振荡器10.2.5 压控振荡器10.3 振荡电路的一般分析10.3.1 晶体管振荡器的一般电路10.3.2 考毕兹（Colpitts）振荡器10.3.3 哈特莱（Hartley）振荡器10.3.4 皮尔斯（Pierce）晶体振荡器10.4 振荡器的技术指标本章小结思考题和练习题第11章混频器和检波器的设计11.1 混频器11.1.1 混频器的特性11.1.2 混频器的种类11.1.3 混频器主要技术指标11.1.4 单端二极管混频器11.1.5 单平衡混频器11.2 检波器11.2.1 整流器与检波器11.2.2 二极管检波器11.2.3 检波器的灵敏度本章小结思考题和练习题第12章 ADS射频电路仿真设计简介12.1 美国安捷伦（Agilent）公司与ADS软件12.2 ADS的设计功能12.3 ADS的仿真功能12.4 ADS的4种主要工作视窗12.4.1 主视窗12.4.2 原理图视窗12.4.3 数据显示视窗12.4.4 版图视窗本章小结思考题和练习题附录A 国际单位制（SI）词头附录B 电学、磁学和光学的量和单位附录C 某些材料的电导率附录D 某些材料的相对介电常数和损耗角正切附录E 常用同轴射频电缆特性参数思考题和练习题答案参考文献。
无线通信射频电路技术与设计(文光俊 电子工业出版社)习题答案ch5
5.2解(a)阻抗/导纳类型：0L Z Z jX =-(b)阻抗/导纳类型：2200220L X Z jXZ Z Z X-=+5.5解:要达到最大功率传输，需要匹配网络的输出阻抗Z out 等于负载阻抗Z L 的共轭 即*Z (10020)out L Z j ==-。
匹配网络设计如下：电抗X1与源阻抗串联，电抗X2与负载阻抗并联。
*211221()1Z 11()s out L s s jX Z jX Z Z j X X jX Z jX +===++++ （1） 再把源阻抗和负载阻抗写成：Z R s s s jX =+，Z R L L L jX =+。
把（1）式可改写成：22112R ()R R ()s s L L s s jX X X X jX j X X X -+=-+++ （2） 分离实部和虚部后可得：1221R R ()()0s L L s s X X X X X X X +++++= （3）122R ()R ()0L s s L X X X X X ++-+= （4）解析上述几个公式可得：2s LX =21R (R s sL L X X R =由此可得两种匹配网络：匹配网络1：X1是电感L=0.938nH,X2是电容C=5.21pF;匹配网络2：X1是电容C=2.98pF,X2是电感L=6.02nH ;Matlab 代码如下：ZS = 10+j*25;ZL = 100+j*20;Z0 = 50;F = 960e6;get_matching(ZS,ZL,f,Z0);function[fig_num,network] = get_matching(ZS,ZL,f,Z0_in)global rf_Network;global Z0;Z0 = Z0_in;RL = real(ZL);XL = imag(ZL);RS = real(ZS);XS = imag(ZS);N = 0;X1(1) = (RL*XS+sqrt(RL*RS*(RS^2+XS^2-RL*RS)))/(RS-RL); X1(2) = (RL*XS-sqrt(RL*RS*(RS^2+XS^2-RL*RS)))/(RS-RL); X1(3) = -XL-sqrt(-RL^2+RL*RS+RL/RS*XS^2);X1(4) = -XL+sqrt(-RL^2+RL*RS+RL/RS*XS^2);If(imag(X1(1)) == 0 &imag (X2(1)) == 0)for(m = 1:2)N = N+1;fig_num(N)=Smith_Chart;init_network;Add_stunt_impedance(ZS);fprintf(\nNetwork#%d\n:N);fprintf(‘nource ->’);fprintf(‘shunt’);if(X1(m) >=0 )L1=X1(m)/(2*pi*f);fprintf(‘inductor(&.2eH)->,L1’);Add_shunt_inductor(L1);elseC1=-1/(2*pi*f)/X1(m);fprintf(‘capacitor’(%.2eF)->;C1);Add_shunt_capacitor(C1);end;fprintf(‘series’);if(X2(m)>=0)L2 = X2(m)/(2*pi*t);fprintf(“inductor(%.2eH)->,L2”);Add_series_inductor(L2);ElseC2 = -1/(2*pi*f)/X2(m);fprintf(‘capacitor(%.2eF)->;C2’);Add_series_capacitor(C2);fprintf(‘load\n’);rf_imp_transform(f,fig_num(N));network(N,;,;) = rf_Network;end;end;X1(1) = -XS+sqrt(-RS^2+RL*RS+RS/RL*XL^2);X1(2) = -XS-sqrt(-RS^2+RL*RS+RS/RL*XL^2);X2(1) = (-RS*XL+sqrt(RL*RS*(RL^2+XL^2-RL*RS)))/(RS-RL); X2(2) = (-RS*XL-sqrt(RL*RS*(RL^2+XL^2-RL*RS)))/(RS-RL); If(imag(X1(1)) == 0 &imag (X2(1)) == 0)for(m = 1:2)N = N+1;fig_num(N)=Smith_Chart;init_network;Add_stunt_impedance(ZS);fprintf(\nNetwork#%d\n:N);fprintf(‘nource ->’);fprintf(‘shunt’);if(X1(m) >=0 )L1=X1(m)/(2*pi*f);fprintf(‘inductor(&.2eH)->,L1’);Add_shunt_inductor(L1);elseC1=-1/(2*pi*f)/X1(m);fprintf(‘capacitor’(%.2eF)->;C1);Add_shunt_capacitor(C1);end;fprintf(‘series’);if(X2(m)>=0)L2 = X2(m)/(2*pi*t);fprintf(“inductor(%.2eH)->,L2”);Add_series_inductor(L2);ElseC2 = -1/(2*pi*f)/X2(m);fprintf(‘capacitor(%.2eF)->;C2’);Add_series_capacitor(C2);end;fprintf(‘load\n’);rf_imp_transform(f,fig_num(N));network(N,;,;) = rf_Network;end;5.11解:按照P150页的公式G =0.4L , 2t tan tan(*)18d πλβλ===, 202011G *20.04L t Y t Z +>==与公式（5.60）矛盾 5.14解:5.17解: 归一化负载阻抗：0z 0.50.6L L Z j Z ==-；2*54d d πβλ︒== 在Smith 原图上找到z L 点，继而得到00.48180︒Γ=∠-；以2倍电长度顺时针旋转0Γ，得到()d in Γ，此点亦可确定归一化输入阻抗z ()0.380.28in d j =+或者()1914in Z d j =+；亦可得到此处对应的SWR 是2.95.18解：信号源与负载之间实现最大功率传输的条件是信号源阻抗与负载阻抗共轭相等；匹配网络的输出阻抗为50M Z =，3015T Z j =+.(1)L 型匹配：阻抗M Z 的值等于T Z 先与电容C 并联再与电感L 串联，1150M L T CZ jX Z jB -=+=+ （1） 其中C B C ω=，L X L ω=；将公式（1）分别简化为实部和虚部两个公式解析出C 与L 的值。
射频电路设计理论与应用课件
目录
• 射频电路设计概述 • 射频电路设计基础理论 • 射频电路核心组件设计 • 射频电路应用技术 • 射频电路设计案例分析与实践
01
射频电路设计概述
射频电路的定义与应用领域
定义
射频电路是指工作在射频频段的 电路，通常包括无线收发系统、 微波电路、射频放大器、混频器 等。
应用领域
射频电路广泛应用于通信、雷达 、电子对抗、医疗电子、测量仪 器等领域。
射频电路设计的挑战与重要性
挑战
射频电路设计面临诸多挑战，如频率高、波长短、信号幅度 小、易受干扰等。此外，还需要考虑电路的稳定性、线性度 、效率等因素。
重要性
随着无线通信技术的飞速发展，射频电路作为无线通信系统 的核心组成部分，其性能直接影响到整个系统的传输质量、 可靠性以及功耗等方面。因此，研究射频电路设计理论与应 用具有重要意义。
4. 设计收发机控制电路，实 现自动增益控制、频率合成、
校准等功能。
5. 制作并调试收发机系统硬 件，编写并烧录相关控制软件
。
6. 对收发机系统进行综合测 试与性能评估，确保满足设计
要求。
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射频电路在雷达系统中的应用
发射链路
射频电路在雷达系统的发射链路中起 到关键作用。它负责产生高频大功率 信号，并通过天线辐射出去，用于探 测目标。
接收链路
射频电路在雷达接收链路中用于接收 反射回来的微弱信号。它需要具备高 灵敏度和低噪声性能，以确保准确的 目标探测和距离测量。
射频电路在微波工程中的应用
03
射频电路核心组件设计
滤波器设计
频率选择
滤波器类型
滤波器是射频电路中用于频率选择的核心 组件，能够实现对特定频率信号的通过或 抑制。
射频电路理论与设计(第2版) 第1章 引言
1.2.1 频率与波长
众所周知，在自由空间工作频率与工 作波长的乘积等于光的速度，也即 fλ= c = 3×108m/s （1.1）
式中，f为工作频率；λ为工作波长；c 为光的速度。式（1.1）的结论是：频率越 高波长越短。射频频段有很高的频率，所 以射频的工作波长很短。
在电路设计中，当频率较高、电路电路。
本书有配套的ADS射频电路仿真教材， 由为人民邮电出版社出版。 1.《ADS射频电路设计基础与典型应用》 2.《ADS射频电路仿真与实例详解》
1.4 本书安排
本书共分3大部分。 第1部分为射频电路基础知识和基本 理论。内容包括第1章引言和第2～4章，主 要介绍射频电路的基本概念、基本参数、 图解工具和基本研究方法。
对于电磁频谱，按照频率从低到高 （波长从长到短）的次序，可以划分为不 同的频段，电子通信的发展历程，实际上 就是所使用的载波频率由低到高的发展过 程。电通信的容量几乎与所使用的频率成 正比，对通信容量的要求越高，使用的频 率就越高。
一般认为，当频率高于30MHz时电路 的设计就需考虑射频电路理论；而射频电 路理论应用的典型频段为几百MHz至 4GHz，在这个频率范围内，电路需要考虑 分布参数的影响，低频的基尔霍夫电路理 论不再适用。
射频电路理论与设计 （第2版）
第1 章 引言
在射频频段，电路出现了许多独特的 性质，这些性质在常用的低频电路中从未 遇到，因此需要建立新的射频电路理论体 系。射频电路理论是电磁场理论与传统电 子学的融合，它将电磁场的波动理论引入 电子学，形成了射频电路的理论体系和设 计方法。
1.1
射频概念
射频电路的特点
第2部分为射频电路设计。内容包括 第5 ～ 11章的谐振电路设计、匹配电路设 计、滤波器设计、放大器设计、振荡器设 计、混频器设计和检波器设计。
《射频通信电路》第〇章射频通信电路
04
射频通信电路的设计与实 现
系统设计
01 02
系统架构
射频通信系统的整体架构，包括发射机和接收机两部分。发射机负责将 信息调制到射频信号上并发送出去，而接收机则负责接收信号并将其还 原为原始信息。
调制解调方式
描述了用于信息传输的调制解调方式，如振幅调制、频率调制和相位调 制等。
03
频段选择
根据应用需求选择合适的频段，如低频、中频、高频和微波频段。
嵌入式系统开发
02
描述了用于实现射频通信的嵌入式系统开发，包括微控制器和
相关软件的开发。
软件测试与优化
03
介绍了对软件实现的测试和优化方法，以确保其性能和可靠性。
05
射频通信电路的挑战与解 决方案
噪声和干扰
01
02
03
04
噪声和干扰是影响射频通信电 路性能的主要因素之一。
噪声来源包括自然噪声和人为 噪声，如雷电、电气设备等。
干扰可能来自其他无线通信系 统、电磁辐射等。
解决方案包括采用低噪声放大 器、滤波器、天线隔离等技术
降低噪声和干扰的影响。
频率规划和频谱管理
01
频率规划和频谱管理是确保射频通信电路正常工作的关键环节。
02
频率规划需要综合考虑各种通信系统的需求，避免频率冲突和干扰。
03
频谱管理涉及频谱的分配、使用和保护，以确保无线通信系统的正常 运行。
硬件实现
射频器件
介绍实现射频通信所需的硬件器件，如天线、滤 波器、功率放大器和混频器等。
电路板设计
描述了用于安装和连接射频器件的电路板设计， 包括布局、布线和电磁兼容性考虑。
测试与验证
介绍了对硬件实现的测试和验证方法，以确保其 性能和可靠性。
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1
本章目录
第一节 第二节 第三节 第四节 射频开关 射频移相器 射频衰减器 射频限幅器
2
知识结构
PIN二极管
射频开关
GaAs FET 电路设计 概述 移相器的主要技术指标
射 频 控 制 电 路
开关线型移相器
射频移相器
加载线型移相器 反射型移相器 高通/低通滤波器型移相器 放大器型移相器
21
§12.2 射频移相器
12.2.5 反射型移相器 反射型移相器的基本原理是在均匀传输线的终端接入电抗性 负载，利用开关变换负载的阻抗特性，从而改变负载反射系数的 相位，使入射波与反射波之间产生相移。
反射型移相器的基本概念
产生可转换系数的子网络有两种不同类型：在第一类，端接 线电抗变化（例如从电感变成电容），在第二类移相器电路中， 外加线长度用单刀单掷（SPST）开关在反射平面上加入。
FET开关的线性工作区域
5
FET开关的横截面图
§12.1 射频开关
12.1.3 电路设计 1. 结构组成 我们有两种基本结构可以采用来设计控制RF信号沿着传输线 传输的简单的单刀单掷（SPST）开关，如图所示。
串接开关器件及高、低阻等效电路
并联开关器件及高、低阻等效电路
这两种结构是对称的：对于并联结构，当器件处于高阻抗状 态时信号就传递到负载；对串联结构，器件低阻状态才允许信 号传输。
8
§12.1 射频开关
3. 性能改善 由串联开关的插损和隔离度的公式可以看出，开关电路的性 能受器件电抗X或电纳B的影响，因此可以通过改变器件电抗来 改善开关的性能。 高阻抗状态的总导纳可用接一个与电容并联的幅度相等的感 性电纳来降低。这既可安装一个集总电感，也可加入一段短路 （小于1/4波长）短截线来达到。图画出了这两种方法的具体电路。
16
§12.2 射频移相器
12.2.2 移相器的主要技术指标 1. 工作频带 移相器工作频带是指移相器的技术指标下降到允许界限值时 的频率范围。 2. 相移量 移相器是两端口网络，相移量是指不同控制状态时的输出 信号相对于参考状态时输出信号的相对相位差。 3. 相位误差 相位误差指标有时采用最大相移偏差来表示，也就是各频点的 实际相移和理论相移之间的最大偏差值；有时给出的是均方根 （RMS）相位误差，是指各位相位误差的均方根值。
20
§12.2 射频移相器
12.2.4 加载线型移相器 ° 加载线型移相器常用于对45 和22.5°移相设计。在这种电路中 ，移相原理如图中所示。入射波经历的移相 决定于归一化电 纳b=B/r。 由b引起的反射为：
G= 1-(1+jb) -jb = 1+(1+jb) 2+jb
说明加载型移相器基本机理的电路
开关电路三端口网络表示
15
§12.2 射频移相器
12.2.1 概述 微波移相器是相控阵雷达、卫星通信、移动通信设备中的核 心组件，它的工作频带、插入损耗直接影响着这些设备的抗干扰 能力和灵敏度，以及系统的重量、体积和成本，因此研究移相器 在军事上和民用卫星通信领域具有重要的意义。
各种微波移相器类型
射频衰减器
数字衰减器 模拟衰减器
用于限幅的各种现象
射频限幅器
PIN二极管限幅器 微带结构限幅器
3
§12.1 射频开关
12.1.1 PIN二极管 微波开关利用PIN管在直流正、反偏压下呈现近似导通和关 断的阻抗特性，实现了控制微波信号通道转换的作用。
a 基本偏
正偏条件下的电阻记为Rs，与偏置电流IF.成反比，使PIN结 二极管在高频下有很好的隔离度。（b）为正偏时等效电路。当 PIN结反偏或者零偏时，本征层I内的电荷被耗尽，表现出高电 阻(Rp)，如图（c）所示。其中CT为PIN结二极管的总电容，包 括了结电容Cj和封装寄生电容Cp。
18
§12.2 射频移相器
12.2.3 开关线型移相器 一位开关线型移相器的基本构成如图所示。两只单刀双掷开 关用作信号通路，交替地经过两个中的一个。 传输路径长度为l1 或l2 ，当信号通过较 长的路径时，它产生附加相位延迟为：
(l2 l1 ) 2 f (l2 l1 ) vp
第12章 射频控制电路
本章重点介绍了由二极管、三极管组成的射频开关的原理 、结构和性能改善方法；介绍了射频移相器的各种性能指 标，分析了移相器的电路结构和性能参数等；介绍了射频 衰减器的结构和设计方法；介绍了二极管限幅器和微带限 幅器的原理结构、性能、电路组成等。
教学 重点
能力 教学 要求 重点
掌握：射频移相器的各种性能指标，常见移相器的移相原 理、电路结构、性能参数等。 了解：由二极管、三极管组成的射频开关的原理、结构、 性能指标和设计时应该注意的问题。 熟悉：射频衰减器和射频限幅器的原理结构和电路组成。
Y 式中，
0
2
G jB 1 1 2 2 1 G / Y0 G / Y0 B / Y0 2Y0 4 4
1 Z0
，G和B是开关器件在高阻状态下导纳Y的实部和虚部。
隔离度定义为理想开关在导通态传给负载的功率与开关处 于断开态时传递到负载实际功率之比，它是开关在断开态时开 关性能的度量。对串联结构，当器件在高阻状态时处于“断开” 状态。此时的隔离度也是由R和X用高阻状态下相应值代入给出 的；同理，并联结构是由式用低阻状态下的G和B值给出的。
从公式可以看出这类移相器一个有趣 特性，其相移差值 直接与频率成正 比。由于这一特性，开关线型移相器 也叫做开关时间延迟网络。其时间延 迟 d 为： l2 l1 d vp
19
一位开关线型移相器
§12.2 射频移相器
开关线移相器原理简单，结构上容易实现，但是几个技术问题 需要注意： （1）在开关线型移相器设计中一个共同的问题是开路谐振所引 起的问题。
高阻状态下开关器件电容采用
9
§12.1 射频开关
4. 单刀双掷开关 单刀双掷开关（SPDT）在任意时刻总有一个支路闭合。SPDT开 关有串联和并联两种基本结构，如图所示。
SPDT的串联和并联结构
在串联结构中，当开关器件SD1在低阻状态和器件SD2在高阻 状态时，输入信号到输出1，否则到输出2。图（b）所示的并联 结构基本原理与串联相同，当器件SD1在高阻状态，而器件 SD2在低阻状态时，信号路径到输出1，否则到输出2。因此， 在这两种结构中不管哪一种，在任何时间，总有一个器件在低 阻状态而另一个器件在高阻状态。
（2）在移相的整个工作过程中，移相器的输入端和输出端之间 一直处于导通的情况，因此要求在两种状态下输入端都要良好匹 配。此外还要求两种移相状态下插入损耗要小，并且要尽可能相 等，否则两种移相状态下输出信号大小不同，这将引起寄生调幅。 （3）开关的两条移相线相互距离要足够远，避免传输线间相互 耦合造成信号衰减和相位误差。
三个器件T形结构示例
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§12.1 射频开关
6. 开关速度的考虑 （1）开关器件所致速度限制 当pin二极管用作射频开关时, 限制开关速度的主要因素是当二 极管偏置从正偏到反偏切换时， 从本征区域移动电荷需要的时间 ，即存储电荷的耗尽时间。此外 ，要提高pin二极管开关速度， 在厚度W相同的情况下，可以采 用GaAs二极管代替Si pin二极管 来实现，因为在砷化镓中电子迁 移率约是硅中4倍，所以GaAs二 极管有更快开关速度，以及较低 激励电流的需求。
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开关速度术语与测量
§12.1 射频开关
（2）由偏置网络所致开关速度限制 若把直流偏置作为一个单独端口，则一个单刀单掷开关电 路可视为三端口网络，如图所示。为保证RF信号不通过偏置端 口泄漏，在其偏置端口上需接一个低通滤波器。同理，为保证 直流偏置（开关脉冲）不干扰电路其他部分，在RF的输入输出 端上也需要高通滤波器。其最简单形式，高通滤波器是简单在 输入、输出两端加隔直流电容。但是此滤波器会增加开关脉冲 上升时间，因此降低了开关速度。
所以： t
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采用1/4波长变换网络反射型移相器
Z t2 Z 0 X f tan 2 Z t Z0 X f
1
对90 位将有：Z b j 2.4142Z0
从而得出：
电压传输系数 Γ 则可以写成：
VT VI VR 2 1 VI VI 2 jb
1
2 4 2 1 1 TVI VI VI ( ) exp j tan b 2 2 jb 4b 2
所引入的相位差为：
1 tan 1 b 2
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§12.1 射频开关
12.1.2 GaAs FET 在典型的开关模式中，当栅源负偏置在数值上大于夹断电 压Vp 即（ Vgs Vp ）时，漏源之间电阻很大，可视为一个高阻抗状 态；当零偏置栅电压加载到栅极时，则产生一个低阻抗状态。 FET的两个工作区域可以用图（a）形象表示。FET中与电阻性 和电容性区域相关的部分如图（b）所示。
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§12.1 射频开关
2. 插入损耗和隔离度 插入损耗定义为理想开关在导通状态传递给负载的功率与实 际开关在导通状态真正传给负载功率之比值，常以分贝数表示。 如果用 VL 表示在理想开关负载两端的电压，则插入损耗IL可 写为： 2
VL IL VL1
其中VL1 是实际负载两端电压。 对于串联结构通过分析可以得出： 则插入损耗为：
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§12.2 射频移相器
4. 插入损耗和插入波动 插入损耗的定义为传输网络未插入前负载吸收功率与传输网 络插入后负载吸收功率之比的分贝数。 5. 电压驻波比 传输线上相邻的波腹点和波谷点的电压振幅之比为电压驻波 比，用VWSR表示。 6. 开关时间和功率容量 开关元件的通断转换，有一个变化的过程，需要一定的时间， 这就是开关时间。移相器的开关时间主要取决于驱动器和所采 用的开关元件的开关时间。移相器的功率容量主要是指开关元 件所能承受的最大微波功率。开关的功率容量取决于开关导通 状态时允许通过的最大导通电流和截止状态时两端能够承受的 最大电压。