高频电子线路第1章绪论PPT课件
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• 常用的信号表示方法 数学表达式法 如： 正弦波 u=Asinωt 阶越函数 u=Aε(t)
2020/11/25
10
单频信号：i(t) = 2 sin 100t
0
2 1
50 100
100 f (Hz)
200 (rad/s)
双频信号：i(t) = 2 sin 100t + cos200 t 多频信号：占据一段频带宽度----带宽
特点：衰减小（小于1db/km）、工作频率 高、信息容量大
2020/11/25
21
无线通信信道
• 沿地表传播 , 称为地波
趋肤效应： 高频时，导 线中心的电 流变小，电 磁波损耗严 重。
适用于长波、超长波。 1.5MHz以下的电磁波
2020/11/25
22
1000Km
F2
210Km F1
130Km E
2020/11/25
17
调幅发射机框图
缓冲
高频振荡
倍频
声音
话筒
高频放大 音频放大
调制 传输线
（直流电源未画）
2020/11/25
18
无线通信选择高频频段的原因： 1.天线长度与波长相比拟（波长λ的 1/10~1） 2.奈奎斯特采样定律： fs 2fmax
2020/11/25
19
传输信道
• 信号从发送到接收中间要经过传输信道， 又称传输媒质。不同的传输信道有不同的 传输特性。如电缆、光缆、无线电波等。
离散谱
f
连续谱
B
f1
f2
传输信道的带宽必须大于信号的带宽。
2020/11/25
11
i (a) I0
i (b)
2020/11/25
脉冲信号的分解
一次谐波i1
i (c)
t
i 三次谐波i1
(d)
t
五次谐波i1 t
七次谐波i7 t
12
2020/11/25
13
脉冲信号的频谱
f就f次17表…是谐示分基波脉别波，冲表频在重示率f 轴复三。的频、f30率五、点，f、5，、也七表
90Km D
50Km
D、F1夜间消失，D、E为吸收层 ，F2为反射层
入射角大反射强，入射角小折射强 。
电离层
2020/11/25
频率过高将穿过电离层 ，
23
沿空间直线传播，称为空间波：
适用于30MHz以上的电磁波
2020/11/25
24
散射通信
• 利用对流层对电波的散射进行通讯， 它适用于超短波以及微波波段的通信 ，通信距离很远。
i
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 0 f1 f3 f5 f7 f9 f 高的频率，但其幅度已相
当小。
2020/11/25
14
话音信号用傅里叶变换
振幅
后的频谱分布如图，
o 300
3400 f(Hz)
语音信号的频谱是连续的，其主要 能量集中在1000Hz左右。
1—0.1cm 30—300GHz 极高频EHF
• 亚毫米波 1mm以下 300GHz以上 超极高频
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27
1.地波：其传播情况取决于地面条件。 1）地面对电磁波有吸收现象。 2）电磁波频率越低，损耗越小。 3）电磁波具有绕射的特性。 地波传播适用于长波、中波（即中、低频）多用于远距
• 根据传输媒质的不同，可以分为两大类： 有线通信：双线对电缆、同轴电缆、光缆 无线通信：自由空间
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20
有线通信信道
1. 双绞线
Fra Baidu bibliotek适用于短距离（小于100m）、1Mb/s数据 率的通信环境。 2. 同轴电缆 适用于距离在几百米、带宽小于10Mhz、 码流率小于20Mbps的通信环境。 3. 光纤电缆
发射 发电射子 电子
电表
电表
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6
电子三极管
晶体三极管
集成电路
三个里程碑：① 1907年，李·德·福雷斯特
Lee de forest 发明电子三极管
② 1948年，肖克莱 W. Shockley
发明晶体三极管
③ 集成电路、数字电路的出现
杰克·基尔比（基于锗Ge）
罗伯特·诺伊思（基于硅Si）
2020/11/25
2
1.1无线通信发展简史
商朝邮驿
周朝，烽火狼烟
2020/11/25
唐朝信鸽
3
1837年，莫尔斯 电报机
1876年，贝尔电话
1854年，安东尼 奥·穆奇
2020/11/25
4
1864年，麦克 斯韦方程组
赫兹
2020/11/25
马可尼于1895年实 现无线电通信
5
1904年，弗莱明发明二极管
高频电子线路
第一章
1
教材及教学辅助参考书
• 教材： – 《高频电子线路》第五版 张肃文 主编 – 高等教育出版社出版
• 教学辅助参考书：
• 《高频电子线路学习指导》 戴峻浩 编 • 国防工业出版社出版 • 《高频电子线路》 曾兴雯 陈健 刘乃安编 • 西安电子科技大学出版社出版 • 《高频电子线路学习指导与题解》 • 华中科技大学出版社 严国萍编著
• 适用于400~600MHz的光波传输。
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电磁波波谱
C = fλ
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无线电波段的划分
波段名称 波长范围 频率范围 频段名称
• 超长波 30 000—10 000m 10—30kHz 甚低频VLF
• 长 波 10 000—1 000m 30—300kHz 低频LF
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7
1.2 无线电信号传输原理 通信系统原理框图
信号源
发送设备
传输信道
接收设备
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收信装置
8
信号源
• 在实际的通信电子线路中传输的是各种电 信号，为此，就需要将各种形式的信息转 变成电信号。
• 常见的信号源有： 话筒 摄像机 各种传感器件
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9
信号及其频谱
• 中波
1000—100m 300—3000kHz 中频MF
• 短波
100—10m
3—30MHz 高频HF
• 米波
10—1m 30—300MHz 甚高频VHF
• 分米波
100—10cm 300—3000MHz 超高频UHF
• 厘米波(微波) 10—1cm 3000—30000MHz 特高频SHF
• 毫米波
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15
发送设备
• 发送设备的作用： 发送设备主要有两大任务: 一是调制 , 二是放
大。
• 对基带信号进行变换的原因？ 1. 天线尺寸与被辐射信号的波长相比拟； 2. 如果直接发射，多家电台的发射信号频率 范围大致相同，接收机无法区分。
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16
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。
2020/11/25
10
单频信号：i(t) = 2 sin 100t
0
2 1
50 100
100 f (Hz)
200 (rad/s)
双频信号：i(t) = 2 sin 100t + cos200 t 多频信号：占据一段频带宽度----带宽
特点：衰减小（小于1db/km）、工作频率 高、信息容量大
2020/11/25
21
无线通信信道
• 沿地表传播 , 称为地波
趋肤效应： 高频时，导 线中心的电 流变小，电 磁波损耗严 重。
适用于长波、超长波。 1.5MHz以下的电磁波
2020/11/25
22
1000Km
F2
210Km F1
130Km E
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调幅发射机框图
缓冲
高频振荡
倍频
声音
话筒
高频放大 音频放大
调制 传输线
（直流电源未画）
2020/11/25
18
无线通信选择高频频段的原因： 1.天线长度与波长相比拟（波长λ的 1/10~1） 2.奈奎斯特采样定律： fs 2fmax
2020/11/25
19
传输信道
• 信号从发送到接收中间要经过传输信道， 又称传输媒质。不同的传输信道有不同的 传输特性。如电缆、光缆、无线电波等。
离散谱
f
连续谱
B
f1
f2
传输信道的带宽必须大于信号的带宽。
2020/11/25
11
i (a) I0
i (b)
2020/11/25
脉冲信号的分解
一次谐波i1
i (c)
t
i 三次谐波i1
(d)
t
五次谐波i1 t
七次谐波i7 t
12
2020/11/25
13
脉冲信号的频谱
f就f次17表…是谐示分基波脉别波，冲表频在重示率f 轴复三。的频、f30率五、点，f、5，、也七表
90Km D
50Km
D、F1夜间消失，D、E为吸收层 ，F2为反射层
入射角大反射强，入射角小折射强 。
电离层
2020/11/25
频率过高将穿过电离层 ，
23
沿空间直线传播，称为空间波：
适用于30MHz以上的电磁波
2020/11/25
24
散射通信
• 利用对流层对电波的散射进行通讯， 它适用于超短波以及微波波段的通信 ，通信距离很远。
i
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 0 f1 f3 f5 f7 f9 f 高的频率，但其幅度已相
当小。
2020/11/25
14
话音信号用傅里叶变换
振幅
后的频谱分布如图，
o 300
3400 f(Hz)
语音信号的频谱是连续的，其主要 能量集中在1000Hz左右。
1—0.1cm 30—300GHz 极高频EHF
• 亚毫米波 1mm以下 300GHz以上 超极高频
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1.地波：其传播情况取决于地面条件。 1）地面对电磁波有吸收现象。 2）电磁波频率越低，损耗越小。 3）电磁波具有绕射的特性。 地波传播适用于长波、中波（即中、低频）多用于远距
• 根据传输媒质的不同，可以分为两大类： 有线通信：双线对电缆、同轴电缆、光缆 无线通信：自由空间
2020/11/25
20
有线通信信道
1. 双绞线
Fra Baidu bibliotek适用于短距离（小于100m）、1Mb/s数据 率的通信环境。 2. 同轴电缆 适用于距离在几百米、带宽小于10Mhz、 码流率小于20Mbps的通信环境。 3. 光纤电缆
发射 发电射子 电子
电表
电表
2020/11/25
6
电子三极管
晶体三极管
集成电路
三个里程碑：① 1907年，李·德·福雷斯特
Lee de forest 发明电子三极管
② 1948年，肖克莱 W. Shockley
发明晶体三极管
③ 集成电路、数字电路的出现
杰克·基尔比（基于锗Ge）
罗伯特·诺伊思（基于硅Si）
2020/11/25
2
1.1无线通信发展简史
商朝邮驿
周朝，烽火狼烟
2020/11/25
唐朝信鸽
3
1837年，莫尔斯 电报机
1876年，贝尔电话
1854年，安东尼 奥·穆奇
2020/11/25
4
1864年，麦克 斯韦方程组
赫兹
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马可尼于1895年实 现无线电通信
5
1904年，弗莱明发明二极管
高频电子线路
第一章
1
教材及教学辅助参考书
• 教材： – 《高频电子线路》第五版 张肃文 主编 – 高等教育出版社出版
• 教学辅助参考书：
• 《高频电子线路学习指导》 戴峻浩 编 • 国防工业出版社出版 • 《高频电子线路》 曾兴雯 陈健 刘乃安编 • 西安电子科技大学出版社出版 • 《高频电子线路学习指导与题解》 • 华中科技大学出版社 严国萍编著
• 适用于400~600MHz的光波传输。
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电磁波波谱
C = fλ
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26
无线电波段的划分
波段名称 波长范围 频率范围 频段名称
• 超长波 30 000—10 000m 10—30kHz 甚低频VLF
• 长 波 10 000—1 000m 30—300kHz 低频LF
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1.2 无线电信号传输原理 通信系统原理框图
信号源
发送设备
传输信道
接收设备
2020/11/25
收信装置
8
信号源
• 在实际的通信电子线路中传输的是各种电 信号，为此，就需要将各种形式的信息转 变成电信号。
• 常见的信号源有： 话筒 摄像机 各种传感器件
2020/11/25
9
信号及其频谱
• 中波
1000—100m 300—3000kHz 中频MF
• 短波
100—10m
3—30MHz 高频HF
• 米波
10—1m 30—300MHz 甚高频VHF
• 分米波
100—10cm 300—3000MHz 超高频UHF
• 厘米波(微波) 10—1cm 3000—30000MHz 特高频SHF
• 毫米波
2020/11/25
15
发送设备
• 发送设备的作用： 发送设备主要有两大任务: 一是调制 , 二是放
大。
• 对基带信号进行变换的原因？ 1. 天线尺寸与被辐射信号的波长相比拟； 2. 如果直接发射，多家电台的发射信号频率 范围大致相同，接收机无法区分。
2020/11/25
16
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。