射频电路与天线(华工)详解版
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-第二讲-传输线(1)-20110831
vp 0
t2
t1
z1
2 Antennas & RF Techniques Research Institute of
z
z
South China University of Technology
说明 e j z 表示沿正z方向以 v p 速度传输的波。 通常称为入射波或正向波。 由于 v p 反映了波的等相位面传播的速度，所以 也称为波的相速度。 同理， e j z 表示沿负z方向以 v p传播的波。通常 称之为反射波或反向波。
式中， Z c Z 0
Y0
称为传输线的特性阻抗。 称为传输线的传播常数。
Z 0Y0
通常设
j
则 称为衰减常数， 称为相移常数。
Research Institute of Antennas & RF Techniques
South China University of Technology
沿负z向传播但振幅衰减的波。
传输线上的电压是入射波和反射波电压之和
U A1e z A2 e z U i U r
传输线上的电流是入射波和反射波电流之和
1 ( A1e z A2 e z ) I i I r I Zc
Research Institute of Antennas & RF Techniques
在频域，设时间因子为 e 于是，频域的电报方程为
j t
， j t
U ( R0 j L0 ) I Z 0 I z I (G0 jC0 )U Y0U z
不难得到，频域波动方程为
《射频电路与天线》PPT课件
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
射频电路与天线9_基本元件
E-T接头
South China University of Technology
Research Institute of RF & Wireless Techniques
H-T接头
South China University of Technology
Research Institute of RF & Wireless Techniques
短路活塞
短路活塞实质上就是长度可调整的短路线段。
South China University of Technology
为了实现良好的短路特性，短路活塞应该与 波导壁保持紧密接触。 但紧密接触会造成滑动困难。所以简单的短 路活塞难以在电气性能与机械性能同时得到 理想的特性。
Research Institute of RF & Wireless Techniques
Research Institute of RF & Wireless Techniques
调节螺钉
South China University of Technology
Research Institute of RF & Wireless Techniques
South China University of Technology
9.3 同轴元件
同轴线的主模是TEM模，采用波导不连续性
South China University of Technology
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
Research Institute of RF & Wireless Techniques
South China University of Technology
《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
South China University of Technology
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
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
South China University of Technology
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
Research Institute of RF & Wireless Techniques
Research Institute of RF & Wireless Techniques
传输线建模：把传输线等效为双线，用特征
South China University of Technology
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。
Research Institute of RF & Wireless Techniques
传输线建模－双线
South China University of Technology
单模传输
Zc,
m模传输
Zc1, 1 Zc2, 2
Zcn, n
Research Institute of RF & Wireless Techniques
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
Research Institute of RF & Wireless Techniques
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
Research Institute of RF & Wireless Techniques
Y矩阵－导纳矩阵
I1 I2
Yc1
微带线
South China University of Technology
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
South China University of Technology
I
U
U+ U−
射频电路与天线13-定向耦合器
可见，S12、S13和S14中必然有一个为零，由
于端口2为直通端口，故S12不为零。 设S14＝0（正向定向耦合器），则
2 2 | S12 | | S13 | 1 * * S S S S 12 13 13 12 0
e j (12 13 ) e j (12 13 ) 2cos(12 13 ) 0
定向耦合器”。反之，称为“反向定向耦合 器” 。
Research Institute of Antennas & RF Techniques
South China University of Technology
(4) (1)
(3) (2)
(3) (1) (b)
(4)
(2)
(a)
同向定向耦合器
反向定向耦合器
匹配时的输出功率分别为P2, P3, P4.
耦合度C定义
C 10lg P a 1 1 1 10lg 1 10lg 20lg 2 P3 b3 S31 S31
2
方向性D定义
D 10lg
P3 S 20lg 31 P4 S41
理想情况下
P4 0, D
Research Institute of Antennas & RF Techniques
实际上，方向性和隔离度同属表征定向 耦合器定向性的指标，故而取其一就够 了。
Research Institute of Antennas & RF Techniques
13.2 理想定向耦合器特性
South China University of Technology
【定理】互易、无耗、对称、完全匹配的四端口 网络可以构成一个理想的90定向耦合器。 证明：根据互易、对称、完全匹配，有
射频电路与天线(华工)试卷及答案
一、填空题1、无耗传输线终端短路，当它的长度大于四分之一波长时，输入端的输入阻抗为容抗，将等效为一个电容。
[见P19段路线输入阻抗公式1-45]2、无耗传输线上驻波比等于1时，则反射系数的模等于0。
3、阻抗圆图上，|Γ|=1的圆称为单位圆，在单位圆上，阻抗为纯电抗，驻波比等于无限大。
4、只要无耗传输终端接上一个任意的纯电阻，则入射波全部被吸收，没有反射，传输线工作在匹配状态。
[ZL=ZC才能匹配]5、在传输线上存在入射波和反射波，入射波和反射波合成驻波，驻波的最大点电压值与最小点上的电压值的比即为传输线上的驻波比。
6、导纳圆图由等反射系数圆、等电抗圆和等电阻圆组成，在一个等电抗圆上各点电抗值相同。
7、圆波导的截止波长与波导的截面半径及模式有关，对于TE11模，半径越大，截止波长越短。
[无论是矩形波导，还是圆波导，截止波长都与a(矩形时为宽边，圆时为半径)成正比。
圆波导主模TE11，次模TM10]8、矩形波导的工作模式是TE10模，当矩形波导传输TE10模时，波导波长（相波长）与波导截面尺寸有关，矩形波导截面的窄边尺寸越小，波导波长（相波长）越长。
[见P45-相波长（波导波长）的公式，可知其只与某一频率和截止波长有关，且与截止波长（=2a）成反比，与窄边b无关。
矩形波导主模TE10，次模TE20]9、在矩形谐振腔中，TE101模的谐振频率最小。
[矩形谐振腔主模TE101]10、同轴线是TEM传输线，只能传输TEM波，不能传输TE或TM波。
[都能传，但大多数场合用来传TEM波]11、矩形波导传输的TE10波，磁场垂直于宽边，而且在宽边的中间上磁场强度最大。
[P46倒数第三行，磁场平行于波导壁面。
电场沿x轴正弦变化，在x=a/2处电场最大。
]12、圆波导可能存在“模式简并”和“极化简并”两种简并现象。
13、矩形波导中所有的模式的波阻抗都等于377欧姆。
[矩形波导在TE模式>η，TM模式<η，η为TEM在无限大媒质中的波阻抗，在空气中则为377。
射频电路与天线19_放大器20121205
South China University of Technology
射频晶体管的材料主要是硅（Si）、砷化镓
South China University of Technology
(GaAs）、硅锗（SiGe）、铟磷（InP）等。 硅结型晶体管1948年由Bardeen 和 Brattain 在 美国AT&T Bell实验室发明。由于成本低、相 对高的工作频率、高功率容量和相对低的噪声 特性等特点，这种晶体管已成为使用年代最长 和最流行的射频器件。用于放大器可工作于 2～10GHz，用于振荡器可到20GHz。
根据制造工艺，RF/MW有源电路可以分为：
South China University of Technology
印刷电路(PCB) 混合微波集成电路(HMIC) 单片微波集成电路(MMIC) 在印刷电路中，元器件是被焊接到印刷板上， 印刷板作为连线和支撑媒质。这种电路成本 低，多数应用于3 GHz以下。
晶体管放大器是最常用的射频电路之一，晶体
South China University of Technology
管放大器把直流能量转换为射频能量，从而放 大了射频信号，属于有源器件。
晶体管放大器由晶体管、匹配电路和偏置电路
三大部分组成。这也构成了放大器设计的三个 方面。
ΓS ΓL
RF source
South China University of Technology
结型晶体管（Junction Transistor） 双极晶体管 （Bipolar Junction Transistor，BJT） 异质结双极晶体管 （Heter Junction BJT，HBJT） Transistor=Transfer +resistor
[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(华工)详解版
一、填空题1、无耗传输线终端短路，当它的长度大于四分之一波长时，输入端的输入阻抗为容抗，将等效为一个电容。
[见P19段路线输入阻抗公式1-45]2、无耗传输线上驻波比等于1时，则反射系数的模等于0。
3、阻抗圆图上，|Γ|=1的圆称为单位圆，在单位圆上，阻抗为纯电抗，驻波比等于无限大。
4、只要无耗传输终端接上一个任意的纯电阻，则入射波全部被吸收，没有反射，传输线工作在匹配状态。
[ZL=ZC才能匹配]5、在传输线上存在入射波和反射波，入射波和反射波合成驻波，驻波的最大点电压值与最小点上的电压值的比即为传输线上的驻波比。
6、导纳圆图由等反射系数圆、等电抗圆和等电阻圆组成，在一个等电抗圆上各点电抗值相同。
7、圆波导的截止波长与波导的截面半径及模式有关，对于TE11模，半径越大，截止波长越短。
[无论是矩形波导，还是圆波导，截止波长都与a(矩形时为宽边，圆时为半径)成正比。
圆波导主模TE11，次模TM10]8、矩形波导的工作模式是TE10模，当矩形波导传输TE10模时，波导波长（相波长）与波导截面尺寸有关，矩形波导截面的窄边尺寸越小，波导波长（相波长）越长。
[见P45-相波长（波导波长）的公式，可知其只与某一频率和截止波长有关，且与截止波长（=2a）成反比，与窄边b无关。
矩形波导主模TE10，次模TE20]9、在矩形谐振腔中，TE101模的谐振频率最小。
[矩形谐振腔主模TE101]10、同轴线是TEM传输线，只能传输TEM波，不能传输TE或TM波。
[都能传，但大多数场合用来传TEM波]11、矩形波导传输的TE10波，磁场垂直于宽边，而且在宽边的中间上磁场强度最大。
[P46倒数第三行，磁场平行于波导壁面。
电场沿x轴正弦变化，在x=a/2处电场最大。
]12、圆波导可能存在“模式简并”和“极化简并”两种简并现象。
13、矩形波导中所有的模式的波阻抗都等于377欧姆。
[矩形波导在TE模式>η，TM模式<η，η为TEM在无限大媒质中的波阻抗，在空气中则为377。
射频电路与天线课件
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。
射频电路与天线14_功分器20101104
Zc
/4
R3
该网络可以看成串联R与中心并联Zc的传输线
网络的并联。
Research Institute of Antennas & RF Techniques
对于中心并联Zc的传输线网络
South China University of Technology
Zc2
/4
0 [ A1 ] j / Zc2 Zc2 - Z c3 0
Research Institute of Antennas & RF Techniques
电场分布图。
South China University of Technology
Research Institute of Antennas & RF Techniques
磁场分布图。
South China University of Technology
Research Institute of Antennas & RF Techniques
磁场分布图。
South China University of Technology
Research Institute of Antennas & RF Techniques
根据矩形波导的H-T分支的场分布，可以发现，
H-T分支可以等效为一个并联分支。
South China University of Technology
Research Institute of Antennas & RF Techniques
电场分布图。
South China University of Technology
《微波技术与微波电路》课后答案-华南理工大学
ww
w.
kh
da
课
后 答
w.
案 网
co
m
1 （ 1-15 ） 无 耗线 的特性 电阻 RC 100 ， 接至 Z L 130 j85 的 负 载。工 作波 长
360 cm 。求（1）在离开负载的 25cm 处的阻抗； （2）线上的驻波比； （3）如线上最高
电压为 1kV，求负载功率。 解： （1）已知 360cm 3.6m ， Z L 130 j85 ， Z c Rc 100 ，得
kh
Z in (l ) Z C
w.
在 z=0 处，既负载端
证明：传输线上任意一点的电压和电流为：
da
Z L 38 j 77 Z L Z C tanh l Z C Z L tanh l U L U1 U 2 1 I L Z (U1 U 2 ) c
课
后 答
Z L 50 2 (sin 0.32 j cos 0.32 ) Z L 50 3
U ( z ) U1e z U 2 e z 1 z z I ( z ) Z (U1e U 2 e ) c
w.
（1） （2）
ww
由（2）式可以推出：
m
U ( z) U e z U 2 e z Z c 1 z I ( z) U1e U 2 e z
射频电路与天线 3_有耗传输线与圆图
1（1-20） 完成下列圆图的基本练习： （1）已知 Z L 0.4 j 0.8 ，求第一个电压波节点和波腹点至负载的距离、线上的 和行波 系数； 解：由圆图得 97
w.
案 网
射频电路与天线17_滤波器I20101116
RF circuits and antennas
第17讲
射频滤波器(I)
王世伟
华南理工大学电子与信息学院 天线与射频技术研究所 TEL: 22236201-604 Email:eewsw@
Research Institute of Antennas & RF Techniques
Research Institute of Antennas & RF Techniques
South China University of Technology
Research Institute of Antennas & RF Techniques
最平坦型低通原型
最平坦型低通原型的衰减函数为
South China University of Technology
性。根据衰减特性不同，滤波器通常分为 低通、高通、带通和带阻滤波器。
采用工作相移来描述滤波器的相位特性。
有时需要线性相位滤波器。
Research Institute of Antennas & RF Techniques
LA
低通原型滤波器是设计射频滤波器的基础，
各种低通、高通、带通和带阻滤波器都是根 据此原型变换而来。
Research Institute of Antennas & RF Techniques
在综合低通原型滤波器时，首先要确定一个逼
South China University of Technology
近理想衰减特性的响应函数，然后根据逼近函 数综合具体的电路结构。 选取逼近函数首先应满足下面的性质： （1） LA＝10 lg Pin 0
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、填空题1、无耗传输线终端短路，当它的长度大于四分之一波长时，输入端的输入阻抗为容抗，将等效为一个电容。
[见P19段路线输入阻抗公式1-45]2、无耗传输线上驻波比等于1时，则反射系数的模等于0。
3、阻抗圆图上，|Γ|=1的圆称为单位圆，在单位圆上，阻抗为纯电抗，驻波比等于无限大。
4、只要无耗传输终端接上一个任意的纯电阻，则入射波全部被吸收，没有反射，传输线工作在匹配状态。
[ZL=ZC才能匹配]5、在传输线上存在入射波和反射波，入射波和反射波合成驻波，驻波的最大点电压值与最小点上的电压值的比即为传输线上的驻波比。
6、导纳圆图由等反射系数圆、等电抗圆和等电阻圆组成，在一个等电抗圆上各点电抗值相同。
7、圆波导的截止波长与波导的截面半径及模式有关，对于TE11模，半径越大，截止波长越短。
[无论是矩形波导，还是圆波导，截止波长都与a(矩形时为宽边，圆时为半径)成正比。
圆波导主模TE11，次模TM10]8、矩形波导的工作模式是TE10模，当矩形波导传输TE10模时，波导波长（相波长）与波导截面尺寸有关，矩形波导截面的窄边尺寸越小，波导波长（相波长）越长。
[见P45-相波长（波导波长）的公式，可知其只与某一频率和截止波长有关，且与截止波长（=2a）成反比，与窄边b无关。
矩形波导主模TE10，次模TE20]9、在矩形谐振腔中，TE101模的谐振频率最小。
[矩形谐振腔主模TE101]10、同轴线是TEM传输线，只能传输TEM波，不能传输TE或TM波。
[都能传，但大多数场合用来传TEM波]11、矩形波导传输的TE10波，磁场垂直于宽边，而且在宽边的中间上磁场强度最大。
[P46倒数第三行，磁场平行于波导壁面。
电场沿x轴正弦变化，在x=a/2处电场最大。
]12、圆波导可能存在“模式简并”和“极化简并”两种简并现象。
13、矩形波导中所有的模式的波阻抗都等于377欧姆。
[矩形波导在TE模式>η，TM模式<η，η为TEM在无限大媒质中的波阻抗，在空气中则为377。
注意：矩形波导不能传输TEM。
] 14、矩形谐振腔谐振频率和腔体的尺寸与振荡模式有关，一般来讲，给定一种振荡模式，腔体的尺寸越大，谐振频率就越高。
[P50]15、两段用导体封闭的同轴型谐振腔，当它谐振在TEM模时，其长度等于半波长的整数倍。
[P99，同轴型谐振腔分三种类型，半波长、1/4波长、电容负载式]16、对称振子天线上的电流可近似看成是正弦分布，在天线的输入端电流最大。
17、对称振子天线既可以作发射天线，也可以作接收天线，当它作为发射天线时，它的工作带宽要比作为接收天线时大。
18、天线阵的方向性图相乘原理指出，对于由相同的天线单元组成的天线阵，天线阵的方向性图可由单元天线的方向性图与阵因子相乘得到。
19、螺旋天线的工作模式有法向模、轴向模和边射模三种，其中轴向模辐射垂直极化波。
20、在相同的辐射场强条件下，定向天线与无方向性天线相比可节省输入功率，所节省的倍数等于天线的方向性系数。
二、选择题1、已知传输线的特性阻抗为50Ω，在传输线上的驻波比等于2，则在电压驻波波节点上的输入阻抗等于：（）（4）[直接由P22公式1-54算出，不用P18公式1-36算出反射系数，再由P23公式1-38算出负载阻抗]（1）、100Ω （2）、52Ω （3）、48Ω （4）、25Ω2、传输线上的驻波比等于2，在驻波波腹点上的电压等于10V，则驻波波节点上的电压等于：（）（4）[驻波比ρ为电压或电流最大值比最小值，最大值：（U+）+（U-）；最小值：（U+）-（U-）]（1）、20V （2）、12V （3）、8V （4）、5V3、常用微波传输系统中，可以传输TEM波的是（2）（1）矩形波导[主模：TE10，不能传TEM]（2）同轴线[主模：TEM，也能传TE、TM]（3）圆波导[主模：TE11？不能传TEM]（4）脊形波导[主模：TE10，不能传TEM]4、在传输线上当观察点由负载沿线向信号源方向移动时，对应于阻抗圆图上：1（1）、沿等反射系数圆顺时针方向移动（2）、沿等电阻圆移动（3）、沿等电抗圆移动（4）、沿等反射系数圆反时针方向移动5、传输线上负载端的反射系数等于0.2，则传输线上的驻波比等于（3）[见驻波比与反射系数的公式P17]（1）、5 （2）、0.6667 （3）、1.5 （4）、0.26、一段长度为l的末端开路的传输线，其输入阻抗0，则其长度应该满足[P20：离开路端为1/4波长奇数倍的点处输入阻抗为0；小于1/4波长时，输入阻抗呈容性；1/2波长处输入阻抗无穷大，相当并联谐振；大于1/4波长小于1/2波长，输入阻抗呈感性]（1）等于0 （2）等于半波长（3）等于四分之一波长（4）等于八分之一波长7、右图是一个阻抗圆图，那么（1）O点的归一化阻抗是零（2）A点的归一化阻抗是1（3）B点的驻波比等于1（4）OB线代表驻波波节8、为了使矩形波导中能单模传输TE10波，其工作波长必须（1）[最低模式即为主模]（1）小于TE10波的截止波长而大于TE20波的截止波长（2）等于TE10波的截止波长（3）大于TE10波的截止波长（4）小于TE20波的截止波长9、矩形波导中激励TE10模时，探针应：(1) [同判断题11]（1）、在波导的宽边中间插入探针并使探针垂直于宽边（2）、在波导的窄边插入探针并使探针垂直于窄边（3）、在波导的宽边中间用小环激励，并使小环面垂直窄边（4）、在波导的窄边中间用小环激励，并使小环面平行于宽边10、矩形波导中的主模TE10模，其电场在垂直于波导的宽边方向上的分布规律是：(1) [同上]（1）正弦分布，在宽边中间最大（2）余弦分布，在宽边中间为0（3）均匀分布（4）线性分布，宽边中间为011、当某种模式的波在波导中传输时，波导中的波长与自由空间的波长的关系是（3）[利用波导波长公式P45]（1）< （2）= （3）> （4）=112、为使矩形谐振腔工作在TE101振荡模式，其腔的最小长度应为：[？]4（1）λ （2）λg （3）λ/2（4）λg/213、圆柱形谐振腔的三个常用振荡模是TM010、TE011 、TE111；其中[？]31。
TE111的场分布是轴对称的2。
TE011谐振频率最低的3。
TM010的谐振频率与长度无关4。
TM010的Q值最高14、波导测量线是在波导的宽壁中线上开小槽，并插入一短探针进行耦合，这种耦合是1（1）电耦合（2）磁耦合（3）电磁耦合（4）临界耦合15、如图所示的H-T，为使3口有的输出为最大，1口和2口应：1（1）、等幅同相输入（2）、等幅反相输入（3）、1口接匹配负载，只在2口输入（4）、2口输入，1口接短路板，短路板距离H-T中心线λg/216、天线方向性系数D，增益G和天线效率η之间的关系是(1)（1）G = η D （2）D = η G （3）η = G D （4）GD=1/η17、一个4元等幅馈电的均匀直线天线阵，阵元之间间距为四分之一波长，为使最大辐射方向垂直于天线阵，则相邻单元的相位差α=（1）（1）、0 （2）、π/2 （3）、π/4 （4）、π/818、半波振子天线输入端的电流I0为2（1）零（2）波腹电流（3）（4）19、构成对称振子天线的导体越粗，(3)[P318第二段]（1）输入阻抗越大，工作频宽越宽（2）输入阻抗越大，工作频宽越窄（3）输入阻抗越小，工作频宽越宽（4）输入阻抗越小，工作频宽越窄20、半波振子天线的方向图：（4 ）（1）、在E面和H面都是8字形。
（2）、在H面和E面都是圆形。
（3）、在H面是8字形，在E面是圆形。
（4）、在E面是8字形，在H面是圆形。
三、计算题1.已知无耗传输线的特性阻抗Zc=100Ω，工作波长为λ=300cm，接上阻抗为ZL=100+100jΩ的负载，求：（1）在离开负载10cm处的阻抗；（2）线上的驻波比。
[同课后习题1-15]2.用测量线测量阻抗时，已知用于制作测量线的传输线的特性阻抗为Zc=75Ω，当线的末端接上待测负载ZL时，测得线上的驻波比为ρ=3，当线的末端短路时，电压的最小点向负载的方向移动了0.1λ，请用圆图求出待测负载的阻抗。
3.矩形波导的横截面尺寸为a=23mm，b=10mm，传输频率为9GHz的TE10波，（1）求截止频率fc、波导波长λg、相速Vp和波阻抗ZTE；[各公式见书面]4.有一个空气填充的矩形谐振腔，其尺寸为a=30mm, b=15mm, l=70mm, 求TE101模的谐振频率。
（考点：矩形金属谐振腔）[P92公式4-29及公式4-30]5.对称振子天线的单臂长度l=0.3λ，天线的效率为90%，天线的输入功率为5kW时其输入端电流Io=6.08A射频电路与天线试题一判断题把正确答案和错误用”√”和“ד填在下表内（每题1分，共20分）二选择题把正确答案编号填在下表内（每题1.5分，共30分）2、Zl＝36-j46.53、ZTE=5474、f0=505GHzTM010模式特点¾场轴对称，且只与r有关，与z无关。
¾电场在中心最强，垂直与顶面。
¾磁场在壁上最强，平行与顶面。
¾壁上电流只有z分量。
¾谐振在圆波导TM01模截止频率，当l<2.1a时，为圆柱腔的谐振主模。
¾谐振频率与腔长无关，不可通过改变腔长调谐。
¾常用于电子直线加速器和微波电子管中作为与电子交换能量的部件。
TM011：模式特点¾场轴对称¾电场只有圆周分量¾电流只有圆周分量¾损耗低，Q值高¾可以非接触调谐¾用于高精度波长计TE111模式特点¾l>2.1a时，为最低模式。
¾Q值比较高，但不是最高。
¾用途是中等精度波长计。
¾单模带宽宽。