第三章软件无线电关键技术教材
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无线电波的传播
长波（低频LF）传播：长波是指波长1公 里~10公里（频率为30~300kHz）的电磁波。 其可沿地表面传播（地波）和靠电离层反 射传播（天波）。
13
3.1 射频/微波技术
无线电波的传播
中波（中频MF）传播：中波是指波长100 米~1000米（频率为300~3000kHz）的电磁 波。中波可沿地表面传播（地波）和靠电 离层反射传播（天波）。中波沿地表面传 播时，受地表面的吸收较长波严重。中波 的天波传播与昼夜变化有关。
dBw是相对于 1w功率电平的绝对值。 1w=0 dBw=30dBm 2w=3 dBw=33dBm 40w=16 dBw=46dBm
24
3.1 射频/微波技术
微波“铁三角”
在微波技术与工程中，频率、阻抗和功率是 三大核心指标，故被称为微波“铁三角”。
这三个方面能够形象地反映微波技术与工程 的基本内容，它们既有独立特性，又相互影 响，如下图所示。
射频/微波技术的基本理论是经典的电磁场理 论。
9
3.1 射频/微波技术
无线电波的传播
电磁波按照其波长的不同具有不同的传播特 点，下面按波长分述如下： 超长波（超低频SLF）传播：超长波是指 波长1千公里至1万公里（频率为30~300Hz） 的电磁波。这一波段的电磁波传播十分稳 定，在海水中衰耗很小（频率为75Hz时衰 耗系数为0.3dB/m）对海水穿透能力很强， 可深达100m以上。
5
3.1 射频/微波技术
射频/微波的含义
西方国家常常把部分微波波段分为L、S、C、
X、Ku、K、Ka等波段。
频率和波
频率范围
长
波段代号
L
1~2GHz
S
2~4GHz
C
4~8GHz
波长范围
30~15cm 15~7.5cm 7.5~3.75cm
X
8~13GHz
3.75~2.31cm
Ku
13~18GHz
பைடு நூலகம்22
3.1 射频/微波技术
射频功率的计量单位
dBm（分贝毫瓦）：描述功率绝对值的单位。
dBm=10lg(功率值/1mw)
dBm是相对于 1mw功率电平的绝对值。
1mw=0 dBm 20mw=13 dBm 40mw=16 dBm
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3.1 射频/微波技术
射频功率的计量单位
dBw（分贝瓦）：描述功率绝对值的单位。 dBw=10lg(功率值/1w)
软件无线电基础
任课老师：杜青松
信息科学与工程学院
第三章 软件无线电关键技术
本章学习的主要内容
1 射频/微波技术
2 天线技术/智能天线
3 采样技术 4 数字调制解调技术 5 数字信号处理技术
6 同步技术
3
概述
3.1 射频/微波技术
软件无线电可以理解为有射频前端的计算机， 它可以使用一个单一的无线电前端实现现在 多种无线电终端的功能。
式中, d为距离(km), f为工作频率(MHz)。
21
3.1 射频/微波技术
射频功率的计量单位
射频信号的绝对功率常用dBm、dBW表示， 它与mW、W的换算关系如下：
设信号功率为xW，利用dBm表示时其大小为：
P(dbm) 10 lg x 1000(mW ) 1(mW )
P(dbW ) 10 lg x(W ) 1(W )
10
3.1 射频/微波技术
无线电波的传播
甚长波（甚低频VLF）传播：甚长波是指 波长10公里~100公里（频率为3~30kHz） 的电磁波。无线通信中使用的甚长波的频 率为10~30kHz，该波段的电磁波可在大地 与低层的电离层间形成的波导中进行传播， 距离可达数千公里乃至覆盖全球。
12
3.1 射频/微波技术
25
3.1 射频/微波技术
微波“铁三角”
26
3.1 射频/微波技术
微波“铁三角”
频率是射频/微波技术中最基本的一个参数， 对应于无线系统所工作的频谱范围，也规定 了无线系统中微波电路的结构形式和器件材 料。
功率用于描述射频/微波信号的能量大小。 阻抗是在特定频率下，描述各种微波电路对
微波信号能量传输的影响的一个参数。
27
3.1 射频/微波技术
射频前端技术
2.31~1.67cm
K
18~28GHz
1.67~1.07cm
Ka
28~40GHz
1.07~0.75cm
8
3.1 射频/微波技术
射频/微波技术
射频/微波技术通常包括射频/微波信号的产 生、调制、功率放大、辐射、接收、低噪声 放大、混频、解调、检测、滤波、衰减、移 相等各个模块单元的理论研究、设计和生产 技术。
超短波（甚高频VHF）传播：超短波是指 波长为1米~10米（频率为30~300MHz）的 电磁波。超短波难以靠地波和天波传播， 而主要以直射方式（即所谓的“视距”方 式）传播。
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3.1 射频/微波技术
无线电波的传播
微波传播：微波是指波长小于1米（频率高 于300MHz）的电磁波。其传播类似于光波 的传播，是一种视距传播。总的说来，这 种传播方式比较稳定，但其传播也受到大 气折射和地面反射的影响。另外，对流层 中的大气湍流气团对微波有散射作用。利 用这种散射作用可实现微波的超视距传播。
20
3.1 射频/微波技术
直射波传输特性
定义：在自由空间中, 电波沿直线传播而不被 吸收, 也不发生反射、 折射和散射等现象而直 接到达接收点的传播方式称为直射波传播。
直射波传播损耗可看成自由空间的电波传播损 耗Lfs, 表示式为
[Lfs] 32.44 20lg d 20lg f (dB)
在软件无线电系统中，射频部分是必不可少 的重要部分。
4
3.1 射频/微波技术
射频/微波的含义
射频，是指可以通过无线电系统发射和接收 的电磁波频率，以交变的电磁场形式在自由 空间以光速传播，通常包括中波、短波、超 短波、微波等频段。
微波，是指频率在300MHz~3000GHz之间 （波长在1m~0.1mm之间）的射频无线电波。
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3.1 射频/微波技术
无线电波的传播
短波（高频HF）传播：短波是指波长为10 米~100米（频率为3~30MHz）的电磁波。 短波可沿地表面传播（地波），沿空间以 直接或绕射方式传播（空间波）和靠电离 层反射传播（天波）。
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电离层反射
散射
多跳反射传播
3.1 射频/微波技术
无线电波的传播
长波（低频LF）传播：长波是指波长1公 里~10公里（频率为30~300kHz）的电磁波。 其可沿地表面传播（地波）和靠电离层反 射传播（天波）。
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3.1 射频/微波技术
无线电波的传播
中波（中频MF）传播：中波是指波长100 米~1000米（频率为300~3000kHz）的电磁 波。中波可沿地表面传播（地波）和靠电 离层反射传播（天波）。中波沿地表面传 播时，受地表面的吸收较长波严重。中波 的天波传播与昼夜变化有关。
dBw是相对于 1w功率电平的绝对值。 1w=0 dBw=30dBm 2w=3 dBw=33dBm 40w=16 dBw=46dBm
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3.1 射频/微波技术
微波“铁三角”
在微波技术与工程中，频率、阻抗和功率是 三大核心指标，故被称为微波“铁三角”。
这三个方面能够形象地反映微波技术与工程 的基本内容，它们既有独立特性，又相互影 响，如下图所示。
射频/微波技术的基本理论是经典的电磁场理 论。
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3.1 射频/微波技术
无线电波的传播
电磁波按照其波长的不同具有不同的传播特 点，下面按波长分述如下： 超长波（超低频SLF）传播：超长波是指 波长1千公里至1万公里（频率为30~300Hz） 的电磁波。这一波段的电磁波传播十分稳 定，在海水中衰耗很小（频率为75Hz时衰 耗系数为0.3dB/m）对海水穿透能力很强， 可深达100m以上。
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3.1 射频/微波技术
射频/微波的含义
西方国家常常把部分微波波段分为L、S、C、
X、Ku、K、Ka等波段。
频率和波
频率范围
长
波段代号
L
1~2GHz
S
2~4GHz
C
4~8GHz
波长范围
30~15cm 15~7.5cm 7.5~3.75cm
X
8~13GHz
3.75~2.31cm
Ku
13~18GHz
பைடு நூலகம்22
3.1 射频/微波技术
射频功率的计量单位
dBm（分贝毫瓦）：描述功率绝对值的单位。
dBm=10lg(功率值/1mw)
dBm是相对于 1mw功率电平的绝对值。
1mw=0 dBm 20mw=13 dBm 40mw=16 dBm
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3.1 射频/微波技术
射频功率的计量单位
dBw（分贝瓦）：描述功率绝对值的单位。 dBw=10lg(功率值/1w)
软件无线电基础
任课老师：杜青松
信息科学与工程学院
第三章 软件无线电关键技术
本章学习的主要内容
1 射频/微波技术
2 天线技术/智能天线
3 采样技术 4 数字调制解调技术 5 数字信号处理技术
6 同步技术
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概述
3.1 射频/微波技术
软件无线电可以理解为有射频前端的计算机， 它可以使用一个单一的无线电前端实现现在 多种无线电终端的功能。
式中, d为距离(km), f为工作频率(MHz)。
21
3.1 射频/微波技术
射频功率的计量单位
射频信号的绝对功率常用dBm、dBW表示， 它与mW、W的换算关系如下：
设信号功率为xW，利用dBm表示时其大小为：
P(dbm) 10 lg x 1000(mW ) 1(mW )
P(dbW ) 10 lg x(W ) 1(W )
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3.1 射频/微波技术
无线电波的传播
甚长波（甚低频VLF）传播：甚长波是指 波长10公里~100公里（频率为3~30kHz） 的电磁波。无线通信中使用的甚长波的频 率为10~30kHz，该波段的电磁波可在大地 与低层的电离层间形成的波导中进行传播， 距离可达数千公里乃至覆盖全球。
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3.1 射频/微波技术
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3.1 射频/微波技术
微波“铁三角”
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3.1 射频/微波技术
微波“铁三角”
频率是射频/微波技术中最基本的一个参数， 对应于无线系统所工作的频谱范围，也规定 了无线系统中微波电路的结构形式和器件材 料。
功率用于描述射频/微波信号的能量大小。 阻抗是在特定频率下，描述各种微波电路对
微波信号能量传输的影响的一个参数。
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3.1 射频/微波技术
射频前端技术
2.31~1.67cm
K
18~28GHz
1.67~1.07cm
Ka
28~40GHz
1.07~0.75cm
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3.1 射频/微波技术
射频/微波技术
射频/微波技术通常包括射频/微波信号的产 生、调制、功率放大、辐射、接收、低噪声 放大、混频、解调、检测、滤波、衰减、移 相等各个模块单元的理论研究、设计和生产 技术。
超短波（甚高频VHF）传播：超短波是指 波长为1米~10米（频率为30~300MHz）的 电磁波。超短波难以靠地波和天波传播， 而主要以直射方式（即所谓的“视距”方 式）传播。
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3.1 射频/微波技术
无线电波的传播
微波传播：微波是指波长小于1米（频率高 于300MHz）的电磁波。其传播类似于光波 的传播，是一种视距传播。总的说来，这 种传播方式比较稳定，但其传播也受到大 气折射和地面反射的影响。另外，对流层 中的大气湍流气团对微波有散射作用。利 用这种散射作用可实现微波的超视距传播。
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3.1 射频/微波技术
直射波传输特性
定义：在自由空间中, 电波沿直线传播而不被 吸收, 也不发生反射、 折射和散射等现象而直 接到达接收点的传播方式称为直射波传播。
直射波传播损耗可看成自由空间的电波传播损 耗Lfs, 表示式为
[Lfs] 32.44 20lg d 20lg f (dB)
在软件无线电系统中，射频部分是必不可少 的重要部分。
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3.1 射频/微波技术
射频/微波的含义
射频，是指可以通过无线电系统发射和接收 的电磁波频率，以交变的电磁场形式在自由 空间以光速传播，通常包括中波、短波、超 短波、微波等频段。
微波，是指频率在300MHz~3000GHz之间 （波长在1m~0.1mm之间）的射频无线电波。
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3.1 射频/微波技术
无线电波的传播
短波（高频HF）传播：短波是指波长为10 米~100米（频率为3~30MHz）的电磁波。 短波可沿地表面传播（地波），沿空间以 直接或绕射方式传播（空间波）和靠电离 层反射传播（天波）。
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电离层反射
散射
多跳反射传播
3.1 射频/微波技术
无线电波的传播