南信大-射频电路1_绪论
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射频电路设计理论与应用课件
二端口网络与S参数
二端口网络定义
描述射频电路中两个端口之间的 输入与输出关系，可采用Z参数、
Y参数、S参数等表示。
S参数含义与应用
S参数（散射参数）描述端口入射 波与反射波之间的关系，常用于射 频电路性能分析、设计与测试。
S参数测量与仿真
通过矢量网络分析仪等设备测量射 频电路的S参数，利用电路仿真软件 进行S参数仿真，指导电路设计优化。
射频电路设计理论与应用课 件
• 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。
稳定工作。
04
射频电路应用技术
射频电路在无线通信中的应用
移动通信
射频电路在移动通信系统中起到关键的作用。它包括接收和发送信号的天线接 口、功率放大器、混频器等，实现信号的无线传输和接收。
无线局域网（WLAN）
射频电路在WLAN中用于实现无线信号的发送和接收。它包括射频收发器、滤 波器、振荡器等，确保数据的可靠传输。
射频电路设计案例分析与实践
案例一：基于ADS的射频滤波器设计
设计目标：利用ADS（Advanced Design System）软 件设计一款符合特定频率响应要求的射频滤波器。
2. 利用ADS的滤波器设计工具，输入滤波器参数，生成 初始电路图。
设计步骤
3. 对电路图进行仿真优化，如调整元件值，以满足频率 响应、带宽、带内波动等性能要求。
03
射频电路核心组件设计
滤波器设计
Chap1_绪论
射频电路设计基础
第一章 绪论
射频电路设计Chap1 # 1
射频？
射频电路设计Chap1 # 2
数字： 模拟： 射频： 微波： 毫米波： 太赫兹波： 红外： 光波： 紫外： X射线： γ射线：
0 频谱
射频电路设计Chap1 # 3
0 频谱
频段
电气和电子工程师学会(IEEE) 频谱
射频电路设计Chap1 # 40
在多数情况下导体的μr=1，故趋肤厚度随着频率 的升高迅速降低。
1
0.9
σCu=64.516×106S/m
0.8 0.7
Al
σAl=40.0×106S/m
0.6 0.5
σAu=48.544×106S/m Au
0.4 0.3
0.2 Cu
铜、铝、金的趋肤厚 度与频率的关系曲线
VHF/UHF为典型的电视工作波段，其波长已经与电子系统的实际尺寸 相当，在有关的电子线路中必须考虑电流和电压的波动性质。
RF范围：VHF—SHF波段。MW范围：X波段及以上。
射频电路设计Chap1 # 4
美国：无线电频率划分图
射频电路设计Chap1 # 5
中华人民共和国：无线电频率划分图
射频电路设计Chap1 # 6
射频电路设计Chap1 # 32
我们的学习
集成电路基础：
➢ 器件基础
• 无源器件： • 有源器件：
➢ 理论及工具
• 传输线理论： • Smith圆图： • 散射参数：
➢ 设计方法
• 偏置网络： • 匹配网络：
射频单元电路分析
➢ 滤波器： ➢ 振荡器： ➢ 放大器： ➢ 振荡器： ➢ 混频器：
射频IC工程分析、设计和 测试
第一章 绪论
射频电路设计Chap1 # 1
射频？
射频电路设计Chap1 # 2
数字： 模拟： 射频： 微波： 毫米波： 太赫兹波： 红外： 光波： 紫外： X射线： γ射线：
0 频谱
射频电路设计Chap1 # 3
0 频谱
频段
电气和电子工程师学会(IEEE) 频谱
射频电路设计Chap1 # 40
在多数情况下导体的μr=1，故趋肤厚度随着频率 的升高迅速降低。
1
0.9
σCu=64.516×106S/m
0.8 0.7
Al
σAl=40.0×106S/m
0.6 0.5
σAu=48.544×106S/m Au
0.4 0.3
0.2 Cu
铜、铝、金的趋肤厚 度与频率的关系曲线
VHF/UHF为典型的电视工作波段，其波长已经与电子系统的实际尺寸 相当，在有关的电子线路中必须考虑电流和电压的波动性质。
RF范围：VHF—SHF波段。MW范围：X波段及以上。
射频电路设计Chap1 # 4
美国：无线电频率划分图
射频电路设计Chap1 # 5
中华人民共和国：无线电频率划分图
射频电路设计Chap1 # 6
射频电路设计Chap1 # 32
我们的学习
集成电路基础：
➢ 器件基础
• 无源器件： • 有源器件：
➢ 理论及工具
• 传输线理论： • Smith圆图： • 散射参数：
➢ 设计方法
• 偏置网络： • 匹配网络：
射频单元电路分析
➢ 滤波器： ➢ 振荡器： ➢ 放大器： ➢ 振荡器： ➢ 混频器：
射频IC工程分析、设计和 测试
射频电路设计1-绪论
用于测量信号的功率。
频谱分析仪
用于测量信号的频率、功率和失真等参数。
阻抗匹配器
用于确保测试系统的阻抗匹配，减少信号反 射和损耗。
测试方法与流程
1 2
测试准备
根据测试需求，选择合适的测试仪器和设备，搭 建测试环境。
测试步骤
按照规定的步骤进行测试，记录各项参数和数据。
3
测试结果分析
对测试数据进行分析，评估电路性能，找出潜在 问题。
变压器
要点一
总结词
变压器是射频电路中实现电压转换和阻抗匹配的重要元件 。
要点二
详细描述
变压器是一种利用磁耦合原理实现电压、电流和阻抗变换 的电子元件。在射频电路中，变压器常用于信号的放大、 变频和传输等功能。变压器的性能指标包括变比、效率、 绝缘电阻和温升等。在选择变压器时，需要考虑其工作频 率、额定电压和电流等因素，以确保其在射频电路中的正 常工作和稳定性。
05
射频电路的测试与验证
05
射频电路的测试与验证
测试环境搭建
信号源
用于提供射频信号，模拟实际工作条件。
功率计
用于测量信号的功率。
频谱分析仪
用于测量信号的频率、功率和失真等参数。
阻抗匹配器
用于确保测试系统的阻抗匹配，减少信号反 射和损耗。
测试环境搭建
信号源
用于提供射频信号，模拟实际工作条件。
功率计
02
在这一阶段，设计师需要选择 合适的电子元件和电路拓扑结 构，并利用电路仿真工具对电 路性能进行预测和优化。
03
电路级设计还需要考虑电路的 稳定性、噪声、失真等因素， 以确保射频电路的性能稳定可 靠。
电路级设计
01
电路级设计是射频电路设计的 核心环节，主要任务是根据系 统要求，设计和优化射频电路 的各个组成部分。
频谱分析仪
用于测量信号的频率、功率和失真等参数。
阻抗匹配器
用于确保测试系统的阻抗匹配，减少信号反 射和损耗。
测试方法与流程
1 2
测试准备
根据测试需求，选择合适的测试仪器和设备，搭 建测试环境。
测试步骤
按照规定的步骤进行测试，记录各项参数和数据。
3
测试结果分析
对测试数据进行分析，评估电路性能，找出潜在 问题。
变压器
要点一
总结词
变压器是射频电路中实现电压转换和阻抗匹配的重要元件 。
要点二
详细描述
变压器是一种利用磁耦合原理实现电压、电流和阻抗变换 的电子元件。在射频电路中，变压器常用于信号的放大、 变频和传输等功能。变压器的性能指标包括变比、效率、 绝缘电阻和温升等。在选择变压器时，需要考虑其工作频 率、额定电压和电流等因素，以确保其在射频电路中的正 常工作和稳定性。
05
射频电路的测试与验证
05
射频电路的测试与验证
测试环境搭建
信号源
用于提供射频信号，模拟实际工作条件。
功率计
用于测量信号的功率。
频谱分析仪
用于测量信号的频率、功率和失真等参数。
阻抗匹配器
用于确保测试系统的阻抗匹配，减少信号反 射和损耗。
测试环境搭建
信号源
用于提供射频信号，模拟实际工作条件。
功率计
02
在这一阶段，设计师需要选择 合适的电子元件和电路拓扑结 构，并利用电路仿真工具对电 路性能进行预测和优化。
03
电路级设计还需要考虑电路的 稳定性、噪声、失真等因素， 以确保射频电路的性能稳定可 靠。
电路级设计
01
电路级设计是射频电路设计的 核心环节，主要任务是根据系 统要求，设计和优化射频电路 的各个组成部分。
东南大学《通信电子线路》知识总结
f0 Qe
。
例 2 设计一个π型匹配网络，完成源电阻 RS =10Ω和负载电阻 RL =100Ω间的阻抗变换。工作频率 f=
3.75MHz，假设所要求的有载 Qe =4。
解：负载端 L 网络的 Q 值为 Q2=2Qe = 8，则中间电阻 Rint er
1
RL Q22
100 65
1.538 RS ，即该方
轴的平面上，满足上式的点构成该信号的星座图。比特率（单位时间内处理或传递的位数）=log2S
×符号率（单位时间内发送的符号数），S 为星座图上的点数
4.4 二元数字调制（二元移幅键控 BASK，二元移频键控 BFSK，二元移相键控 BPSK）
4.5 正交幅度调制（QAM，四相移相键控 QPSK，OQPSK，π/4 QPSK）
ω0
2.2.3 实际并联回路与有载 Q 值
第1页共8页
实际并联谐振回路： Z ( j)
1 1 r jL
jC
1
r jL jC(r jL)
=
r j
L
1
1 jL
Cr L
jC
，若电感感
抗远大于其损耗电阻，则实际并联谐振回路可简化为简单并联回路。
支路串并联转换：
Rp
Xp
1 1
Q2
1 Q2
Rs Xs，支路的品质因数Q
S21：正向功率传输系数，反映增益或者衰减；S12：反向功率传输系数，反映隔离度。
输入端反射系数 in
V1 V1
S11
S12 S21 L 1 S22L
1，输出端反射系数 out
V2 V2
S22
S12S21S 1 S11S
1。
6.2 低噪声放大器指标
射频电路
第四节射频电路结构和工作原理一、射频电路组成和特点：普通手机射频电路由接收通路、发射通路、本振电路三大电路组成。
其主要负责接收信号解调；发射信息调制。
早期手机通过超外差变频（手机有一级、二级混频和一本、二本振电路），后才解调出接收基带信息；新型手机则直接解调出接收基带信息（零中频）。
更有些手机则把频合、接收压控振荡器（RX—VCO）也都集成在中频内部。
RXI-PRXQ-PRXQ-N（射频电路方框图）1、接收电路的结构和工作原理：接收时，天线把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号经滤波，高频放大后，送入中频内进行解调，得到接收基带信息（RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N）；送到逻辑音频电路进一步处理。
1、该电路掌握重点:（1）、接收电路结构。
（2）、各元件的功能与作用。
(3)、接收信号流程。
电路分析:（1）、电路结构。
接收电路由天线、天线开关、滤波器、高放管（低噪声放大器）、中频集成块（接收解调器）等电路组成。
早期手机有一级、二级混频电路，其目的把接收频率降低后再解调(如下图)。
（接收电路方框图）（2）、各元件的功能与作用。
1)、手机天线：结构：（如下图）由手机天线分外置和内置天线两种；由天线座、螺线管、塑料封套组成。
塑料封套螺线管（外置天线）（内置天线）作用：a)、接收时把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号。
b)、发射时把功放放大后的交流电流转化为电磁波信号。
2)、天线开关：结构：（如下图）手机天线开关（合路器、双工滤波器）由四个电子开关构成。
900M收收GSM900M收控收控900M发控GSM900M发入GSM（图一）（图二）作用：其主要作用有两个：a ）、 完成接收和发射切换；b ）、 完成900M/1800M 信号接收切换。
逻辑电路根据手机工作状态分别送出控制信号（GSM-RX-EN ；DCS- RX-EN ；GSM-TX-EN ；DCS- TX-EN ），令各自通路导通，使接收和发射信号各走其道，互不干扰。
《射频电路设计一》课件
设计匹配网络
为确保信号传输效率，设计合适的信号源和负载 匹配网络。
3
设计滤波器、功分器等辅助电路
根据系统需求，设计相应的滤波器、功分器等辅 助电路。
电路版图绘制与仿真验证
使用专业软件绘制电路版图
使用专业软件，如Cadence、Mentor Graphics等，绘制射频电路 的版图。
进行电磁仿真验证
《射频电路设计一 》ppt课件
目 录
• 射频电路概述 • 射频电路的基本元件 • 射频电路的分析方法 • 射频电路的设计流程 • 射频电路的调试与优化 • 案例分析
01
射频电路概述
定义与特点
定义
射频电路是指工作在射频频段的 电子电路，通常用于无线通信、 雷达、导航等领域。
特点
射频电路具有高频率、高带宽、 高灵敏度等特点，能够实现高速 、远距离的无线信号传输。
具有通直流阻交流的特性，常用于滤波、 振荡、延迟等电路中。
种类
包括空心电感、磁芯电感、变压器等。
应用
在射频电路中，电感常用于调谐、匹配、 滤波等电路中。
电阻
定义
导体对电流的阻碍作用称为电阻，是一个物理量，符号为R。
特性
具有消耗电能的作用，常用于限流、分压等电路中。
种类
包括碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等。
传输线近似分析法
总结词
传输线近似分析法适用于分析传输线和微波网络，通过将电路简化为传输线模型 ，便于理解和计算。
详细描述
传输线近似分析法主要应用于传输线和微波网络的射频电路设计。该方法将电路 简化为传输线模型，通过求解传输线和微波网络的参数来分析电路性能。该方法 计算简便，精度较高，适用于对信号传输特性要求较高的场合。
为确保信号传输效率，设计合适的信号源和负载 匹配网络。
3
设计滤波器、功分器等辅助电路
根据系统需求，设计相应的滤波器、功分器等辅 助电路。
电路版图绘制与仿真验证
使用专业软件绘制电路版图
使用专业软件，如Cadence、Mentor Graphics等，绘制射频电路 的版图。
进行电磁仿真验证
《射频电路设计一 》ppt课件
目 录
• 射频电路概述 • 射频电路的基本元件 • 射频电路的分析方法 • 射频电路的设计流程 • 射频电路的调试与优化 • 案例分析
01
射频电路概述
定义与特点
定义
射频电路是指工作在射频频段的 电子电路，通常用于无线通信、 雷达、导航等领域。
特点
射频电路具有高频率、高带宽、 高灵敏度等特点，能够实现高速 、远距离的无线信号传输。
具有通直流阻交流的特性，常用于滤波、 振荡、延迟等电路中。
种类
包括空心电感、磁芯电感、变压器等。
应用
在射频电路中，电感常用于调谐、匹配、 滤波等电路中。
电阻
定义
导体对电流的阻碍作用称为电阻，是一个物理量，符号为R。
特性
具有消耗电能的作用，常用于限流、分压等电路中。
种类
包括碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等。
传输线近似分析法
总结词
传输线近似分析法适用于分析传输线和微波网络，通过将电路简化为传输线模型 ，便于理解和计算。
详细描述
传输线近似分析法主要应用于传输线和微波网络的射频电路设计。该方法将电路 简化为传输线模型，通过求解传输线和微波网络的参数来分析电路性能。该方法 计算简便，精度较高，适用于对信号传输特性要求较高的场合。
《射频通信电路》第一章---文本资料
《射频通信电路》常树茂
射频通信电路设计
西安邮电学院 电工学院微波技术教研室 常树茂
《射频通信电路》常树茂
课程的要求和说明
教材：射频通信电路设计，刘长军，科学出版社 参考书1：《微波技术基础》，廖承恩，西电出版社
参考书2：
《微波工程》，Pozar，电子工业出版社
参考书3：《射频电路设计—理论与应用》，Reinhold ，电子出版社
高频 HF 甚高频 VHF 特高频 UHF 超高频 SHF 极高频 EHF
《射频通信电路》常树茂
移动通讯系统
系统名称 频带 （上行） MHz 频带 （下行） MHz 频带宽度 通道选择 信道宽 信道/载波 通道数 用户数 双工方式 通道比特率 调制 移动峰值功率 移动平均功率 IS-54 869~894 824~849 50MHz TDMA/ FDMA 30kHz 3 832 2496 FDD 48.6kbps
《射频通信电路》常树茂
1.3.2l/8设计准则
线路板 > l/8
射频电路设计 考虑分布参数
考虑传输线效应
线路板 < l/8
低频电路设计
《射频通信电路》常树茂
l/8设计准则 例1
例 1-3：某 CPU 的内部核心电路尺寸为 5mm 左 右，时钟频率达到了 2GHz。请判断 CPU 内部电路设 计是否需按照传输线理论进行分析和设计。 解：2GHz 信号对应的波长为
《射频通信电路》常树茂
1.2
射频通信系统
利用更宽的频带和更高的信息容量；
通信设备的体积进一步减小； 解决频率资源日益紧张的问题；
通信信道频率间隙增大，减小干扰；
小尺寸天线，高增益，移动通信系统
射频通信电路设计
西安邮电学院 电工学院微波技术教研室 常树茂
《射频通信电路》常树茂
课程的要求和说明
教材：射频通信电路设计，刘长军，科学出版社 参考书1：《微波技术基础》，廖承恩，西电出版社
参考书2：
《微波工程》，Pozar，电子工业出版社
参考书3：《射频电路设计—理论与应用》，Reinhold ，电子出版社
高频 HF 甚高频 VHF 特高频 UHF 超高频 SHF 极高频 EHF
《射频通信电路》常树茂
移动通讯系统
系统名称 频带 （上行） MHz 频带 （下行） MHz 频带宽度 通道选择 信道宽 信道/载波 通道数 用户数 双工方式 通道比特率 调制 移动峰值功率 移动平均功率 IS-54 869~894 824~849 50MHz TDMA/ FDMA 30kHz 3 832 2496 FDD 48.6kbps
《射频通信电路》常树茂
1.3.2l/8设计准则
线路板 > l/8
射频电路设计 考虑分布参数
考虑传输线效应
线路板 < l/8
低频电路设计
《射频通信电路》常树茂
l/8设计准则 例1
例 1-3：某 CPU 的内部核心电路尺寸为 5mm 左 右，时钟频率达到了 2GHz。请判断 CPU 内部电路设 计是否需按照传输线理论进行分析和设计。 解：2GHz 信号对应的波长为
《射频通信电路》常树茂
1.2
射频通信系统
利用更宽的频带和更高的信息容量；
通信设备的体积进一步减小； 解决频率资源日益紧张的问题；
通信信道频率间隙增大，减小干扰；
小尺寸天线，高增益，移动通信系统
射频电路基础知识PPT课件
号电压(或电流)之比定义为电压(或电流)反射系数Γz,该参数由传输 线阻抗(Z0)和输入端口(Zi)阻抗决定:
Γz=(Zi-Z0)/(Zi+Z0) ▪ 驻波比(VSWR):传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅之比
为电压驻波比,或称为驻波系数ρ.
ρ =|U|MAX/|U|MIN=(1+ |Γz|)/(1-| Γz|)
A=10x(log10(B/1mW)=10x(log10B)+30
(其中A为对数功率,B为线性功率)
1. 线性功率为1W时, 对数功率为30dBm 2. 线性功率为1uW时,对数功率为-30dBm
▪ dBm为绝对功率,dB用来计算相对功率,主要用来计算
功率的改变量,如增益和损耗的单位.
2.4 不连续端口的功率分布(a)
落后,其抗干扰能力较弱,点用带宽较多,但系统较为简单,主要用 于较早开发的系统中,如:电视(当前制式),音频广播(收音机),第一 代的手机通信系统等.
2. 数字RF通信系统,由于其有较多优点,已经广泛使用于多种通信
系统中,如Wireless LAN,GSM手机,蓝牙系统,卫星通信系统等.
1.4 射频电路应用和分类(d)
噪声系数(Noise Figure):放大器输出信号的信噪比(信号与噪声的比值)与输入信号信噪比的差值.
5 RF功率放大器(b)
1dB压缩点:由于放大器本身特性和工作环境,随着功率放大器输入功率增加到一定范围,放大器增益开始减小,当增益减小1dB时,此时的输
入功率称为1dB压缩点.
2.1 射频(RF)电路的定义
可让多个使用者同时复用一个频段.
0
3. RF功率定义和计算 衰减器另一重要的参数为输入信号功率,由于RF信号功率绝大多数都会转化为热功率,因此较大功率的衰减器都会有散热片,并且功率越
Γz=(Zi-Z0)/(Zi+Z0) ▪ 驻波比(VSWR):传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅之比
为电压驻波比,或称为驻波系数ρ.
ρ =|U|MAX/|U|MIN=(1+ |Γz|)/(1-| Γz|)
A=10x(log10(B/1mW)=10x(log10B)+30
(其中A为对数功率,B为线性功率)
1. 线性功率为1W时, 对数功率为30dBm 2. 线性功率为1uW时,对数功率为-30dBm
▪ dBm为绝对功率,dB用来计算相对功率,主要用来计算
功率的改变量,如增益和损耗的单位.
2.4 不连续端口的功率分布(a)
落后,其抗干扰能力较弱,点用带宽较多,但系统较为简单,主要用 于较早开发的系统中,如:电视(当前制式),音频广播(收音机),第一 代的手机通信系统等.
2. 数字RF通信系统,由于其有较多优点,已经广泛使用于多种通信
系统中,如Wireless LAN,GSM手机,蓝牙系统,卫星通信系统等.
1.4 射频电路应用和分类(d)
噪声系数(Noise Figure):放大器输出信号的信噪比(信号与噪声的比值)与输入信号信噪比的差值.
5 RF功率放大器(b)
1dB压缩点:由于放大器本身特性和工作环境,随着功率放大器输入功率增加到一定范围,放大器增益开始减小,当增益减小1dB时,此时的输
入功率称为1dB压缩点.
2.1 射频(RF)电路的定义
可让多个使用者同时复用一个频段.
0
3. RF功率定义和计算 衰减器另一重要的参数为输入信号功率,由于RF信号功率绝大多数都会转化为热功率,因此较大功率的衰减器都会有散热片,并且功率越
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。
通信射频电路案例及习题分析
lg
பைடு நூலகம்
2 3
=3.5dB
例题5 传输线的特征阻抗为 Z0 50 ，负载阻抗为 ZL (30 j60) ，工作频率 f 2GHz ，相速 vP 0.5C ， 当 d 0.64cm 时，求输入阻抗 Zin 。
分析：应用Smith圆图法计算其阻抗，可按下面步骤：
1）用特征阻抗 Z0 归一化负载阻抗 ZL ，求出 zL 。
Zo
1 in 1 in
输入电压和电流可以表示为
Vin
Vin (1 in )
VG
(
Zin Zin Z
G
)
则输入功率可表示为
Iin Vin (1 in ) / Zo
Pin Re(VinIi*n ) / 2 Vin 2 (1 in 2 ) / 2Z0
1 8
VG
2
1 s 2 (1 1 sin 2
则传输线的最短长度：
l
arctan
L
Zo
/
arctan
2
109 20nH 50
/
0.286 0.123 2 /
其中， 为波长。
例题4 对于下图所示系统，假如传输线是无耗的，计算 输入功率、传送到负载的功率、回波损耗和插入损耗。
分析：首先求出负载通过传输线变换后的输入阻抗，然 后根据输入功率的计算公式，可求出输入功率，由于传 输线是无耗的，故传送到负载的功率等于输入功率。回 波损耗和插入损耗与输入反射系数有关。
解：由于传输线的长度为 1/ 4，输入阻抗为：
Zin
Z02 ZL
50 50 25
100
则
s
0
， in
Zin Z0 Zin Z0
100 50 100 50
射频模拟电路_No1_绪论32页文档
射频模拟电路_No1_绪论
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
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❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
射频电路原理
射频电路原理射频电路是指工作频率在无线电频率范围内的电路，主要用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
射频电路的设计和应用已经成为现代通信系统中不可或缺的一部分。
本文将从射频电路的基本原理、设计要点和应用领域等方面进行介绍。
首先，射频电路的基本原理是基于交流电路理论，但由于工作频率较高，因此在设计和应用时需要考虑许多特殊因素。
射频电路的特点之一是传输线上的电磁波效应，因此在设计射频电路时需要考虑传输线的特性阻抗匹配、衰减和反射等问题。
另外，射频电路中还会涉及到高频器件的选取和匹配，如高频放大器、滤波器、混频器等。
这些器件的特性对射频电路的性能有着重要的影响。
其次，射频电路的设计要点包括频率选择、阻抗匹配、功率传输和抗干扰能力等方面。
在频率选择上，需要根据具体的应用需求选择合适的工作频段，同时考虑到频率的稳定性和带宽的要求。
阻抗匹配是射频电路设计中的重要环节，它直接影响到信号的传输效率和功率传输。
此外，射频电路在实际应用中通常会受到各种干扰，因此抗干扰能力也是设计中需要重点考虑的问题。
最后，射频电路在通信、雷达、卫星通信等领域有着广泛的应用。
在通信系统中，射频电路用于无线信号的发射和接收，包括调制解调、功率放大、滤波和射频前端等功能。
在雷达系统中，射频电路用于发射和接收雷达信号，并实现信号的处理和解调。
在卫星通信系统中，射频电路则扮演着信号的发射、接收和频率转换等关键角色。
综上所述，射频电路作为现代通信系统中的重要组成部分，其设计和应用都具有一定的复杂性和专业性。
只有深入理解射频电路的基本原理，灵活运用设计要点，并结合实际应用需求，才能设计出稳定、高效的射频电路系统，满足现代通信系统对于高速、高频、高效的需求。
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08 50
6106 m 6000km
2
c f2
3108 1109
0.3m 30cm
3
c f3
3 108 10 109
0.03m 3cm
❖ 于是在一段长为1米的 导线上，照明电流几乎
照明电流
不变化，GSM蜂窝电话
GSM 蜂窝电路
电流有3.3个周期变化，
X 波段雷达
而X波段雷达电流有33
1.3.1 长线概念
❖ 考虑导线上传输交变电流i，变化规律为
i(t,
z)
Io
cos(t
z
o )
Io
cos[2 ( t
T
z)
o ]
2 f , f 1 , 2 , c
T
f
分别考虑
f1 50 Hz（照明交流电） f2 1 GHz（GSM蜂窝电路） f3 10GHz（X波段雷达）
对应的波长
300—3000
波长（cm) 130—30 30—15 15—7.5
7.5—3.75 3.75—2.4 2.4—1.67 1.67—1.13 1.13—0.75 0.75—0.1 0.1—0.01
RF/MW典型应用的频谱
应用范围 电视
移动电话
GPS全球定位系统
微波炉 美国UWB通信
卫星通信 雷达
RFID
R
l
a2
J zo
I
a2
l I
a
❖ 对于交流电流，导体周围产生磁场。 ❖ 交流磁场又产生电场。 ❖ 而电场形成与原电流相反的电流密度，在导
体中心处，这种效应最强烈，致使导体中心 的电流密度明显减小，随着频率的增高，电 流趋于导体表面，即趋肤效应。
E H I
i
❖ 因此，高频时，导体损耗会增大，并具有电感 效应。高频时，沿纵向的电流密度沿导体径向 的分布规律为
❖ 在RF/MW相邻低端以下的频段，波长比物体尺 寸长很多，可以采用集总模型研究。
❖ 在RF/MW相邻高端以上的频段，波长比物体尺 寸小很多，可以采用几何光学研究。
❖ 当波长与物体的尺寸相比拟时，电磁波波动性 呈主流，因此必须采用电磁场理论和分布模型 研究。
1.3 常规电路元件的射频特性
❖ 在常规交流电路中，最常用的电路元件是电阻R， 电感L，电容C和连接这些元件的导线。
频率范围
54MHz—890MHz
900MHz—1800MHz 1227MHz（军用） 1575MHz（民用）
2.45GHz
3.1—10.6GHz C 波段和Ku 波段 L、S、X 波段...
43MHz, 900MHz, 2.4GHz，5.4GHz
1.2 RF/MW的特点
❖ 频率高
➢通信系统中相对带宽f/f通常为一定值，所 以频率f越高，越容易实现更大的带宽f， 从而信息的容量就越大。 例如，对于1%的相对带宽，600MHz频率下宽
❖ 在频率较低时，电阻器，电感器和电容器分别对 应于热能，磁场能量和电场能量集中的区域，所 以可以用“集总”元件表征。这时R，L，C基本 为常数，不随频率变化，导线也相当于与频率无 关的短路线段。
❖ 在RF/MW波段，由于导体的趋肤效应，介质损耗 效应，电磁感应等的影响，器件区域不再是单纯 能量的集中区，而呈现分布特性。
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！）。 ➢因此，RF/MW的一个最广泛应用就是无线通
信。
无线通讯
无线局域网（WLAN）
电磁波
蜂窝电话系统
微波接力通信
卫星通信
❖ 波长短
➢ 天线与RF电路的特性是与其电尺寸l/ 相关 的。在保持特性不变的前提下，波长越短， 天线和电路的尺寸l就越小，因此，波长短 有利于电路的小型化。
(1 j ) ar
Jz e
1 f
❖ 高频条件下，电阻和电感为
－趋肤深度 Jz
a
a2
R RDC 2 RDC 2 a
L
RDC
a2 2 a
➢ 可见，高频电阻与直流电阻之
❖ 分子谐振
➢ 各种分子、原子和原子核的谐振都发生在MW 波段，这使得微波在基础科学、医学、遥感 和加热等领域有独特的应用。
射电天文望远镜 微波炉
微波治疗仪
❖ 上述特点使得RF/MW有着广泛的应用，但是真 正使RF/MW成为一门独立学科是因其具有一个 独特特点：
RF/MW的波长与自然界物体尺寸相比拟。
微波电路与天线
Microwave Circuits and Antennas
第1讲 绪论
吴小虎 电子与信息工程学院 Email: xiaohu.wu@
School of Electronic & Information Engineering Nanjing University of Information Science & Technology
音频 视频 狭义 射频
微波
红外
3KHz 30MHz 300MHz 3GHz 100Km 10m 1m 0.1m
3000GHz 0.1mm
频率 波长
频段代号 P L S C X Ku K Ka
毫米波 亚毫米波
频率（GHz） 0.23—1 1—2 2—4 4—8 8—12.5 12.5—18 18—26.5 26.5—40 40—300
个周期变化。因此，对
于照明电力系统，导线
z
长几米都不会有什么影
响，而对于X波段雷达，
导线那怕变化几厘米，
影响都很大。
1m
❖ 通常把RF/MW导线（传
输线）称为长线，传统 的电路理论已不适合长
长线概念
线。
1.3.2 导体的趋肤效应
❖ 考虑一个半径为a，长为l，电导率为s的圆柱
导体，沿纵向流过的直流电流为I。由于直流 电流均匀地分布在导体内，因此，直流电阻R 和电流密度J为
➢ 目标的雷达散射截面（RCS）也与目标的 电尺寸成正比，因此在目标尺寸一定的情 况下，波长越小，RCS就越大。这就是雷 达系统通常工作在MW的原因。
雷达
❖ 大气窗口
➢ 地球大气层中的电离层对大部分无线电波呈 反射状态（短波传播的原理），但在MW波段 存在若干窗口。因此，卫星通信、射频天文 通常采用微波波段。
第1讲内容
❖ 射频/微波的定义 ❖ 射频/微波的特点 ❖ 常规电路元件的射频特性 ❖ 射频/微波的简史 ❖ 课程内容设置 ❖ 本课程的要求与建议
教材pp1-10
1.1 RF/MW的定义
❖ 射频(Radio Frequency)/微波(Microwave) 无线电频谱中占据某一特殊频段的电磁波。
广义射频
6106 m 6000km
2
c f2
3108 1109
0.3m 30cm
3
c f3
3 108 10 109
0.03m 3cm
❖ 于是在一段长为1米的 导线上，照明电流几乎
照明电流
不变化，GSM蜂窝电话
GSM 蜂窝电路
电流有3.3个周期变化，
X 波段雷达
而X波段雷达电流有33
1.3.1 长线概念
❖ 考虑导线上传输交变电流i，变化规律为
i(t,
z)
Io
cos(t
z
o )
Io
cos[2 ( t
T
z)
o ]
2 f , f 1 , 2 , c
T
f
分别考虑
f1 50 Hz（照明交流电） f2 1 GHz（GSM蜂窝电路） f3 10GHz（X波段雷达）
对应的波长
300—3000
波长（cm) 130—30 30—15 15—7.5
7.5—3.75 3.75—2.4 2.4—1.67 1.67—1.13 1.13—0.75 0.75—0.1 0.1—0.01
RF/MW典型应用的频谱
应用范围 电视
移动电话
GPS全球定位系统
微波炉 美国UWB通信
卫星通信 雷达
RFID
R
l
a2
J zo
I
a2
l I
a
❖ 对于交流电流，导体周围产生磁场。 ❖ 交流磁场又产生电场。 ❖ 而电场形成与原电流相反的电流密度，在导
体中心处，这种效应最强烈，致使导体中心 的电流密度明显减小，随着频率的增高，电 流趋于导体表面，即趋肤效应。
E H I
i
❖ 因此，高频时，导体损耗会增大，并具有电感 效应。高频时，沿纵向的电流密度沿导体径向 的分布规律为
❖ 在RF/MW相邻低端以下的频段，波长比物体尺 寸长很多，可以采用集总模型研究。
❖ 在RF/MW相邻高端以上的频段，波长比物体尺 寸小很多，可以采用几何光学研究。
❖ 当波长与物体的尺寸相比拟时，电磁波波动性 呈主流，因此必须采用电磁场理论和分布模型 研究。
1.3 常规电路元件的射频特性
❖ 在常规交流电路中，最常用的电路元件是电阻R， 电感L，电容C和连接这些元件的导线。
频率范围
54MHz—890MHz
900MHz—1800MHz 1227MHz（军用） 1575MHz（民用）
2.45GHz
3.1—10.6GHz C 波段和Ku 波段 L、S、X 波段...
43MHz, 900MHz, 2.4GHz，5.4GHz
1.2 RF/MW的特点
❖ 频率高
➢通信系统中相对带宽f/f通常为一定值，所 以频率f越高，越容易实现更大的带宽f， 从而信息的容量就越大。 例如，对于1%的相对带宽，600MHz频率下宽
❖ 在频率较低时，电阻器，电感器和电容器分别对 应于热能，磁场能量和电场能量集中的区域，所 以可以用“集总”元件表征。这时R，L，C基本 为常数，不随频率变化，导线也相当于与频率无 关的短路线段。
❖ 在RF/MW波段，由于导体的趋肤效应，介质损耗 效应，电磁感应等的影响，器件区域不再是单纯 能量的集中区，而呈现分布特性。
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！）。 ➢因此，RF/MW的一个最广泛应用就是无线通
信。
无线通讯
无线局域网（WLAN）
电磁波
蜂窝电话系统
微波接力通信
卫星通信
❖ 波长短
➢ 天线与RF电路的特性是与其电尺寸l/ 相关 的。在保持特性不变的前提下，波长越短， 天线和电路的尺寸l就越小，因此，波长短 有利于电路的小型化。
(1 j ) ar
Jz e
1 f
❖ 高频条件下，电阻和电感为
－趋肤深度 Jz
a
a2
R RDC 2 RDC 2 a
L
RDC
a2 2 a
➢ 可见，高频电阻与直流电阻之
❖ 分子谐振
➢ 各种分子、原子和原子核的谐振都发生在MW 波段，这使得微波在基础科学、医学、遥感 和加热等领域有独特的应用。
射电天文望远镜 微波炉
微波治疗仪
❖ 上述特点使得RF/MW有着广泛的应用，但是真 正使RF/MW成为一门独立学科是因其具有一个 独特特点：
RF/MW的波长与自然界物体尺寸相比拟。
微波电路与天线
Microwave Circuits and Antennas
第1讲 绪论
吴小虎 电子与信息工程学院 Email: xiaohu.wu@
School of Electronic & Information Engineering Nanjing University of Information Science & Technology
音频 视频 狭义 射频
微波
红外
3KHz 30MHz 300MHz 3GHz 100Km 10m 1m 0.1m
3000GHz 0.1mm
频率 波长
频段代号 P L S C X Ku K Ka
毫米波 亚毫米波
频率（GHz） 0.23—1 1—2 2—4 4—8 8—12.5 12.5—18 18—26.5 26.5—40 40—300
个周期变化。因此，对
于照明电力系统，导线
z
长几米都不会有什么影
响，而对于X波段雷达，
导线那怕变化几厘米，
影响都很大。
1m
❖ 通常把RF/MW导线（传
输线）称为长线，传统 的电路理论已不适合长
长线概念
线。
1.3.2 导体的趋肤效应
❖ 考虑一个半径为a，长为l，电导率为s的圆柱
导体，沿纵向流过的直流电流为I。由于直流 电流均匀地分布在导体内，因此，直流电阻R 和电流密度J为
➢ 目标的雷达散射截面（RCS）也与目标的 电尺寸成正比，因此在目标尺寸一定的情 况下，波长越小，RCS就越大。这就是雷 达系统通常工作在MW的原因。
雷达
❖ 大气窗口
➢ 地球大气层中的电离层对大部分无线电波呈 反射状态（短波传播的原理），但在MW波段 存在若干窗口。因此，卫星通信、射频天文 通常采用微波波段。
第1讲内容
❖ 射频/微波的定义 ❖ 射频/微波的特点 ❖ 常规电路元件的射频特性 ❖ 射频/微波的简史 ❖ 课程内容设置 ❖ 本课程的要求与建议
教材pp1-10
1.1 RF/MW的定义
❖ 射频(Radio Frequency)/微波(Microwave) 无线电频谱中占据某一特殊频段的电磁波。
广义射频