射頻電路1_緒論20130905

1、Research Institute of Antennas & RF Techniques射頻電路與天線（一）射頻電路與天線（一）RF Circuits and Antennas 第第1 1講講 緒論緒論王世偉王世偉副教授華南理工大學(xué)電子與信息學(xué)院TEL: 22236201-604Email:Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv成績?cè)u(píng)定與作業(yè)要求成績?cè)u(píng)定與作業(yè)要求 （4848學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）作業(yè)作業(yè)30%30%，期未考試，期未考試70%70%。每周交一

2、次作業(yè)，課件從網(wǎng)上下載每周交一次作業(yè)，課件從網(wǎng)上下載34/rf1/v參考書籍參考書籍 1 1 李緒益李緒益 微波技術(shù)與微波電路，華南理工大學(xué)出版微波技術(shù)與微波電路，華南理工大學(xué)出版社，社，20072007，（教材，習(xí)題），（教材，習(xí)題） 3 P. M. Pozar, Microwave Engineering, (Third 3 P. M. Pozar, Microwave Engineering, (Third edition), edition), 電子工業(yè)出版社（中、英本），電子工業(yè)出版社（中、英本），20062006。 2 R. Ludwig, P.

3、 Bretchko, RF circuit Design 2 R. Ludwig, P. Bretchko, RF circuit Design Theory and Applications, Theory and Applications, 電子工業(yè)出版社（中、英電子工業(yè)出版社（中、英本），本），20042004。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology第1講內(nèi)容v射頻射頻/ /微波的定義微波的定義v射頻射頻/ /微波的特點(diǎn)微波的特點(diǎn)v常規(guī)電路元件的射頻特性常

4、規(guī)電路元件的射頻特性v射頻射頻/ /微波的簡史微波的簡史v課程內(nèi)容設(shè)置課程內(nèi)容設(shè)置v本課程的要求與建議本課程的要求與建議 教材教材pp1-10Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology 1.1 RF/MW的定義的定義 v射頻射頻(Radio Frequency)/微波微波(Microwave) 無線電頻譜中占據(jù)某一特殊頻段的電磁波。無線電頻譜中占據(jù)某一特殊頻段的電磁波。頻率頻率3KHz 30MHz3GHz3000GHZ音頻音頻視頻視頻狹義狹義射頻射頻微微 波波紅外紅

5、外100Km10m1m0.1mm波長波長300MHz0.1m廣義射頻廣義射頻Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of TechnologyP P0.230.231 11301303030L L1 12 230301515S S2 24 415157.57.5C C4 48 53.75X X8 812.512.53.753.752.42.4KuKu12.512.51871.67K K181826.526.51.671.671.131.13KaKa

6、26.526.5404050.75毫米波毫米波40403003000.750.750.10.1亞毫米波亞毫米波3003003000300010.01頻段代號(hào)頻段代號(hào)頻率（頻率（GHz）波長（波長（cm)Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of TechnologyRF/MWRF/MW典型應(yīng)用的頻譜典型應(yīng)用的頻譜應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍頻率范圍頻率范圍電視電視54MHz890MHz移動(dòng)電話移動(dòng)電話900MHz，1800MHzGPS全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)1

7、227MHz（軍用）（軍用）1575MHz（民用）（民用）微波爐微波爐2.45GHz美國美國UWB通信通信3.110.6GHz衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信C 波段和波段和Ku 波段波段雷達(dá)雷達(dá)L、S、X 波段波段RFID43MHz, 900MHz, 2.4GHz，5.4GHzResearch Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology1.2 RF/MW的特點(diǎn)的特點(diǎn)v頻率高頻率高通信系統(tǒng)中相對(duì)帶寬通信系統(tǒng)中相對(duì)帶寬 f/ff/f0 0通常為一定值，通常為一定值，所以頻率所以頻率f f越高，越容易實(shí)

8、現(xiàn)更大的帶寬越高，越容易實(shí)現(xiàn)更大的帶寬 f f，從而信息的容量就越大。，從而信息的容量就越大。例如，對(duì)于例如，對(duì)于1%1%的相對(duì)帶寬，的相對(duì)帶寬，600MHz600MHz頻率下頻率下寬帶為寬帶為6MHz6MHz（一個(gè)電視頻道的帶寬），而（一個(gè)電視頻道的帶寬），而60GHz60GHz頻率下帶寬為頻率下帶寬為600MHz600MHz（100100個(gè)電視頻個(gè)電視頻道！）。道?。?。因此，因此，RF/MWRF/MW的一個(gè)最廣泛應(yīng)用就是無線的一個(gè)最廣泛應(yīng)用就是無線通信。通信。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China Univ

9、ersity of Technology無線通訊無線通訊-天涯若比鄰天涯若比鄰Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of TechnologySouth China University of Technology無線局域網(wǎng)（無線局域網(wǎng)（WLAN）電磁波電磁波Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology蜂窩電話系統(tǒng)蜂窩電話系統(tǒng)Research Institute

10、 of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology微波接力通信微波接力通信Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of TechnologySouth China University of Technology北斗衛(wèi)星

11、導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)CNSS 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，空間段包括部分組成，空間段包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆顆非靜止軌道衛(wèi)星，地面段包括主控站、注入站和非靜止軌道衛(wèi)星，地面段包括主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站等若干個(gè)地面站，用戶段包括北斗用戶終監(jiān)測(cè)站等若干個(gè)地面站，用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端。端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Tech

12、nology衛(wèi)星定位導(dǎo)航衛(wèi)星定位導(dǎo)航Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv波長短波長短 天線與天線與RF電路的特性是與其電尺寸電路的特性是與其電尺寸l/ 相關(guān)的。在保持特性不變的前提下，波相關(guān)的。在保持特性不變的前提下，波長長 越短，天線和電路的尺寸越短，天線和電路的尺寸l就越小，就越小，因此，波長短有利于電路的小型化。因此，波長短有利于電路的小型化。 目標(biāo)的雷達(dá)散射截面（目標(biāo)的雷達(dá)散射截面（RCS）也與目標(biāo)）也與目標(biāo)的電尺寸成正比，因此在目標(biāo)尺寸一定的電尺寸

13、成正比，因此在目標(biāo)尺寸一定的情況下，波長越小，的情況下，波長越小，RCS就越大。這就越大。這就是雷達(dá)系統(tǒng)通常工作在就是雷達(dá)系統(tǒng)通常工作在MW的原因。的原因。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology雷達(dá)雷達(dá)Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv大氣窗口大氣窗口地球大氣層中的電離層對(duì)大部分無線電波地球大氣層中的電離層對(duì)大部分無線電波呈

14、反射狀態(tài)（短波傳播的原理），但在呈反射狀態(tài)（短波傳播的原理），但在MWMW波段存在若干窗口。因此，衛(wèi)星通信、射波段存在若干窗口。因此，衛(wèi)星通信、射頻天文通常采用微波波段。頻天文通常采用微波波段。v分子諧振分子諧振各種分子、原子和原子核的諧振都發(fā)生在各種分子、原子和原子核的諧振都發(fā)生在MWMW波段，這使得微波在基礎(chǔ)科學(xué)、醫(yī)學(xué)、波段，這使得微波在基礎(chǔ)科學(xué)、醫(yī)學(xué)、遙感和加熱等領(lǐng)域有獨(dú)特的應(yīng)用。遙感和加熱等領(lǐng)域有獨(dú)特的應(yīng)用。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology射電天文

15、望遠(yuǎn)鏡射電天文望遠(yuǎn)鏡微波爐微波爐Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology微波治療儀微波治療儀Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)谷歌眼鏡谷歌眼鏡Vuzix眼鏡眼鏡Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of T

16、echnologyv上述特點(diǎn)使得上述特點(diǎn)使得RF/MWRF/MW有著廣泛的應(yīng)用，但是真有著廣泛的應(yīng)用，但是真正使正使RF/MWRF/MW成為一門獨(dú)立學(xué)科是因其具有一個(gè)成為一門獨(dú)立學(xué)科是因其具有一個(gè)獨(dú)特特點(diǎn)：獨(dú)特特點(diǎn)： RF/MWRF/MW的波長與自然界物體尺寸相比擬。的波長與自然界物體尺寸相比擬。v在在RF/MWRF/MW相鄰低端以下的頻段，波長比物體尺相鄰低端以下的頻段，波長比物體尺寸長很多，可以采用集總模型研究。寸長很多，可以采用集總模型研究。v在在RF/MWRF/MW相鄰高端以上的頻段，波長比物體尺相鄰高端以上的頻段，波長比物體尺寸小很多，可以采用幾何光學(xué)研究。寸小很多，可以采用幾何光學(xué)

17、研究。v當(dāng)波長與物體的尺寸相比擬時(shí)，電磁波波動(dòng)性當(dāng)波長與物體的尺寸相比擬時(shí)，電磁波波動(dòng)性呈主流，因此必須采用電磁場理論和分布模型呈主流，因此必須采用電磁場理論和分布模型研究。研究。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology1.3 常規(guī)電路元件的射頻特性常規(guī)電路元件的射頻特性v在常規(guī)交流電路中，最常用的電路元件是電在常規(guī)交流電路中，最常用的電路元件是電阻阻R R，電感，電感L L，電容，電容C C和連接這些元件的導(dǎo)線。和連接這些元件的導(dǎo)線。v在頻率較低時(shí)，電阻器，電感

18、器和電容器分在頻率較低時(shí)，電阻器，電感器和電容器分別對(duì)應(yīng)于熱能，磁場能量和電場能量集中的別對(duì)應(yīng)于熱能，磁場能量和電場能量集中的區(qū)域，所以可以用區(qū)域，所以可以用“集總集總”元件表征。這時(shí)元件表征。這時(shí)R R，L L，C C基本為常數(shù)，不隨頻率變化，導(dǎo)線也相基本為常數(shù)，不隨頻率變化，導(dǎo)線也相當(dāng)于與頻率無關(guān)的短路線段。當(dāng)于與頻率無關(guān)的短路線段。v在在RF/MWRF/MW波段，由于導(dǎo)體的趨膚效應(yīng)，介質(zhì)損波段，由于導(dǎo)體的趨膚效應(yīng)，介質(zhì)損耗效應(yīng)，電磁感應(yīng)等的影響，器件區(qū)域不再耗效應(yīng)，電磁感應(yīng)等的影響，器件區(qū)域不再是單純能量的集中區(qū)，而呈現(xiàn)分布特性。是單純能量的集中區(qū)，而呈現(xiàn)分布特性。Research In

19、stitute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology1.3.1 長線概念長線概念v考慮導(dǎo)線上傳輸交變電流考慮導(dǎo)線上傳輸交變電流i，變化規(guī)律為，變化規(guī)律為 分別考慮分別考慮 ( , )cos()cos2 ()ooootzi t zItzIT122,cf fTf1350 Hz1 GHzGSM10GHzXfff2（照明交流電）（蜂窩電路）（ 波段雷達(dá)）Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of T

20、echnology對(duì)應(yīng)的波長對(duì)應(yīng)的波長8611829283933 106 106000503 100.3301 103 100.03310 10cmkmfcmcmfcmcmfResearch Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv于是在一段長為1米的導(dǎo)線上，照明電流幾乎不變化，GSM蜂窩電話電流有3.3個(gè)周期變化，而X波段雷達(dá)電流有33個(gè)周期變化。因此，對(duì)于照明電力系統(tǒng)，導(dǎo)線長幾米都不會(huì)有什么影響，而對(duì)于X波段雷達(dá)，導(dǎo)線那怕變化幾厘米，影響都很大。v通常把RF/MW導(dǎo)線（傳輸線

21、）稱為長線，傳統(tǒng)的電路理論已不適合長線。z1mGSM蜂窩電路X波段雷達(dá)照明電流長線概念長線概念Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv考慮一個(gè)半徑為考慮一個(gè)半徑為a，長為，長為l，電導(dǎo)率為電導(dǎo)率為s的圓柱的圓柱導(dǎo)體，沿縱向流過的直流電流為導(dǎo)體，沿縱向流過的直流電流為I。由于直流。由于直流電流均勻地分布在導(dǎo)體內(nèi)，因此，直流電阻電流均勻地分布在導(dǎo)體內(nèi)，因此，直流電阻R和電流密度和電流密度J為為 2lRa2zoIJa1.3.2 導(dǎo)體的趨膚效應(yīng)laIResearch I

22、nstitute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv對(duì)于交流電流，導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場。對(duì)于交流電流，導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場。v交流磁場又產(chǎn)生電場。交流磁場又產(chǎn)生電場。v而電場形成與原電流相反的電流密度，在導(dǎo)而電場形成與原電流相反的電流密度，在導(dǎo)體中心處，這種效應(yīng)最強(qiáng)烈，致使導(dǎo)體中心體中心處，這種效應(yīng)最強(qiáng)烈，致使導(dǎo)體中心的電流密度明顯減小，隨著頻率的增高，電的電流密度明顯減小，隨著頻率的增高，電流趨于導(dǎo)體表面，即趨膚效應(yīng)。流趨于導(dǎo)體表面，即趨膚效應(yīng)。EHIiResearch Institute of A

23、ntennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv因此，高頻時(shí)，導(dǎo)體損耗會(huì)增大，并具有電感因此，高頻時(shí)，導(dǎo)體損耗會(huì)增大，并具有電感效應(yīng)。高頻時(shí)，沿縱向的電流密度沿導(dǎo)體徑向效應(yīng)。高頻時(shí)，沿縱向的電流密度沿導(dǎo)體徑向的分布規(guī)律為的分布規(guī)律為v高頻條件下，電阻和電感為高頻條件下，電阻和電感為 可見，高頻電阻與直流電阻之可見，高頻電阻與直流電阻之 比恰好等于導(dǎo)體截面積與趨膚比恰好等于導(dǎo)體截面積與趨膚 深度面積之比。深度面積之比。 高頻電感電抗等于高頻電阻值。高頻電感電抗等于高頻電阻值。(1)a rjzJe1f趨膚深度趨膚深度z

24、J222DCDCaaRRRa 22DCaLRa Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology1.3.3 高頻電阻高頻電阻v由于高頻效應(yīng)，在高頻時(shí)電阻由于高頻效應(yīng)，在高頻時(shí)電阻R R將會(huì)出現(xiàn)引線將會(huì)出現(xiàn)引線電感，引線電阻，極間電容，引線間電容等。電感，引線電阻，極間電容，引線間電容等。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv于是標(biāo)稱值為于

25、是標(biāo)稱值為R R的電阻的電阻R R的電阻的等效電路為的電阻的等效電路為通常趨膚效應(yīng)引起電阻和引線間電容可以忽略。通常趨膚效應(yīng)引起電阻和引線間電容可以忽略。 【例】計(jì)算長為計(jì)算長為2.5cm,半徑為半徑為a=2.032x10-4m的銅的銅導(dǎo)線連接的導(dǎo)線連接的500 電阻的高頻電阻的阻抗特性，電阻的高頻電阻的阻抗特性，極間電容為極間電容為5pF。221.54.2411DCoaRalaLfHaffZj Lj CR Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of TechnologyResearch

26、 Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv平板電容是最常用的電容，對(duì)于面積為平板電容是最常用的電容，對(duì)于面積為A，間，間距為距為d，填充介電常數(shù)為，填充介電常數(shù)為 的電介質(zhì)的平板電容的電介質(zhì)的平板電容在低頻時(shí)為在低頻時(shí)為 v高頻時(shí)，除了引線電感和引線電容外，電介質(zhì)高頻時(shí)，除了引線電感和引線電容外，電介質(zhì)變得有耗，產(chǎn)生高頻介質(zhì)電導(dǎo)率，損耗電導(dǎo)為變得有耗，產(chǎn)生高頻介質(zhì)電導(dǎo)率，損耗電導(dǎo)為1.3.4 高頻電容高頻電容ACddeAGdResearch Institute of Antenn

27、as & RF TechniquesSouth China University of Technologyv于是，平板電容變成了于是，平板電容變成了C與電導(dǎo)的并聯(lián)，并聯(lián)與電導(dǎo)的并聯(lián)，并聯(lián)導(dǎo)納導(dǎo)納 損耗角正切反映了位移與傳導(dǎo)電流的比例。損耗角正切反映了位移與傳導(dǎo)電流的比例。v考慮引線電感考慮引線電感L，引線電阻，引線電阻Rs和介質(zhì)損耗電導(dǎo)，和介質(zhì)損耗電導(dǎo)，平板電容的等效電路為平板電容的等效電路為sdtg1(1)(1)desYj CGj Cj Cjtg損耗角正切損耗角正切Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth Chi

28、na University of Technology【例例】計(jì)算一個(gè)計(jì)算一個(gè)47pF47pF平板電容器的高頻阻抗，設(shè)引平板電容器的高頻阻抗，設(shè)引線為長為線為長為1.25cm1.25cm，半徑，半徑a=2.032x10a=2.032x10-4-4m m的銅線。的銅線。127714.829.53 101/1esseLnHfRfGctgZRj LGj CResearch Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology1.3.5 高頻電感高頻電感v電感通常是由導(dǎo)體線圈構(gòu)成，在高頻，線圈除電感通

29、常是由導(dǎo)體線圈構(gòu)成，在高頻，線圈除了具有電感外，還有高頻電阻和線圈導(dǎo)體間的了具有電感外，還有高頻電阻和線圈導(dǎo)體間的寄生電容。因此寄生電容。因此, , 電感已變?yōu)殡姼幸炎優(yōu)镽LCRLC諧振器。諧振器。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology1.4 RF/MW發(fā)展簡史發(fā)展簡史1864年年，英國物理學(xué)家英國物理學(xué)家J. C. Maxwell (1831-J. C. Maxwell (1831-1879, 481879, 48歲歲) )發(fā)表了著名的麥克斯韋方發(fā)表了著名的麥

30、克斯韋方程，從理論上預(yù)測(cè)電磁波的存在。程，從理論上預(yù)測(cè)電磁波的存在。1887年年，德國物理學(xué)家德國物理學(xué)家H.Hertz (1857-1894, H.Hertz (1857-1894, 3737歲歲) ) 實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋方程的預(yù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋方程的預(yù) 言。赫芝采用電火花間隙言。赫芝采用電火花間隙 發(fā)射機(jī)和加載偶極天線演發(fā)射機(jī)和加載偶極天線演 示電磁波的傳播示電磁波的傳播.Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology19001900年年，意大利發(fā)明家意大利發(fā)明家

31、G. Marconi (1874-1937, G. Marconi (1874-1937, 6363歲歲) )首次實(shí)現(xiàn)了穿越大西洋的無線電首次實(shí)現(xiàn)了穿越大西洋的無線電通信。他的發(fā)射天線與地之間連接通信。他的發(fā)射天線與地之間連接70KHz70KHz電火花發(fā)生器，電火花發(fā)生器， 接收天線與風(fēng)箏支撐。接收天線與風(fēng)箏支撐。19311931年年，英國與法國之間建立了英國與法國之間建立了 第一條微波通信線線路。第一條微波通信線線路。 二次大戰(zhàn)后，微波接力二次大戰(zhàn)后，微波接力 通信得到了迅速發(fā)展，通信得到了迅速發(fā)展， 2020世紀(jì)世紀(jì)50-7050-70年代，微年代，微 波接力通信是電視信號(hào)波接力通信是電視

32、信號(hào) 遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹饕侄巍＿h(yuǎn)距離傳輸?shù)闹饕侄?。大西洋大西洋Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology19351935年年，英國的英國的R. W. WattR. W. Watt開展了雷達(dá)的研究，開展了雷達(dá)的研究，（Radar = radio detecting and Radar = radio detecting and ranging ranging 無線電探測(cè)與定位），同年首無線電探測(cè)與定位），同年首次在試驗(yàn)中測(cè)得飛機(jī)的回波。次在試驗(yàn)中測(cè)得飛機(jī)的回波。193

33、81938年年，第一只調(diào)速管問世，第一只調(diào)速管問世，19401940年年，英國的布，英國的布特和蘭特爾研制出磁控管，這些微波電特和蘭特爾研制出磁控管，這些微波電子管器件都是雷達(dá)不可缺少的源。子管器件都是雷達(dá)不可缺少的源。19401940年年，第一臺(tái)第一臺(tái)10cm10cm波長雷達(dá)問世。雷達(dá)的出現(xiàn)波長雷達(dá)問世。雷達(dá)的出現(xiàn)使微波得到了人們的根本認(rèn)識(shí)。美國在使微波得到了人們的根本認(rèn)識(shí)。美國在MITMIT專門成立專門成立“輻射實(shí)驗(yàn)室輻射實(shí)驗(yàn)室”，調(diào)集了，調(diào)集了大量頂尖科學(xué)家以戰(zhàn)時(shí)狀態(tài)對(duì)雷達(dá)進(jìn)行大量頂尖科學(xué)家以戰(zhàn)時(shí)狀態(tài)對(duì)雷達(dá)進(jìn)行大規(guī)模、全方位研究，極大地促進(jìn)了雷大規(guī)模、全方位研究，極大地促進(jìn)了雷達(dá)與微波技

34、術(shù)的發(fā)展。達(dá)與微波技術(shù)的發(fā)展。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology19451945年年，雷神公司把磁控管用于微波加熱，誕，雷神公司把磁控管用于微波加熱，誕生了微波爐，如今磁控管依然是微波生了微波爐，如今磁控管依然是微波爐的核心源。爐的核心源。19631963年年，國際通信衛(wèi)星組織發(fā)射了第一顆同步，國際通信衛(wèi)星組織發(fā)射了第一顆同步通信衛(wèi)星。通信衛(wèi)星。7070年代年代，雷達(dá)、衛(wèi)星通信、微波中繼通信成為，雷達(dá)、衛(wèi)星通信、微波中繼通信成為RF/MWRF/MW應(yīng)用的主要

35、領(lǐng)域，并迅速擴(kuò)展到應(yīng)用的主要領(lǐng)域，并迅速擴(kuò)展到微波加熱和微波遙感等領(lǐng)域。同時(shí)，微波加熱和微波遙感等領(lǐng)域。同時(shí)，RFICRFIC、MICMIC開始迅速發(fā)展。開始迅速發(fā)展。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology80-9080-90年代年代，移動(dòng)通信成為最耀眼的應(yīng)用，如同，移動(dòng)通信成為最耀眼的應(yīng)用，如同二次大戰(zhàn)中雷達(dá)對(duì)二次大戰(zhàn)中雷達(dá)對(duì)RF/MWRF/MW發(fā)展的促發(fā)展的促進(jìn)作用一樣，移動(dòng)通信，尤其是蜂進(jìn)作用一樣，移動(dòng)通信，尤其是蜂窩移動(dòng)通信給窩移動(dòng)通信給RF/MWRF/

36、MW帶來了第二次帶來了第二次發(fā)展高潮。由于是民用，涉及千家發(fā)展高潮。由于是民用，涉及千家萬戶，發(fā)展更為迅速，更為廣泛，萬戶，發(fā)展更為迅速，更為廣泛，甚至改變了人類的生活習(xí)慣。甚至改變了人類的生活習(xí)慣。如今如今， RF/MWRF/MW應(yīng)用幾乎深入了各類領(lǐng)域，應(yīng)用幾乎深入了各類領(lǐng)域，我們身邊隨處可見：手機(jī)、藍(lán)牙、我們身邊隨處可見：手機(jī)、藍(lán)牙、無線上網(wǎng)，衛(wèi)星電視、無線上網(wǎng)，衛(wèi)星電視、GPSGPS定位、定位、RFIDRFID等。等。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology

37、2000年908070605040302010190010電報(bào)電報(bào)廣播廣播雷達(dá)雷達(dá)衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信移動(dòng)通信移動(dòng)通信DBS商用商用GPS3G移動(dòng)通信移動(dòng)通信UWB通信通信DVB-HRFIDResearch Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology1.5 課程內(nèi)容設(shè)置課程內(nèi)容設(shè)置v從典型從典型RFRF系統(tǒng)看本課程內(nèi)容設(shè)置系統(tǒng)看本課程內(nèi)容設(shè)置Antenna無線通信系統(tǒng)原理框圖無線通信系統(tǒng)原理框圖Research Institute of Antennas & RF Techniq

38、uesSouth China University of TechnologyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology 雷達(dá)系統(tǒng)框圖雷達(dá)系統(tǒng)框圖1-發(fā)射機(jī) (Transmitter)2-隔離器 (Isolator)3-天線收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān) (diplexer)4-饋線波導(dǎo) (Feeding Waveguide)5-旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) (Rotator)6-輻射器 (Radiator)7-天線反射器 (Reflector)8-混頻器 (Mixer)9-可變衰減器 (variabl

39、e attenuator)10-本地振蕩器 (Local Oscillator)11-中頻接收機(jī) (IF receiver)641 2 3 89101157Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology接收機(jī)接收機(jī)-1990-1990，加拿大，加拿大 MDAMDA太空系統(tǒng)太空系統(tǒng)Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology接收機(jī)接收機(jī)-1987

40、-1987，加拿大，加拿大 MDAMDA太空系統(tǒng)太空系統(tǒng) 400 400MHzMHzResearch Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of TechnologyvRF/MWRF/MW系統(tǒng)通常由這樣幾類裝置組成：系統(tǒng)通常由這樣幾類裝置組成：傳輸線：傳輸線：傳輸傳輸RF/MWRF/MW信號(hào)的裝置。信號(hào)的裝置。無源器件：無源器件：完成微波信號(hào)和功率的分配、控完成微波信號(hào)和功率的分配、控制和濾波等功能的裝置，沒有進(jìn)行微波能量制和濾波等功能的裝置，沒有進(jìn)行微波能量與其他能量（如直流）的轉(zhuǎn)換與其他能量（如直流）

41、的轉(zhuǎn)換, ,如濾波器，如濾波器，雙工器，耦合器等。雙工器，耦合器等。有源器件：有源器件：產(chǎn)生、放大、變換微波信號(hào)和功產(chǎn)生、放大、變換微波信號(hào)和功率的裝置，一般要將微波能量與其他能量進(jìn)率的裝置，一般要將微波能量與其他能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。行轉(zhuǎn)換。天線：天線：輻射或接收電磁波的裝置。輻射或接收電磁波的裝置。v正是上述裝置構(gòu)成了本課程內(nèi)容。正是上述裝置構(gòu)成了本課程內(nèi)容。Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv無源器件無源器件: :電容，電感，電阻，傳輸線電容，電感，電阻，傳輸

42、線濾波器，功分器，雙工器，阻抗匹配器，環(huán)濾波器，功分器，雙工器，阻抗匹配器，環(huán)形器，諧振器，天線形器，諧振器，天線v有源器件有源器件: :二極管，三極管，二極管，三極管，功放器，混頻器，震蕩器，多路復(fù)用器功放器，混頻器，震蕩器，多路復(fù)用器, ,速速調(diào)管調(diào)管Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of TechnologyKystron Kystron 速調(diào)管速調(diào)管-1940-1940，美國，美國 MDAMDA太空系統(tǒng)太空系統(tǒng) 400 400MHzMHzKystron Kystron 速調(diào)管

43、速調(diào)管- -19601960，加拿大，加拿大， Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technologyv當(dāng)然，當(dāng)然，RF/MWRF/MW應(yīng)用還涉及其他重要方面，如：應(yīng)用還涉及其他重要方面，如：電波傳播電波傳播RF/MWRF/MW測(cè)量測(cè)量RF/MWRF/MW仿真與計(jì)算仿真與計(jì)算v盡管很重要，由于課時(shí)有限，本課程不講授。盡管很重要，由于課時(shí)有限，本課程不講授。 Research Institute of Antennas & RF TechniquesSouth China University of Technology1.6 本課程要求與建議