射頻電路設(shè)計技術(shù)第一章資料

射頻電路設(shè)計技術(shù)第一章資料第一頁，共24頁。本課程的教學(xué)目的

通過對相關(guān)內(nèi)容的介紹，使同學(xué)們對射頻電子系統(tǒng)（主要是無線通信系統(tǒng)）的基本知識有所掌握，包括：基本組成系統(tǒng)方案及射頻（RF）主要電路設(shè)計思想第二頁，共24頁。主要內(nèi)容

一、系統(tǒng)的基本組成，以及從系統(tǒng)層面進(jìn)行設(shè)計應(yīng)注意的問題。二、主要射頻(RF)電路設(shè)計的基本原理與方法。第三頁，共24頁。學(xué)習(xí)方法

本課程綜合性較強(qiáng)，希望同學(xué)們注意基礎(chǔ)知識的積累與復(fù)習(xí)。參考文獻(xiàn)中介紹的內(nèi)容，課堂上不作講述，僅供感興趣的同學(xué)自學(xué)！

教學(xué)方式：課堂講授+討論+實驗+學(xué)習(xí)報告

講授中出現(xiàn)的不足之處與錯誤，歡迎同學(xué)批評指正！第四頁，共24頁。成績的取得與參考書目

成績的取得：考察+設(shè)計報告考試第五頁，共24頁。第1章引言電子通信系統(tǒng)的基本任務(wù):

將信息從一個地方傳到另一個地方。它是當(dāng)今廣泛采用的最簡捷的通信方式。

先賢有云：溫故而知新！我們有必要了解其發(fā)展過程！第六頁，共24頁。電子通信發(fā)展簡史

1837年摩爾斯（SamuelMorse）發(fā)明了利用電磁感應(yīng)原理，以點、劃、空格為形式的有線電報通信。1876年貝爾（AlexanderGrahamBell）和華特生（ThomasA.Watson）發(fā)明了電話。1894年馬可尼（GuglielmoMarconi）發(fā)明了無線電報。首次實現(xiàn)了通過大氣層的無線通信。1908年德福萊斯特（LeeDeForest）發(fā)明了真空三極管。從而實現(xiàn)了對電信號的放大第七頁，共24頁。發(fā)展簡史1920年首家調(diào)幅信號商用無線電臺開播。1933年阿姆斯特朗（EdwinHowardArmstrong）發(fā)明頻率調(diào)制（FM）。1936年首家商用FM電臺開播。1946年首家公眾移動電話服務(wù)在美面世。1954~1964年衛(wèi)星通信從實驗逐漸走向成熟第八頁，共24頁。發(fā)展簡史1965年“晨鳥”（INTELSAT-1）衛(wèi)星正式承擔(dān)國際通信業(yè)務(wù)。1979年首個蜂窩系統(tǒng)在日本開通。1990年GSM系統(tǒng)在歐洲開通。1995年GSM系統(tǒng)在中國開通。今天在中國大陸僅GSM系統(tǒng)用戶就已超過了1.8億！第九頁，共24頁。1.1微波電路簡介

通信系統(tǒng)的工作過程通常是將信息轉(zhuǎn)換為電（磁）信號，再通過媒介（有線或無線）進(jìn)行傳輸，在接收端將信號還原（解調(diào)）為信息

信源發(fā)信機(jī)發(fā)信機(jī)信宿信道媒介當(dāng)信道為空間時，即“所謂”無線通信第十頁，共24頁。微波技術(shù)微波就是頻率在1GHz~10GHz范圍內(nèi)的電磁信號。在這個范圍內(nèi)，空氣中電磁波的波長從30cm到3cm在20世紀(jì)中期和末期，除同軸線和波導(dǎo)技術(shù)之外，微波電路技術(shù)還包括：

1、印制電路板（PCB）技術(shù)；

2、微波集成電路（MIC）技術(shù)；

3、單片微波集成電路（MMIC）技術(shù)。第十一頁，共24頁。無耗及有耗傳輸線模型第十二頁，共24頁。1.2頻譜的劃分

不同頻段的通信方式與用途可以說是千差萬別。

目前為止，已知的電磁頻譜頻率范圍大約為：100~1022Hz.

當(dāng)今最為通用的頻段劃分是由國際電氣和電子工程師學(xué)會(IEEE)建立的第十三頁，共24頁。表1-2IEEE頻譜劃分頻段頻率波長主要用途ELF(極低頻)30~300Hz10000~1000km工頻（交流配電）信號、低頻遙測信號VF(音頻)300~3000Hz1000~100km話音頻帶（信道）VLF(甚低頻)3~30kHz100~10km人類聽覺高端（音樂、聲納）政府或軍事系統(tǒng)，如潛艇通信LF(低頻)30~300kHz10~1km船舶與航空導(dǎo)航MF(中頻)300~3000kHz1~0.1km商用AM無線廣播HF(高頻)3~30MHz100~10m短波廣播、短波通信電臺、業(yè)余無線電臺VHF(甚高頻)30~300MHz10~1m商業(yè)FM廣播（88~108MHz）商業(yè)電視（54~216MHz2~13頻道）移動通信（集群）、船舶、航空通信第十四頁，共24頁。表1-2續(xù)頻段頻率波長主要用途UHF(特高頻)300~3000MHz1~0.1m商業(yè)電視（14~83頻道）、陸上移動、蜂窩電話、雷達(dá)、導(dǎo)航系統(tǒng)。微波及衛(wèi)星無線電系統(tǒng)SHF(超高頻)3~30GHz10~1cm微波及衛(wèi)星無線電系統(tǒng)EHF(極高頻)毫米波30~300GHz1~0.1cm視距通信，波束方向集中，目前主要用于保密性要求高的軍事領(lǐng)域。亞毫米波300~3000GHz1~0.1mm光纖通信紅外0.3THz~300THz

可見光0.3PHz~3PHz

紫外1016Hz

X射線1019Hz

伽馬射線1020Hz

宇宙射線>=1022Hz

第十五頁，共24頁。表1-2我國工程常用劃分P波段0.23~1GHz130~30cmL波段1~2GHz30~15cmS波段2~4GHz15~7.5cmC波段4~8GHz7.5~3.75cmX波段8~12.5GHz3.75~2.4cmKu波段12.5~18GHz2.4~1.67cmK波段18~26.5GHz1.67~1.13cmKa波段26.5~40GHz1.13~0.75cm對頻段的劃分不可能給出精確的界限。它們是有交叉的。第十六頁，共24頁。1.3移動通信的射頻設(shè)計

如果按電路結(jié)構(gòu)劃分，一個無線移動通信機(jī)可分射頻級和基帶級兩大部分：第十七頁，共24頁。模擬通信的接收機(jī)/發(fā)射機(jī)第十八頁，共24頁。數(shù)字通信發(fā)射機(jī)第十九頁，共24頁。數(shù)字通信接收機(jī)第二十頁，共24頁。某一蜂窩手機(jī)的射頻電路框圖第二十一頁，共24頁。射頻電路設(shè)計的目標(biāo)（1）良好的選擇性。（2）低噪聲、高動態(tài)范圍。（3）接收機(jī)對雜散頻率信號有良好的抑制能力。（4）本振信號應(yīng)該具有很低的相位噪聲。（5）發(fā)射機(jī)必須嚴(yán)格限制帶外輻射。（6）射頻級必須低功耗。（7）發(fā)射機(jī)的功率放大器要求有高的功率增加效率（Power-addedEfficiencyPAE）。第二十二頁，共24頁。1.4射頻設(shè)計的重要性從規(guī)?？磥?，基帶部分遠(yuǎn)比射頻部分龐大，但是現(xiàn)代無線手機(jī)設(shè)計的難點在于射頻部分。射頻設(shè)計成了移動通信機(jī)設(shè)計的瓶頸，細(xì)究其原因有如下