第一單元射頻和無(wú)線(xiàn)技術(shù)簡(jiǎn)介理工大學(xué)通信工程學(xué)院衛(wèi)星通信系微波通信教研室射頻微電子學(xué)第一次課8/3/20231第一單元射頻和無(wú)線(xiàn)技術(shù)簡(jiǎn)介理工大學(xué)通信工程學(xué)院衛(wèi)星通信系微一、課程內(nèi)容簡(jiǎn)介㈠內(nèi)容安排第一單元射頻和無(wú)線(xiàn)技術(shù)簡(jiǎn)介2學(xué)時(shí)

第二單元射頻設(shè)計(jì)的基本概念10學(xué)時(shí)第三單元收發(fā)信機(jī)的組成及特點(diǎn)10學(xué)時(shí)第四單元低噪聲放大器及混頻器10學(xué)時(shí)第五單元振蕩源6學(xué)時(shí)第六單元頻綜器10學(xué)時(shí)第七單元功率放大器8學(xué)時(shí)射頻微電子學(xué)8/3/20232一、課程內(nèi)容簡(jiǎn)介㈠內(nèi)容安排射頻微電子學(xué)7/29/20232一、課程內(nèi)容簡(jiǎn)介㈡實(shí)施方法及考核講課、討論、自學(xué)、習(xí)題、專(zhuān)題仿真與專(zhuān)題討論專(zhuān)題仿真：低噪聲放大器設(shè)計(jì)；鎖相環(huán)頻率合成器環(huán)路濾波器的設(shè)計(jì)專(zhuān)題討論：功率放大器線(xiàn)性化技術(shù)考核：平時(shí)綜合成績(jī)占40%，考試成績(jī)占60%射頻微電子學(xué)8/3/20233一、課程內(nèi)容簡(jiǎn)介㈡實(shí)施方法及考核射頻微電子學(xué)7/29/20一、課程內(nèi)容簡(jiǎn)介(續(xù))㈢主要參考書(shū)⑴《射頻通信電路》（第二版），陳邦媛著，科學(xué)出版社，2006⑵《CMOS射頻集成電路設(shè)計(jì)》ThomasH.Lee著，余志平周潤(rùn)德等譯，2006年射頻微電子學(xué)8/3/20234一、課程內(nèi)容簡(jiǎn)介(續(xù))㈢主要參考書(shū)射頻微電子學(xué)7/29/20一、教學(xué)內(nèi)容及時(shí)間安排1．1無(wú)線(xiàn)收發(fā)信機(jī)射頻前端功能和特性 1．2射頻電路在系統(tǒng)中的作用與地位1．3射頻電路與微波電路和低頻電路的關(guān)系1．3．1頻段劃分1．3．2電路的設(shè)計(jì)考慮 1．4集成收發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1．5典型應(yīng)用的集成收發(fā)信機(jī)1．5．1GSM收發(fā)機(jī)1．5．2應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的收發(fā)機(jī)1．5．3應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗收發(fā)機(jī)1．5．4應(yīng)用于WCDMA 1．6無(wú)線(xiàn)通信及射頻電路技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)1．7射頻電路基礎(chǔ)1．7．1頻帶寬度表示法第1章無(wú)線(xiàn)通信中射頻收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用8/3/20235一、教學(xué)內(nèi)容及時(shí)間安排第1章無(wú)線(xiàn)通信中射頻收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)及應(yīng)1．1無(wú)線(xiàn)收發(fā)信機(jī)射頻前端功能和特性無(wú)線(xiàn)通信收發(fā)信機(jī)中存在兩種變換。在發(fā)射端，第一個(gè)變換是輸入變換器，它把需要傳遞的信息變換成電信號(hào)—基帶信號(hào)；第二個(gè)變換是發(fā)射機(jī)將基帶信號(hào)變換成其頻帶適合在信道中有效傳輸?shù)男盘?hào)形式—已調(diào)信號(hào)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為調(diào)制。8/3/202361．1無(wú)線(xiàn)收發(fā)信機(jī)射頻前端功能和特性7/29/20236發(fā)送過(guò)程大致如下。(1)調(diào)制：即將基帶信號(hào)調(diào)制到通信載波上，在某些特殊應(yīng)用領(lǐng)域還有一個(gè)對(duì)基帶信號(hào)加密的步驟或其他步驟。(2)中放變頻：在這一步不但要對(duì)調(diào)制之后的信號(hào)進(jìn)行放大，還要將信號(hào)變頻到實(shí)際通信的頻段(頻道)。(3)功放：主要將發(fā)射信號(hào)的功率放大到滿(mǎn)足通信(距離)的要求。(4)發(fā)射天線(xiàn)：將信號(hào)有效地發(fā)射出去，除了發(fā)送功率(效率)之外，有時(shí)還有方向，以及電波傳播方式的選擇。1．1無(wú)線(xiàn)收發(fā)信機(jī)射頻前端功能和特性8/3/20237發(fā)送過(guò)程大致如下。1．1無(wú)線(xiàn)收發(fā)信機(jī)射頻前端功能和特性7對(duì)于發(fā)送系統(tǒng)硬件電路系統(tǒng)而言，最困難的部分就在于中放變頻和功放。中放變頻的難點(diǎn)主要在于變頻系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)，好的系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)可能產(chǎn)生的相關(guān)干擾較少，甚至還可能降低對(duì)參與變頻的本地振蕩信號(hào)的要求。

圖1－2接收機(jī)結(jié)構(gòu)圖1．1無(wú)線(xiàn)收發(fā)信機(jī)射頻前端功能和特性8/3/20238對(duì)于發(fā)送系統(tǒng)硬件電路系統(tǒng)而言，最困難的部分就在于中放變頻和功1．2射頻電路在系統(tǒng)中的作用與地位對(duì)于接收鏈路來(lái)說(shuō)，從天線(xiàn)接收下來(lái)的射頻信號(hào)，首先經(jīng)射頻前端和其他模擬電路變換到低頻的基帶內(nèi)，然后經(jīng)模數(shù)(A／D)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這些數(shù)字信號(hào)再經(jīng)后面的數(shù)字信號(hào)處理電路完成解碼和其他運(yùn)算后送給相應(yīng)的應(yīng)用設(shè)備。射頻通信系統(tǒng)示意圖1．1無(wú)線(xiàn)收發(fā)信機(jī)射頻前端功能和特性8/3/202391．2射頻電路在系統(tǒng)中的作用與地位射頻通信系統(tǒng)示意圖1．1射頻前端指從天線(xiàn)到完成第一次頻率變換所需要的電路，這些電路對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行處理。然后在下變頻器中經(jīng)過(guò)與本地產(chǎn)生的振蕩信號(hào)進(jìn)行混頻，來(lái)將信號(hào)從射頻載波變換到中頻或者基帶。發(fā)送信號(hào)時(shí)，同接收信號(hào)相反，需要將中頻或者基帶信號(hào)經(jīng)上變頻器變換到射頻載波，經(jīng)過(guò)功率放大器放大到一定的功率，然后經(jīng)過(guò)天線(xiàn)發(fā)送出去。射頻前端方框圖1．1無(wú)線(xiàn)收發(fā)信機(jī)射頻前端功能和特性8/3/202310射頻前端指從天線(xiàn)到完成第一次頻率變換所需要的電路，這些電路對(duì)3、EFT的特性電感負(fù)載開(kāi)關(guān)系統(tǒng)斷開(kāi)時(shí)，會(huì)在斷開(kāi)點(diǎn)處產(chǎn)生瞬態(tài)騷（EFT)脈沖組成。對(duì)110V／220V電源線(xiàn)的測(cè)量表明，這種脈沖群的幅值在100V至數(shù)千伏之間，具體大小由開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的機(jī)電特性(如觸點(diǎn)打開(kāi)的速度，觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)的耐壓等)決定，脈沖重復(fù)頻率在lkHz一1MHz。對(duì)單個(gè)脈沖而言，其上升沿在納秒級(jí)，脈沖持續(xù)期在幾十納秒至數(shù)毫秒之間。標(biāo)準(zhǔn)IEC61000－4－4(1995)《電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)》來(lái)模擬電快速脈沖群對(duì)電氣和電子設(shè)備的影響，與其對(duì)應(yīng)的國(guó)標(biāo)是GB／T13926．4－92《工業(yè)過(guò)程測(cè)量和控制裝置的電磁兼容性－電快速瞬變脈沖群要求》。空調(diào)、預(yù)付費(fèi)電能表、火災(zāi)報(bào)警器、加油機(jī)控制器等產(chǎn)品都已經(jīng)引入了此標(biāo)準(zhǔn)。1．3射頻電路與微波電路和低頻電路的關(guān)系8/3/2023113、EFT的特性1．3射頻電路與微波電路和低頻電路的關(guān)系7

衛(wèi)星頻率，是指衛(wèi)星用頻設(shè)備使用的頻率：衛(wèi)星頻率是無(wú)線(xiàn)電頻譜中的一部分，主要使用V／UHF、L、S、C、X、Ku、K、Ka、EHF等頻段。衛(wèi)星常用頻段如表2所示。頻段頻率范圍

主要應(yīng)用V/UHF100~1000MHz低軌數(shù)據(jù)通信、遙測(cè)遙控、移動(dòng)通信L1-2GHz低軌移動(dòng)迪信、導(dǎo)航、氣象和偵察S2-4GHz數(shù)據(jù)中繼、測(cè)控C4-7GHz固定通信、廣播電視

X7-12GHz軍事通信、資源衛(wèi)星等

Ku12-18GHz固定通信、移動(dòng)通信、廣播電視K18-27GHz固定通信、移動(dòng)通信

Ka27-40GHz固定通信、移動(dòng)通信、衛(wèi)星鏈路EHF40-60GHz固定通信、軍事通信

表2衛(wèi)星頻率常用頻段1．3射頻電路與微波電路和低頻電路的關(guān)系8/3/202312衛(wèi)星頻率，是指衛(wèi)星用頻設(shè)備使用的頻率：衛(wèi)星頻率是無(wú)線(xiàn)電頻譜3．電磁頻譜8/3/2023133．電磁頻譜7/29/2023133．電磁頻譜8/3/2023143．電磁頻譜7/29/202314射頻(RadioFrequency)/微波(Microwave)無(wú)線(xiàn)電頻譜中占據(jù)某一特殊頻段的電磁波。8/3/202315射頻(RadioFrequency)/微波(Microwa3．電磁頻譜8/3/2023163．電磁頻譜7/29/2023168/3/2023177/29/2023172．微波和射頻的定義當(dāng)工作頻率提高到接近1GHz或者更高，就會(huì)出現(xiàn)一些在低頻下沒(méi)有的現(xiàn)象。一般頻率范圍從1GHz到300GHz的電磁波稱(chēng)為微波。在此頻段內(nèi)的信號(hào)波長(zhǎng)從1mm(對(duì)應(yīng)于頻率300GHz)到30cm(對(duì)應(yīng)于頻率1GHz)。通常把從30GHz到300GHz的頻率范圍特稱(chēng)為毫米波(因?yàn)槠洳ㄩL(zhǎng)是在毫米范圍)。人們則以0.3GHz到4～5GHz(S頻帶)為射頻頻段。1．3射頻電路與微波電路和低頻電路的關(guān)系8/3/2023182．微波和射頻的定義1．3射頻電路與微波電路和低頻電路的關(guān)

頻帶名稱(chēng)頻率范圍(GHz)頻帶名稱(chēng)頻率范圍(GHz)L帶1.0～2.0S帶2.0～4.0C帶4.0～8.0X帶8.0—12.0Ku帶12.0～18.0K帶18.0～26.5Ka帶(毫米波)26.5～40.0Q帶(毫米波)33.0～50.0U帶(毫米波)40.0～60.0V帶(毫米波)50.0～75.0E帶(毫米波)60.0～90.0W帶(毫米波)75.0～110.0F帶(毫米波)90.0～140.0D帶(毫米波)110.0～170.0G帶(毫米波)140.0～220.0IEEE和工業(yè)用微波波段的定義

1．3射頻電路與微波電路和低頻電路的關(guān)系8/3/202319頻帶名稱(chēng)頻率范圍(GHz)頻帶名稱(chēng)頻率范1．3．2電路的設(shè)計(jì)考慮1．低射頻電路的設(shè)計(jì)考慮低射頻電路中，可以忽略其電波的傳播效應(yīng)。設(shè)計(jì)過(guò)程考慮如下三個(gè)特點(diǎn)：電路的長(zhǎng)度／遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)，即；傳播延時(shí)趨近于零，即；麥克斯韋方程簡(jiǎn)化為低頻下的定律，如基爾霍夫電壓和電流定律(KVL和KCL)與歐姆定律。因此，在射頻頻率，當(dāng)，傳播延時(shí)近似為零，并且所有電路中的元件可以認(rèn)為是集總的。設(shè)計(jì)過(guò)程包含三個(gè)步驟：8/3/2023201．3．2電路的設(shè)計(jì)考慮7/29/2023202．高射頻和微波電路

對(duì)于高射頻和微波電路，其中可以有一個(gè)或幾個(gè)集總元件，但至少要有一個(gè)分布式元件。對(duì)于分布電路，具有下述三個(gè)特點(diǎn)：1.必須采用麥克斯韋方程提出的波傳播概念；2.電路要有大的電長(zhǎng)度，物理長(zhǎng)度與電路中信號(hào)傳播的波長(zhǎng)可比擬；3.信號(hào)傳播延時(shí)不再可忽略。高射頻和微波電路的設(shè)計(jì)過(guò)程如下：1.開(kāi)始時(shí)進(jìn)行直流電路設(shè)計(jì)，以建立穩(wěn)定的工作點(diǎn)；2.利用電磁波測(cè)量器件各端口的反射和傳輸系數(shù)；3.設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò)使器件與外界連接，如穩(wěn)定性、增益等。8/3/2023212．高射頻和微波電路7/29/2023211．4集成收發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)射頻電路集成化是當(dāng)今技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和應(yīng)用要求，任何基本單元電路(如放大器、混頻器等)應(yīng)當(dāng)確定其性能優(yōu)良和可靠。利用開(kāi)關(guān)共用—個(gè)天線(xiàn)可以減小集成收發(fā)機(jī)的體積，出于這種考慮，開(kāi)關(guān)在大多數(shù)的集成收發(fā)機(jī)中得到了應(yīng)用。超外差式收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)8/3/2023221．4集成收發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)超外差式收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)7/29/201．5．1GSM收發(fā)機(jī)1．5典型應(yīng)用的集成收發(fā)信機(jī)

GSM－900GSM－1800上行頻率880～915MHz1710～1785MHz下行頻率925.4～960MHz1805～1880MHz信道間隔200kHz200kHz多址方式TDMA/FDMTDMA/FDM雙工方法FDDFDD每信道用戶(hù)數(shù)88調(diào)制方式GMSK；BT=0.3GMSK；BT=0.3信道比特率270.833kb/s270.833kb/s表1．3GSM-900和GSM—1800的主要參數(shù)GSM-900和GSM—1800的主要參數(shù)8/3/2023231．5．1GSM收發(fā)機(jī)1．5典型應(yīng)用的集成收發(fā)GSM收發(fā)機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖1．5典型應(yīng)用的集成收發(fā)信機(jī)8/3/202324GSM收發(fā)機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖1．5典型應(yīng)用的集成收發(fā)這種接收機(jī)采用二次變頻超外差式結(jié)構(gòu)，中頻為71MHz，包括濾波器在內(nèi)的最差噪聲系數(shù)為8.1dB，數(shù)字控制的總增益范圍超過(guò)98dB。發(fā)射機(jī)采用直接變頻結(jié)構(gòu)，集成了—個(gè)移相器(PhaseShifter)，發(fā)射的GMSK信號(hào)的平均均方根相位誤差小于2。該收發(fā)機(jī)由2.5V電壓供電，接收機(jī)僅消耗19.5mA的電流，而發(fā)射機(jī)消耗55mA的電流。

1．5．2應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的收發(fā)機(jī)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)是利用全球通用且無(wú)須申請(qǐng)?jiān)S可的ISM頻段(2.4GHz頻段、5.0GHz頻段)，在無(wú)線(xiàn)的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)便攜式移動(dòng)通信。1．5典型應(yīng)用的集成收發(fā)信機(jī)8/3/202325這種接收機(jī)采用二次變頻超外差式結(jié)構(gòu)，中頻為71MHz1．5．2應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的收發(fā)機(jī)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)是利用全球通用且無(wú)須申請(qǐng)?jiān)S可的ISM頻段(2.4GHz頻段、5.0GHz頻段)，在無(wú)線(xiàn)的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)便攜式移動(dòng)通信。Intersil公司新近推出的PrismDuette是雙頻帶(5GHz(802.11a)和2.4GHz(802.11b、802.1lg))無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)解決方案，該網(wǎng)絡(luò)能傳輸高達(dá)54Mbps數(shù)據(jù)率的視頻、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)，并且向下兼容現(xiàn)有的Wi-Fi系統(tǒng)PrismDuette雙頻帶芯片組的總體結(jié)構(gòu)。它的核心由兩大芯片ISL3690(高集成UHF2雙頻帶零中頻收發(fā)機(jī))和ISL3890(集成基帶處理器/媒體訪(fǎng)問(wèn)控制器BBP/MAC)組成，實(shí)現(xiàn)全I(xiàn)EEE802.11a/b/S無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)MAC協(xié)議。1．5典型應(yīng)用的集成收發(fā)信機(jī)8/3/2023261．5．2應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的收發(fā)機(jī)1．5典型應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)頻段調(diào)制方式數(shù)據(jù)率HomeRF2.4GHzFH1～2Mb/sBluetooth2.4GHzFH1Mb/s802.112.4GHzFH/DS1～2Mb/s802.11b2.4GHzDS可達(dá)11Mb/s802.1lS2.4GHzOFDM可達(dá)54Mb/s802.11aa5GHzDMT/OFDM6～54Mb/sHiperLAN25GHzGMSK可達(dá)24Mb/s目前國(guó)際上應(yīng)用比較廣泛的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)比較8/3/202327標(biāo)準(zhǔn)頻段調(diào)制方式數(shù)據(jù)率Hom目前能提供全集成的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)收發(fā)機(jī)芯片的廠(chǎng)商已不少，其技術(shù)日趨成熟。下面介紹一種典型的WLAN集成收發(fā)機(jī)，該芯片可以工作在5.15~5.35GHz和2.4~2.5GHz兩個(gè)頻段，同時(shí)滿(mǎn)足IEEE802.11a/b/g三種標(biāo)準(zhǔn)，采用0.25mCMOS工藝制造。中心頻率為3.8GHz的片上集成VCO和頻率綜合器的相位噪聲為1.35rms。發(fā)射機(jī)在輸出功率約為3dBm時(shí)，EVM值約為33dB(2.4GHz)，而在輸出約為7dBm時(shí)，EVM約為29dB(5GHz)。接收機(jī)的噪聲系數(shù)在2.4GHz下為3dB，在5GHz下為3.8dB。芯片總面積為25。8/3/202328目前能提供全集成的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)收發(fā)機(jī)芯片的廠(chǎng)商已不少，1．5．3應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗收發(fā)機(jī)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN，WirelessSensorNetwork)是當(dāng)前實(shí)際上備受關(guān)注的、多學(xué)科高度交叉的新興前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域。所謂無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，是指由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量廉價(jià)的小型或微型的各類(lèi)集成化傳感器節(jié)點(diǎn)協(xié)作地實(shí)時(shí)感知、監(jiān)測(cè)各種環(huán)境或目標(biāo)對(duì)象信息，通過(guò)嵌入式系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行智能處理，并通過(guò)隨機(jī)自組織無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將所感知的信息傳送到用戶(hù)終端，從而真正實(shí)現(xiàn)“無(wú)處不在的計(jì)算”理念。無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、分布式智能信息處理技術(shù)等多個(gè)學(xué)科，是多學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物。7．2．1直擊雷、感應(yīng)雷與浪涌8/3/2023291．5．3應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗收發(fā)機(jī)7．2．11．5．4應(yīng)用于WCDMAGSM的缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)率低和頻譜利用率低，這是第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。應(yīng)運(yùn)而生的是寬帶碼分多址接入系統(tǒng)(WCDMA)其突出優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)率高和頻譜利用率高，可支持384Kbps到2Mbps不等的數(shù)據(jù)傳輸速率，在高速移動(dòng)的狀態(tài)，可提供384Kbps的傳輸速率；而在低速移動(dòng)或是室內(nèi)環(huán)境下，則可提供高達(dá)2Mbps的傳輸速率。WCDMA是由歐洲和日本發(fā)起的，其中每個(gè)5MHz信道只使用單路載波，碼片率為4.096Mbps，數(shù)據(jù)傳輸速率為2Mbps?；赪CDMA的通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS，UniversalMobileTelecommunicationSystems)，是所謂的第三代(3G)移動(dòng)通信系統(tǒng)。3G系統(tǒng)開(kāi)展的業(yè)務(wù)定位為：提供多種類(lèi)型、高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)，能實(shí)現(xiàn)全球性覆蓋，具有全球漫游能力，與固定網(wǎng)絡(luò)相兼容，并以小型便攜式終端在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)進(jìn)行任何種類(lèi)通信，這將給廣大用戶(hù)帶來(lái)極大的便利。8/3/2023301．5．4應(yīng)用于WCDMA7/29/202330無(wú)線(xiàn)通信及射頻電路技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)如下。(1)高頻率化：從高頻(HF)、甚高頻(VHF)、特高頻(UHF)、微波(MW)、毫米波(MMW)至太赫茲(THz)，達(dá)到增加有效通信帶寬的目的。(2)高速率化：這也要求射頻電路技術(shù)能適應(yīng)高速率的數(shù)據(jù)傳輸，以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)傳輸聲音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體大容量信息的需要。(3)集成化和小型化：射頻和數(shù)字部分能集成在同—塊芯片(4)低功耗：便于攜帶、工作時(shí)間長(zhǎng)和功能多是無(wú)線(xiàn)通信的一個(gè)發(fā)展方向。1．6無(wú)線(xiàn)通信及射頻電路技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)8/3/202331無(wú)線(xiàn)通信及射頻電路技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)如下。1．6無(wú)線(xiàn)通信及射頻(5)數(shù)字化/軟件化：軟件無(wú)線(xiàn)電將會(huì)是無(wú)線(xiàn)通信的通用實(shí)現(xiàn)方式，故需要射頻和數(shù)字硬件電路在不同頻率/制式下實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)之間的互連互通、一機(jī)多用。(6)低價(jià)與人性化：集成收發(fā)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)隨著低壓低功耗數(shù)?；旌想娐吩O(shè)計(jì)技術(shù)、片上系統(tǒng)(SoC)、可編程片上系統(tǒng)(SoPC)、可重構(gòu)等技術(shù)的發(fā)展，以及CMOS、GaAs、InP等工藝特征尺寸的進(jìn)—步降低和IC設(shè)計(jì)制造工藝的提高，單片集成收發(fā)機(jī)正朝著更高的集成度、更高的工作頻率、更低的工作電壓和功耗、更低的成本方向發(fā)展。高集成度：隨著集成電路技術(shù)的進(jìn)步，單片集成數(shù)字、模擬和射頻功能成為了芯片的發(fā)展趨勢(shì)。高工作頻率：隨著工藝特征尺寸的不斷降低，器件的特征頻率和最高振蕩頻率不斷提高，使得集成收發(fā)機(jī)的工作頻率越來(lái)越高。低工作電壓和低功耗：低成本：1．6無(wú)線(xiàn)通信及射頻電路技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)8/3/202332(5)數(shù)字化/軟件化：軟件無(wú)線(xiàn)電將會(huì)是無(wú)線(xiàn)通信的通用實(shí)現(xiàn)方式微波站8/3/202333微波站7/29/202333無(wú)源中繼站（實(shí)物照片）反射板式無(wú)源中繼站Planereflectors雙拋物面無(wú)源中繼站Parabolicreflectors中繼站1.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用8/3/202334無(wú)源中繼站（實(shí)物照片）反射板式無(wú)源中繼站雙拋物面無(wú)源中繼站中機(jī)載多普勒雷達(dá)中國(guó)新型空警-2000預(yù)警1.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用8/3/202335機(jī)載多普勒雷達(dá)中國(guó)新型空警-2000預(yù)警1.6.3射頻技術(shù)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)

無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航1.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用8/3/202336全球衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航1.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用7一、軍用雷達(dá)設(shè)備1.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用8/3/202337一、軍用雷達(dá)設(shè)備1.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用7/29/20233國(guó)產(chǎn)JYL-1遠(yuǎn)程三坐標(biāo)警戒引導(dǎo)雷達(dá).jpg1.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用8/3/202338國(guó)產(chǎn)JYL-1遠(yuǎn)程三坐標(biāo)警戒引導(dǎo)雷達(dá).jpg1.6.3射頻技2.圓錐掃描雷達(dá)的組成

圓錐掃描雷達(dá)組成方框圖8/3/2023392.圓錐掃描雷達(dá)的組成圓錐掃描雷達(dá)組成方框圖7/29雷達(dá)系統(tǒng)原理圖1發(fā)射機(jī)2隔離器3天線(xiàn)收發(fā)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)4饋線(xiàn)波導(dǎo)5旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)6輻射器7天線(xiàn)反射器8混頻器9可變衰減器10本地振蕩器11中頻接收機(jī)8/3/202340雷達(dá)系統(tǒng)原理圖1發(fā)射機(jī)7/29/202340照相偵察衛(wèi)星。美車(chē)鎖眼“KH-12”衛(wèi)星1.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用8/3/202341照相偵察衛(wèi)星。美車(chē)鎖眼“KH-12”衛(wèi)星1.6.3射頻技術(shù)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶(hù)段三部分組成，空間段包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(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(hù)段包括北斗用戶(hù)終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端。1.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用8/3/202342北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)1.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用7/29/2021.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用8/3/2023431.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用7/29/2023431.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用8/3/2023441.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用7/29/202344從典型RF系統(tǒng)看本課程內(nèi)容設(shè)置無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)原理框圖1.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用8/3/202345從典型RF系統(tǒng)看本課程內(nèi)容設(shè)置無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)原理框圖1.6.31.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用8/3/2023461.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用7/29/2023461.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用8/3/2023471.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用7/29/2023471.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用8/3/2023481.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用7/29/202348華為推出世界上最快的四核智能手機(jī)--華為騰飛D(HuaweiD)四核。此款手機(jī)擁有1.2GHz/1.5GHz華為K3V2四核處理器、4.5英寸智能手機(jī)中最為緊湊的設(shè)計(jì)、擴(kuò)大手機(jī)用戶(hù)應(yīng)用范圍的Android4.0操作系統(tǒng)以及可節(jié)電高達(dá)30%的華為專(zhuān)有的電源管理系統(tǒng)。速度、長(zhǎng)電池壽命、高品質(zhì)視聽(tīng)能力、緊湊輕便的設(shè)計(jì)。華為騰飛P1S(Huawei刷新了新的世界記錄，成為了世界上最輕薄的智能手機(jī)。1.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用8/3/202349華為推出世界上最快的四核智能手機(jī)--華為騰飛D(HuaweRF/MW系統(tǒng)通常由這樣幾類(lèi)裝置組成：

無(wú)源器件：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(méi)有進(jìn)行微波能量與其他能量（如直流）的轉(zhuǎn)換,如濾波器，雙工器，耦合器等。

有源器件：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)行轉(zhuǎn)換。

正是上述裝置構(gòu)成了本課程內(nèi)容。

當(dāng)然，RF/MW應(yīng)用還涉及其他重要方面，如電波傳播、RF/MW測(cè)量，RF/MW仿真與計(jì)算等。盡管很重要，由于課時(shí)有限，本課程不講

1.6.3射頻技術(shù)的應(yīng)用8/3/202350RF/MW系統(tǒng)通常由這樣幾類(lèi)裝置組成：

無(wú)源器件：完成微波1．7．1頻帶寬度表示法絕對(duì)帶寬2相對(duì)帶寬為中心頻率1．7射頻電路基礎(chǔ)8/3/2023511．7．1頻帶寬度表示法2相對(duì)帶寬為中心頻率百分比法RBW和倍數(shù)法K都可以表示相對(duì)帶寬，兩者的轉(zhuǎn)換關(guān)系為例1—1一個(gè)射頻低噪聲放大電路的頻率范圍為：＝3.4GHz，＝4.2GHz。請(qǐng)計(jì)算絕對(duì)帶寬BW、相對(duì)帶寬RBW和倍數(shù)法表示的帶寬K，并判斷該放大電路是否屬于寬帶放大電路。解：絕對(duì)帶寬BW為BW(Hz)=4.2GHz－3.4GHz＝0.8GHz相對(duì)帶寬RBW為或者用分貝表示為1．7射頻電路基礎(chǔ)8/3/202352百分比法RBW和倍數(shù)法K都可以表示相對(duì)帶寬，兩者的轉(zhuǎn)換關(guān)系為1.5分貝的概念與應(yīng)用1.6.1分貝的定義(2)電壓(1)功率8/3/2023531.5分貝的概念與應(yīng)用(2)電壓(1)功率7/29/20(3)電流電流的單位有安(A)、毫安(mA)、微安(μA)，電壓的分貝單位(dBA、dBmA、dBμA)表示為：

(4)電場(chǎng)強(qiáng)度(V/m)、(mV/m)、(μV/m)，電場(chǎng)強(qiáng)度的分貝單位(dBV/m、dBmV/m、dBμV/m)表示為：8/3/202354(3)電流電流的單位有安(A)、毫安(mA)、微安(μA(5)功率密度(6)功率密度8/3/202355(5)功率密度(6)功率密度7/29/202355電平單位轉(zhuǎn)換（電阻為75／50）轉(zhuǎn)換關(guān)系dBW(新單位）dBm(新單位）dBmV(新）dBμV(新）dBW(原單位）0+30+78.75/+77138.75/+137dBm(原單位）-300+48.75/+47+108.75/+107dBmV(原單位）-78.75/-77-48.75/-470+60dBμV(原）-138.75/-137-108.75/-107-600電平單位轉(zhuǎn)換（電阻為75／50)8/3/202356電平單位轉(zhuǎn)換（電阻為75／50）轉(zhuǎn)換關(guān)系dBW(新單位）dBdBm毫瓦dBm毫瓦dBm毫瓦011750342.5W11.31864353.0W21.61980364.0W3220100375W42.521128386W53.222160398W64232004010W75242504113W86253204216W98264004320W1010275004425W1113286404532W1216298004640W1320301W4750W1