电子科大射频电路课程总复习教材

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1、课程总复习1 通信与信息工程学院 绪论 一、本章知识点 无线通信技术的发展简史，通信的定义、通信系 统的组成及通信系统中进行的两种变换和反变换， 电磁波频段划分标准及典型应用领域，特别是射频 、微波、毫米波的频段范围，移动通信接收机和发 射机的射频设计及现代蜂窝手机对射频前端设计的 要求，无线通信射频电路的特点，通信射频电路设 计的重要地位和无线通信射频电路的发展趋势。 二、重点和难点分析 1. 重点 通信系统的组成, 射频、微波、毫米波的频段范 围，无线通信系统射频前端设计及现代蜂窝手机对射 频前端设计的要求。 2. 难点 通信系统的基本结构及各组成部分的作用，以及 无线通信射频电路的特点。

2、 三、占课程考核的权重 绪论不在考试范围内。 四、重要概念与公式 1. 通信系统的基本组成结构，通信系统所包含两个变 换和反变换的含义。 （1）通信系统的基本组成结构为 （2）通信系统的两个基本变换与反变换为 发射端：第一个变换是接收机从信道中选取接收的 已调波并将其变换为基带信号，此变换过程称为解调 。第二个变换是输出变换器将解调后的基带信号变换 成相应的信息。 接收端：第一个变换是接收机从信道中选取接收的 已调波并将其变换为基带信号，此变换过程称为解调 。第二个变换是输出变换器将解调后的基带信号变换 成相应的信息。 2. 现代蜂窝手机对通信射频电路设计的要求。 良好的选择性。 低噪声、高动

3、态范围。 接收机对于杂散频率有良好的抑制能力。 本振信号应该具有很低的相位噪声。 发射机必须严格限制带外辐射。 射频电路必须低功耗。 发射机功放要求有高的功率增加效率。 第一章 射频电路基础知识 一、本章知识点 常用的射频电路的有源和无源器件，无源器件电 阻、电容和电感的射频特性及等效电路。 传输线的种类、传输线基础理论、传输线分析方 法，电压反射系数的定义及计算方法、驻波及驻波比 、端接负载传输线的输入阻抗计算方法及特殊情况分 析、无耗传输线的功率传输特性、回波损耗和插入损 耗的定义及其计算。 阻抗圆图和导纳圆图的表示方法及特点、利用 Smith圆图求解端接负载的传输线输入阻抗的方法。 两端

4、口网络的Z参数、Y参数、H参数和ABCD参 数的表示方法和物理意义，网络S参数的定义及其物理 意义，电路网络互连及其参数分析，网络S参数的测试 条件和测试方法。 二、重点和难点分析 1. 重点 电压反射系数的定义及计算方法、驻波及驻波比 ，耗传输线的功率传输特性、回波损耗和插入损耗的 定义及其计算，阻抗圆图和导纳圆图的表示方法及特 点，两端口网络的Z参数、Y参数、H参数和ABCD参 数的表示方法和物理意义。 2. 难点 端接负载传输线的输入阻抗计算方法及特殊情况 分析，利用Smith圆图求解端接负载的传输线输入阻 抗的方法，网络S参数的定义及其物理意义。 三、占课程考核的权重 本章内容占课程考

5、核的15%。 四、重要概念与公式 1. 传输线理论 （1）传输线的等效电路模型 其中， ：复传播系数， 为传播常数， 为衰减系数 （2）电磁波在传输线中的传输常数 波长 相速 （3）传输线特性阻抗 传输线的特性阻抗依赖于传输线上单位长 度的4个特性参数 、 、 、 。 （4）端接负载传输线的相关公式 负载处的反射系数 负载阻抗 输入反射系数 输入电阻 例：设传输线的长度为 ，特征阻抗为 ，且负载阻抗为 ，求输入阻抗 。 解： 传输线的长度为 ，则 故输入阻抗为 （5）驻波及驻波比（SWR/VSWR) （6）端接源和负载的传输线的功率传输特性 传输线无耗时 （7）回波损耗和插入损耗 回波损耗 插

6、入损耗 2. Smith圆图 （1）应用Smith阻抗圆图求解端接负载传输线的输入 阻抗步骤 应用应用SmithSmith阻抗圆图求解步骤阻抗圆图求解步骤 1. 归一化负载阻抗 。 2. 由 找出反射系数 。 3. 以 电长度 顺时针旋转 得到 。 4. 记录 对应的归一化阻抗 。 5. 将 还原成 。 例例: : Z Z o o =50 Ohm, Z=50 Ohm, Z L L = (30+j60)Ohm, f=2GHz, = (30+j60)Ohm, f=2GHz, VpVp=0.5C, =0.5C, 问问:Z=2cm, Zin(2cm)=?:Z=2cm, Zin(2cm)=? 解解 :

7、: 3. 单端口和多端口网络 （1）二端口Z/Y/H/ABCD参数的定义 （2）互连网络参数分析与计算步骤 分别计算各两端口网络的ABCD参数; 由级联公式得到放大器两端口网络的ABCD参数; 由ABCD参数计算出放大器输入/输出电压/电流关 系，从而得到放大器电压/电流增益， 输入/输出阻抗 ，SWR等性能参数。 例：设级联网络1的ABCD矩阵为 ，级 联网络2的ABCD矩阵为 ，求整个级联 网络的ABCD矩阵。 解：级联网络的整体ABCD矩阵等于所有子网络 ABCD矩阵的乘积。 4. S参数 （1）网络S参数的物理意义 是网络端口1的反射系数 是网络端口1到端口2的正向电压增益 是网络端口

8、2的反射系数 是网络端口到端口的正向电压增益 第二章 选频回路与阻抗转换 一、本章知识点 选频回路的基本概念，选频回路的性能指标，利 用LC串并联谐振回路进行选频的基本原理，掌握LC 串/并联谐振回路有关谐振、谐振频率、谐振阻抗、谐 振时的电流（电压）以及品质因数的定义和计算，品 质因数对谐振回路选频特性的影响，串并联谐振回路 的选频特性及主要性能指标。 阻抗匹配的基本概念，进行阻抗匹配的必要性， 实现阻抗匹配的条件及基本方法，L型匹配网络的设 计方法，以及相关电容、电感值的计算，和T型匹配 网络的结构和特点，利用Smith圆图进行阻抗匹配的基 本方法及步骤。 二、重点和难点分析 1. 重点

9、选频回路的基本概念、主要性能指标，LC串并联 谐振回路中有关谐振、谐振频率、谐振阻抗、谐振时 的电流（电压）、品质因数的定义及计算以及品质因 数对谐振回路选频特性的影响；阻抗匹配的基本概念 、进行阻抗匹配的必要性、实现阻抗匹配的条件及基 本方法、和T型匹配网络的结构和特点。 2. 难点 难点在于有载品质因数的计算，串并联支路阻抗 变换公式及应用，L型匹配网络的设计方法及其相关 电容、电感值的计算，利用Smith圆图进行阻抗匹配 的基本方法及步骤。 三、占课程考核的权重 本章内容占课程考核的15%。 四、重要概念与公式 1. 选频回路 （1）选频回路的基本概念： 选频回路：从众多频率信号中，选出

10、有用信号，滤除 或抑制无用信号的电路， 通常也称为滤波器 （2）选频网络的性能指标 中心频率 通频带 带内波动 带外抑制与矩形系数 插入损耗 滤波器插入到射频电路中在通带内引起的功率损 耗，它定量的描述了功率响应幅度与0dB基准的差值 。 回波损耗 输入输出阻抗 相频特性 （3）LC串/并联谐振回路特性 串、并联特性对照表 （4）串并联支路阻抗转换 并联电阻 并联电抗 （5）有载品质因素Q 品质因素由空载品质因素 变为有载品质因素 有载品质因素 2. 无阻抗变换网络 （1）进行阻抗变换的必要性 可以向负载传输最大功率，最小化驻波比。 在天线、低噪声放大器或混频器等接收机前端改善 噪声系数。 发

11、射机由于匹配实现了最大功率传输，相当于提高 了效率，延长了电池使用寿命。 滤波器或选频回路前后匹配可以发挥其最佳性能。 （2）匹配网络的选择和计算 时的L网络设计 支路品质因素串/并联电抗为 时的L网络设计 支路品质因素串/并联电抗为 第三章 噪声与非线性失真 一、本章知识点 电路与系统噪声来源、种类及效应，起伏噪声的基 本概念及其特点，电阻热噪声、双极晶体管和场效应 晶体管主要噪声来源、大小及等效电路，电抗元件的 噪声、两端口网络的等效输入噪声源，噪声系数、等 效噪声温度的基本概念及相关计算，噪声系数与等效 输入噪声源的关系，多级线性网络级联的噪声系数的 计算方法。 非线性器件的描述方法、灵

12、敏度和动态范围的定 义及计算方法，器件非线性的影响：谐波、增益压缩 、堵塞、交叉调制等，1dB压缩点与三阶交调截点的 定义、计算及其关系，非线性器件在频谱搬移中的应 用。 二、重点和难点分析 1. 重点 电路与系统噪声来源、种类及效应，电路器件噪 声的来源及等效电路，噪声系数的定义及相关计算， 等效噪声温度定义及相关计算，以及噪声系数与等效 噪声温度的关系，器件非线性的影响：谐波、增益压 缩、堵塞、交叉调制等，非线性器件在频谱搬移中的 应用。 2. 难点 多级线性网络级联的噪声系数的计算方法，非线 性器件的描述方法、灵敏度和动态范围的定义，提出 这些指标的意义及计算方法。 三、占课程考核的权重

13、 本章内容占课程考核的20%。 四、重要概念与公式 1. 通信信息容量 （1）信息容量定义 在一个给定的时间内，通过一个通信系统可以传 送多少信息的一种度量。 （2）香农信息容量极限公式 其中，I为信息容量，单位b/s，B为通信系统信息 带宽，单位Hz，S/N为信噪功率比。 （3）信噪比 信噪比定义为信号功率与噪声功率之比，即 2. 噪声 （1）电阻的热噪声 等效噪声电压源 等效噪声电流源 噪声额定功率 （2）噪声系数 噪声系数的定义 噪声系数定义为系统输入信噪比与输出信噪比之比 ，即 无源有耗网络的噪声系数 （3）等效噪声温度 等效噪声温度与噪声系数的关系为 （4）多级线性网络级联的噪声系数

14、 总的噪声系数 例：两级级联电路， ， ； ， 求总的噪声系数，等效噪 声温度 。 解：由已知条件得 则 总的等效噪声温度 3. 非线性失真 （1）器件非线性的影响 谐波 增益压缩 通常用1dB压缩点的输入或输出功率来描述。 堵塞和交叉调制 相互调制 通常用三阶交调截点的输入或输出功率来描述。 三阶互调与增益压缩的关系 a. 1dB压缩点输入电平要比三阶截点低9.6dB，即 b. 1dB压缩点输入电平要比三阶截点低10.6dB，即 （2）多级非线性级级联特性 两级公式: （3）灵敏度和动态范围 灵敏度 基底噪声 灵敏度也可表示为 例：某接收机的带宽为1MHz，噪声系数为5dB，要 求最小输出信

15、噪比为20dB，环境温度为290K。求此 接收机的灵敏度。 解：由已知条件，得 且环境温度为290K，则 动态范围 a. 线性动态范围 线性动态范围定义为1dB压缩点的输入信号电平与 灵敏度（或基底噪声）之比。 b. 无杂散动态范围 求：此子系统的无杂散动态范围 解：基底噪声为 代入公式 例：已知某接收机解调器前的射频子系统 子系统带宽是 天线等效噪声温度为T0 三阶截点是 噪声系数是 解调器要求输入的信噪比是 第四章 无线通信收发系统结构 一、本章知识点 射频发射级、接收级的基本组成及完成的主要功 能，设计收发机的射频部分时应解决的关键问题，无 线通信接收机、发射机的基本结构和方案，镜像频率 干扰、组合频率干扰和变频器引起的寄生通道干扰的 产生机理，高中频和低中频的利弊。 单次变频超外差式接收机的基本结构、各组成部 分的功能及其特点，二次变频超外差式接收机的组成 结构和特点，零中频(直接下变频)接收机、镜频抑制 接收机和数字中频的基本结构和特点，接收机射频前 端设计考虑，直接调制与间接调制发射机的结构与特 点，发射机射频前端设计考虑，无线发射接收机的性 能指标及系统指标分配与计算。 二、重点和难点分析 1. 重点 单次变频超外差式接收机、二次变频超外差式接 收机、零中频(直接