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1、一、射频/微波技术及其基础1、射频/微波技术的基础 什么是微波技术研究微波的产生、放大、传输、辐射、接收和测量的科学。射频/微波技术是研究射频/微波信号的产生、调制、混频、驱动放大、功率放大、发射、空间传输、接收、低噪声放大、中频放大、解调、检测、滤波、衰减、移相、开关等各个电路及器件模块的设计和生产的技术，利用不同的电路和器件可以组合成相应的射频/微波设备。微波技术主要是指通信设备和系统的研究、设计、生产和应用。 微波技术的基本理论是以麦克斯韦方程为核心的场与波的理论2、射频/微波的基本特性 频率高、穿透性、量子性、分析方法的独特性射频频段为30 300MHz，微波频段为300MHz 300
2、0GHz，相对应波长为1m 0.1mm，照射于介质物体时能深入到该物质的内部。根据量子理论，电磁辐射能量不是连续的，而是由一个个的“光量子”组成，单个量子的能量与其频率的关系为e = hf式中,h = 410-15电子伏秒 (eVS) 成为普朗克常数3、射频/微波技术在工程里的应用 无线通信的工作方式1、单向通信方式 通信双方中的一方只能接收信号，另一方只能发送信号，不能互逆，收信方不能对发信方直接进行信息反馈2、双向单工通信方式 通信双方只能交替地进行发信和收信，收发不能同时进行。3、双向半双工通信方式 通信双方中的一方使用双频双工方式，可同时收发；另一方则使用双频单工方式，发信时要按下“送
3、话”开关。4、双向全双工通信方式 通信双方可以通信进行发信和收信，这时收信与发信一般采用不同的工作频率，通过双工器来完成收信和发信的隔离。二、电磁波频谱1、电磁波频谱及频段划分频段频率波长ELF（极低频）30 300Hz10000 1000KmVF（音频）300 3000Hz1000 100KmVLF（甚低频）3 30KHz100 10KmLF（低频）30 300KHz10 1KmMF（中频）300 3000KHz1 0.1KmHF（高频）3 30MHz100 10mVHF（甚高频）30 300MHz10 1mUHF（特高频）300 3000MHz100 10cmSHF（超高频）3 30GHz
4、10 1cmEHF（极高频）30 300GHz1 0.1cm亚毫米波300 3000GHz1 0.1mm光波100 1000THz300 3000 nm2、射频/微波系统工程的无线电频段划分及代号波段代号频率范围（GHz）波长范围（cm）P0.23 1130 30L1 230 15S2 415 7.5C4 87.5 3.75X8 12.53.75 2.5Ku12.5 182.5 1.67K18 271.67 1.11Ka27 401.11 0.75U40 600.75 0.5V60 800.5 0.375W80 1000.375 0.33、移动通信频段体制分配频段（MHz）实际频段（MHz）运
5、营商频道间隔CDMA-IS95上行825 835上行825 835中国电信1.23MHz下行870 880下行870 880GSM900上行890 915上行890 909中国移动200KHzDCS1800上行1710 1755上行1710 1720中国移动下行1805 1815下行1805 1850上行1745 1755中国联通下行1840 1850WCDMA上行1920 1980上行1940 1955中国联通5MHz下行2110 2170下行2130 2145CDMA2000上行825 835上行825 835中国电信1.23MHz下行870 880下行870 880TD-SCDMAA20
6、10 2025A2010 2025中国移动1.6MHzB1880 1920BW-LAN2.4 2.48GHz CDMA系统的各信道频率频道序号上行频率下行频率备注37826.11MHz871.11MHz78827.34MHz872.34MHz119828.57MHz873.57MHz160829.80MHz874.80MHz201831.03MHz876.03MHz242832.26MHz877.26MHz283833.49MHz878.49MHz GSM900系统的频道配置GSM-900系统采用等间隔方式，频道间隔为200KHz，同一信道的收发频率间隔为45MHz,频道序号和频道标称中心频率
7、的关系为F上行（n）= 890.2 +（n-1）0.2 MHzF下行（n）= F上行（n）+ 45 MHz式中：频道序号 n = 1 124在我国的GSM900网络中，194号载频分配给中国移动使用，96124号载频分配给中国联通使用，95号载频作为保护隔离，不用于业务。 DCS1800系统的频道配置DCS1800系统采用等间隔方式，频道间隔为200KHz，同一行到的收发频率间隔为95MHz，频道序号和频道标称中心频率的关系为F上行（n）= 1710.2 +（n-512）0.2 MHzF下行（n）= F上行（n）+ 45 MHz式中：频道序号 n = 512 885在我国的DCS1800网络中
8、，512561号载频分配给中国移动使用，686736号载频分配给中国联通使用。 WCDMA的频道配置WCDMA的工作频道为20MHz，可在60MHz内任意选择，信道带宽为5MHz。 TD-SCDMA的频率配置工作频率l 18001920 MHz（上/下行共用）20102025 MHz（上/下行共用）23002400 MHz（上/下行共用）l *18501910 MHz（上/下行共用） 19301990 MHz（上/下行共用）l *19101930 MHz（上/下行共用）注：1、*用在ITU定义的区域2，此频段分配属研究频段2、其他频段有相关主管部门确定中国移动TD-SCDMA网的频率范围及信道
9、20102025MHz；信道带宽：1.28MHz；信道间隔：1.6MHz载频有效工作带宽计算： （N-1）1.6MHz + 1.28MHz + (M-1)5MHz式中：N为频点数，M为组数三、射频/微波工程中的重要参数1、频率、阻抗和功率的表征 频率1、 频率的定义频率是单位时间内重复的次数。频率和周期在数学上互为倒数，即f=1/T2、 有关信号频率的基本电路在射频/微波电路里，直接与信号频率相关的电路及仪器有信号发生器、频率变换器、频率选择器。 功率1、 功率的定义描述射频/微波信号的能量大小，单位是瓦特，用符号表示。2、 有关射频/微波信号功率的基本电路在射频/微波电路里，直接与信号功率相
10、关的电路及仪器有衰减器、功率分配/合路器、定向耦合器、放大器 阻抗1、阻抗的定义 在特定频率下，描述射频/微波电路对微波信号能量传输的影响的一个重要参数。2、有关射频/微波阻抗的基本电路 阻抗变换器、阻抗匹配器、阻抗标准器四、射频/微波工程测量技术1、测量的重要性 测量是人类认识和改造世界的一种重要的手段。在人们对客观事物的认识过程中，经常需要进行定性、定量的分析，这时就要进行测量。测量是通过实验方法对客观事物取得定量数据的过程，通过大量的测量，人们可以逐步准确地认识各种客观事物，建立起各种定理和定律。所以，杰出的科学家门捷列夫说：“没有测量，就没有科学”。电子信息科学是现代科学技术的象征，它
11、的三大支柱是：信息获取（测量技术）、信息传输（通信技术）、信息处理（计算机技术），三者中信息的获取是首要的，而电子测量是获取信息的重要手段。 微量技术包括哪些方面？微波信号特性的测量和微波网络特性的测量2、微波频率的测量 直接影响信号的频率稳定度的因素为如下五方面。1. 频率源的参数变化2. 外界干扰的影响3. 频率源噪声的影响（1）附加噪声 （2）干扰噪声（3）调频闪变噪声4. 信号的杂散（或寄生信号）引起频率不稳定性5. 交流干扰（或称哼扰调制） 射频/微波工程对频率特性的要求1、时域特性频率误差：指直放站在工作频带内输入频率与输入频率的偏差调制准确度：可用相位误差来衡量，直放站相位误差是
12、指直放站输出相位轨迹与其回归线之差。2、频域特性移动通信系统里通信信号的频域特性是对通信设备的重要指标，该指标要求的表征形式较多，最主要的是用噪声、频谱等特性来表示。 频差倍增技术该技术是将频差通过倍增器，扩大后再进行测量，也可称为“频率倍增技术”被测频率（fx）、标称频率（fs）、频率偏差（f）有如下关系频差倍增有三种方式：直接倍增、一级倍增、多级倍增3、微波功率的测量 基本概念：测量微波功率的最常用方法是“热”的方法，即把微 波能量转换成热能，然后用测热的方法进行测量。常用的测热式功率测量仪器有量热式功率计、热偶式功率计和测辐射热器式功率计等。 对数单位1、 绝对功率电平（dBm）以基准量
13、P0 = 1mW作为零功率电平（0dBm），则任意功率（被测功率）Px的功率电平定义为：2、 相对功率（dB）相对功率即两个功率之比的对数: 若P1 = 10P2，则有这个无量纲的数为1，称为1贝尔（Bel）。在实际应用时，贝尔太大，通常采用分贝，写为dB（deci Bel），1贝尔等于10dB。3、 功率的定义及其信号源反射系数的影响信号源的资用功率。信号源传输到无反射负载上的功率（也称为发生器功率）。信号源入射到任意负载上的功率以及信号源传输到任意负载上的净功率等 a1为信号源入射到负载的入射电压波波幅；b1为负载反射的反射电压波波幅；bG为信号源传输到无反射负载的电压波波幅；G为信号源的反射系数；L为负载的反射系数。当负载的反射系数与信号源的反射系数成复数共轭是，其反射系数满足L = G* 的条件。此时信号源传输到负载上的功率最大。4、微波阻抗的测量 分布参数阻抗的基本概念传输线上的电压和电流式中：V为电压复数
