高频电子线路课件

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1、第1章 绪 论 目目 录录1、绪论、绪论2、高频电路基础、高频电路基础3、高频谐振放大器、高频谐振放大器4、正弦波振荡器、正弦波振荡器5、频谱的线性搬移电路、频谱的线性搬移电路6、振幅调制、解调与混频、振幅调制、解调与混频7、角度调制与解调、角度调制与解调8、 反馈控制电路反馈控制电路1高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 参参 考考 书书1、高频电子线路、高频电子线路 曾兴雯曾兴雯 高等教育出版社高等教育出版社 2、高频电子线路、高频电子线路 张肃文张肃文 高等教育出版社高等教育出版社3、电子线路、电子线路（非线性部分）（非线性部分）谢嘉奎谢嘉奎 高等教育出版社高等教育出版社4、高频电子电

2、路、高频电子电路 王卫东王卫东 电子工业出版社电子工业出版社2高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 第第1 1章章 绪论绪论 1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制1.3 本课程的特点本课程的特点3高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述一、无线通信系统的组成一、无线通信系统的组成二、无线通信系统的类型二、无线通信系统的类型4高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 1无线通信系统无线通信系统图无图无通信系统的组成通信系统的组成 组成：组成：发射装置发射装置 + 接收装置接收装置 + 传输媒质传输媒质( (1)

3、) 发射装置发射装置 换能器：换能器： 将将被被发发送送的的信信息息变变换换为为电电信信号号。例例：话话筒筒将将声声音音变变为为电电信号。信号。将将换换能能器器输输出出的的电电信信号号变变为为强强度度足足够够的的高高频电振荡。频电振荡。 发射机：发射机： 天线：天线：将高频电振荡变成将高频电振荡变成电磁波电磁波向传输媒质辐射。向传输媒质辐射。 5高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 ( (2) ) 接收装置接收装置 接收是发射的逆过程。接收是发射的逆过程。 接收天线：接收天线： 高高频电频电振振荡荡电电信号。信号。 接收机：接收机：将从空间接收的电磁波将从空间接收的电磁波 高频电振荡高频电振

4、荡。 换能器：换能器：将将电电信号信号所所传传送信息。送信息。 ( (3) ) 传输媒质传输媒质自由空间自由空间电磁波传送方式，依据波长不同，可分为：电磁波传送方式，依据波长不同，可分为：长波长波、中中波波、短波短波、超短波超短波。无线通信系统的组成无线通信系统的组成6高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 2无线通信存在的问题无线通信存在的问题( (1) )接收信号微弱接收信号微弱 电电磁波磁波接收天接收天线线( (2) )存在干扰存在干扰例例如如其其他他电电台台的的发发射射信信号号，各各种种工工业业、医医学学装装置置辐辐射射电磁波，大气层、宇宙固有的电磁干扰等。电磁波，大气层、宇宙固有的电

5、磁干扰等。对接收装置的要求：增益高，选择性好。对接收装置的要求：增益高，选择性好。3解决方案解决方案 发发射射机机和和接接收收机机借借助助线线性性和和非非线线性性电电子子线线路路对对携携有有信信息息的的电电信信号号进进行行变变换换和和处处理理。除除放放大大外外，最最主主要要有有调调制制、解调解调。 ( (1) )调制调制由由携携有有信信息息的的电电信信号号( (如如音音频频信信号号) )去去控控制制高高频频振振荡荡信信号号的的某某一一参参数数( (如如振振幅幅) )，使使该该参参数数按按照照电电信信号号的的规规律律而而变变化化( (调幅调幅) )。 7高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 调

6、制信号：调制信号：携有信息的电信号。携有信息的电信号。 载波信号：载波信号：未调制的高频振荡信号。未调制的高频振荡信号。 已调波：已调波：经过调制后的高频振荡信号。经过调制后的高频振荡信号。 根据受控参数根据受控参数：调幅、调角：调幅、调角( (调频、调相调频、调相) )。 ( (2) )解调解调调制的逆过程，将已调波转换为载有信息的电信号。调制的逆过程，将已调波转换为载有信息的电信号。 ( (3) )调制的作用调制的作用 减小天线的尺寸。减小天线的尺寸。 音音频频范范围围：20 Hz 20 kHz，若若发发射射 100 Hz，波波长长 = c /f = 3 000 km，天线至少几百千米天线

7、至少几百千米。需减少波长，提高发射频率。需减少波长，提高发射频率。 选台。选台。 将将不不同同电电台台发发送送的的信信息息分分配配到到不不同同频频率率的的载载波波信信号号上上，使使接接收收机机可可选选择择特定电台的信息而抑制其他电台发送的信息和各种干扰。特定电台的信息而抑制其他电台发送的信息和各种干扰。 ( (1) )调制调制8高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 4调幅调幅发射机组成发射机组成9高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 振荡器：产生振荡器：产生 fosc 的高频振荡信号，几十千赫以上。高的高频振荡信号，几十千赫以上。高频放大器：频放大器： 多级小信号谐振放大器，放大振荡信号，

8、多级小信号谐振放大器，放大振荡信号，使频率倍增至使频率倍增至 fc，并提供足够大的载波功率。调制信，并提供足够大的载波功率。调制信号放大器：多级放大器，前几级为小信号放大器，放号放大器：多级放大器，前几级为小信号放大器，放大微音器的电信号；后几级为功放，提供功率足够的大微音器的电信号；后几级为功放，提供功率足够的调制信号。振幅调制器：实现调幅功能，将输入的载调制信号。振幅调制器：实现调幅功能，将输入的载波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号，并加到波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号，并加到天线上。天线上。10高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 各部分作用：各部分作用：( (1) )振荡

9、器振荡器产生产生 fosc 的高频振荡信号，几十千赫以上。的高频振荡信号，几十千赫以上。( (2) )高频放大器高频放大器多多级级小小信信号号谐谐振振放放大大器器，放放大大振振荡荡信信号号，使使频频率率倍倍增增至至 fc，并提供足够大的载波功率。，并提供足够大的载波功率。( (3) )调制信号放大器调制信号放大器多多级级放放大大器器，前前几几级级为为小小信信号号放放大大器器，放放大大微微音音器器的的电电信号；后几级为功放，提供功率足够的调制信号。信号；后几级为功放，提供功率足够的调制信号。 ( (4) )振幅调制器振幅调制器实实现现调调幅幅功功能能，将将输输入入的的载载波波信信号号和和调调制制

10、信信号号变变换换为为所所需的调幅波信号，并加到天线上。需的调幅波信号，并加到天线上。调幅广播发射机的组成调幅广播发射机的组成11高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 5调幅接收机调幅接收机 组成组成12高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 ( (1) ) 高频放大器高频放大器为小信号谐振放大器，作用：为小信号谐振放大器，作用： 选选台台。利利用用可可调调谐谐的的谐谐振振系系统统选选出出有有用用信信号号，抑抑制制其其他频率的干扰信号。他频率的干扰信号。 放大放大。放大选出的有用信号。放大选出的有用信号。13高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 ( (2) ) 混频器混频器两路两路输输入入为

11、：为： 由高放级：由高放级：已已调调信号信号 fc 。 由由本机振本机振荡荡器器：本振信号本振信号 fL。作作用用：载载波波变变频频将将已已调调信信号号的的载载波波由由 fc ( (高高频频) )变变换换为为 fI ( (中频中频) )， fI = | |fc - - fL | |，而调制波形不变。而调制波形不变。14高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 ( (3) )本机振荡器本机振荡器 产产生生频频率率为为 fL =| |fc + + fI | |( (或或 fL = fc - - fI ) )的的高高频频等等幅幅振振荡荡信信号。号。fL 可可调调，并能跟踪，并能跟踪 fc。( (4)

12、)中频放大器中频放大器为多级固定调谐的小信号放大器，作用：放大中频信号。为多级固定调谐的小信号放大器，作用：放大中频信号。 15高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 ( (5) )检波器检波器解调，从中频调幅波还原所传送的调制信号。解调，从中频调幅波还原所传送的调制信号。( (6) )低频放大器低频放大器组成：小信号放大器组成：小信号放大器 功率放大器。功率放大器。 作用：放大调制信号，向扬声器提供所需的推动功率。作用：放大调制信号，向扬声器提供所需的推动功率。16高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 可可见见，对对有有用用信信号号在在不不同同频频率率上上进进行行放放大大超外差接收机超外差

13、接收机 。 特点：特点：解调电路前包括解调电路前包括混频器、本机振荡、中频放大器混频器、本机振荡、中频放大器等。等。 优点：优点： 增益高，选择性好。增益高，选择性好。 直接接收机：直接接收机：解调前仅包括高放，无解调前仅包括高放，无混频器、本机混频器、本机 振荡、中频放大器振荡、中频放大器等，增益低，选择性差。等，增益低，选择性差。 调幅广播接收机的组成调幅广播接收机的组成超外差接收机超外差接收机17高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述一、无线通信系统的组成一、无线通信系统的组成发送设备发送设备接收设备接收设备超外差形式超外差形式18高高频电频电子

14、子线线路路第1章 绪 论 u 图中虚线以上部分为图中虚线以上部分为发送设备发送设备(发信机发信机)，u 虚线以下部分为虚线以下部分为接收设备接收设备(收信机收信机)，u 天线及天线开关天线及天线开关为收发共用设备为收发共用设备。u 信道信道为自由空间为自由空间。u 话筒和扬声器话筒和扬声器属于通信的终端设备，分别为属于通信的终端设备，分别为信源和信源和信宿。信宿。u 接收机接收机一般都采用超外差的形式。一般都采用超外差的形式。一、无线通信系统的组成一、无线通信系统的组成1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述19高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 一、无线通信系统的组成一、无线通信系统的组

15、成1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述超外差接收机的主要特点：超外差接收机的主要特点：（1 1）由）由频率固定的中频放大器频率固定的中频放大器来完成对接收来完成对接收信号的选择和放大。信号的选择和放大。 当信号频率改变时，只要当信号频率改变时，只要相应地改变本地振荡信号频率即可。相应地改变本地振荡信号频率即可。（2 2）中频比信号载频低得多，因此在中频上实现中频比信号载频低得多，因此在中频上实现对有用信号的选择要比在载频上选择对滤波器对有用信号的选择要比在载频上选择对滤波器Q Q值的值的要求低得多，要求低得多，容易实现稳定的高增益放大。容易实现稳定的高增益放大。20高高频电频电子子线线路路

16、第1章 绪 论 一、无线通信系统的组成一、无线通信系统的组成1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述（2）调制）调制(Modulating)过程过程在发送设备中，一般存在两种变换：在发送设备中，一般存在两种变换：（1）将信源产生的原始信息变换成电信号）将信源产生的原始信息变换成电信号 该信号的频谱通常靠近零频附近，属于低频信号，称为该信号的频谱通常靠近零频附近，属于低频信号，称为基基带信号带信号(Baseband) ； 将基带信号变换成适合在信道中传输的信号形式将基带信号变换成适合在信道中传输的信号形式(一般为一般为射频或高频的带通信号射频或高频的带通信号)。21高高频电频电子子线线路路第1章

17、 绪 论 （1）将接收到的已调信号变换为基带信号的过程称）将接收到的已调信号变换为基带信号的过程称为为解调解调(Demodulating) 。一、无线通信系统的组成一、无线通信系统的组成1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述在接收设备中有相应的两种反变换。在接收设备中有相应的两种反变换。（2）将基带信号通过输出换能器转换为原始信息形式。）将基带信号通过输出换能器转换为原始信息形式。22高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 （3）调制时还需要一个高频振荡信号，称为）调制时还需要一个高频振荡信号，称为载波载波(Carrier) 。载波通常为单一频率的正弦信号或脉冲信号。载波通常为单一频率的正弦

18、信号或脉冲信号。一、无线通信系统的组成一、无线通信系统的组成1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述分析三种信号：分析三种信号：（1）调制后的信号称为）调制后的信号称为已调信号已调信号(Modulated Signal)；（2）没有进行调制之前的基带信号称为）没有进行调制之前的基带信号称为调制信号调制信号(Modulating Signal)；调制信号、载波、已调波。调制信号、载波、已调波。23高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 一、无线通信系统的组成一、无线通信系统的组成1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述(1) 高频振荡器高频振荡器(信号源、载波信号或本地振荡信号信号源、载波信号或

19、本地振荡信号)；信号的放大信号的放大信号的产生信号的产生(3) 混频或变频混频或变频(高频信号变换或处理高频信号变换或处理)(4) 调制与解调调制与解调(高频信号变换或处理高频信号变换或处理)(2) 放大器放大器(高频小信号放大器及高频功率放大器高频小信号放大器及高频功率放大器)；频率变换频率变换高频电路的基本内容应该包括高频电路的基本内容应该包括: 还需要什么还需要什么电路？电路？24高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 u主要有自动增益控制主要有自动增益控制(AGC)或自动电平控制或自动电平控制(ALC)电路，自动频率控制电路，自动频率控制(AFC)电路和自动相位控制电路和自动相位控制(

20、APC)电路电路(也称锁相环也称锁相环PLL)。一、无线通信系统的组成一、无线通信系统的组成1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述无线通信系统中通常需要某些反馈控制电路！无线通信系统中通常需要某些反馈控制电路！u还要考虑高频电路中所用的元件、器件和组件，还要考虑高频电路中所用的元件、器件和组件，以及信道或接收机中的以及信道或接收机中的干扰与噪声干扰与噪声问题。问题。25高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 这些基本单元电路的组成、原理及有关技这些基本单元电路的组成、原理及有关技术问题，就是本书的研究对象。术问题，就是本书的研究对象。（2）信号的产生（第）信号的产生（第4章）章）（1）信号的

21、放大（第）信号的放大（第3章）章）（3）信号的频率变换（第）信号的频率变换（第5、6、7章）章）本书的内容：本书的内容：26高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 (1) 按工作频段或传输手段按工作频段或传输手段 有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。和卫星通信等。二、无线通信系统的类型二、无线通信系统的类型1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述u 射频实际上就是射频实际上就是“高频高频”的广义语，它是指适合的广义语，它是指适合无线电发射和传播的频率。无线电发射和传播的频率。可根据不同的方法来划分：可根据不同的方法来划分：u 工作频

22、率主要指发射与接收的射频工作频率主要指发射与接收的射频(RF)频率。频率。27高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 二、无线通信系统的类型二、无线通信系统的类型1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述 图的例子是半双工方式，将天线开关换成双工器图的例子是半双工方式，将天线开关换成双工器就成了双工方式。就成了双工方式。主要有主要有(全全)双工、半双工和单工方式。双工、半双工和单工方式。u 单工通信单工通信，指的是只能发或只能收的方式；，指的是只能发或只能收的方式；u 半双工半双工，既可以发也可以收但不能同时收发的方式；，既可以发也可以收但不能同时收发的方式；u双工通信双工通信，可以同时收发的通

23、信方式。，可以同时收发的通信方式。(2) 按通信方式按通信方式28高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 (3) 按调制方式按调制方式 有调幅、调频、调相以及混合调制等。有调幅、调频、调相以及混合调制等。二、无线通信系统的类型二、无线通信系统的类型1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述(4) 按传送的消息的类型按传送的消息的类型 (1) 按工作频段或传输手段按工作频段或传输手段(2) 按通信方式按通信方式 有模拟通信和数字通信，也可以分为话音通信、有模拟通信和数字通信，也可以分为话音通信、图像通信、数据通信和多媒体通信等。图像通信、数据通信和多媒体通信等。29高高频电频电子子线线路路第1章

24、绪 论 自然界中存在的电磁波的波谱很宽，如图：自然界中存在的电磁波的波谱很宽，如图：1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制 在电磁波谱中，波长最长的是无线电波。在电磁波谱中，波长最长的是无线电波。一般将频率低于一般将频率低于3*1011Hz的电磁波统称为无线电波。的电磁波统称为无线电波。30高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制对频率或波长进行分段，分别称为频段或波段。对频率或波长进行分段，分别称为频段或波段。波波 段段波长波长/m频率频率/MHz特特 点点说说 明明中、中、长波长波 200 30沿空间沿空间直线直线传播传播地地球球表表面面是是弯弯曲

25、曲的的，所所以以只只能限制在视线范围内。能限制在视线范围内。31高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制 不同频段信号的产生、放大和接收的方法不同频段信号的产生、放大和接收的方法不同，传播的能力和方式也不同，因而它们的不同，传播的能力和方式也不同，因而它们的分析方法和应用范围也不同。分析方法和应用范围也不同。 表中关于传播方式和用途的划分是相对而表中关于传播方式和用途的划分是相对而言的，相邻频段间无绝对的分界线。言的，相邻频段间无绝对的分界线。32高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 频段划分中的频段划分中的“高频高频”段，其范围为段，其范围为330

26、MHz，这是，这是“高频高频”的狭义解释，它指的就是短波频的狭义解释，它指的就是短波频段。段。广义的广义的“高频高频”指的是射频，其频率范围非常宽。指的是射频，其频率范围非常宽。目前的技术水平，目前的技术水平，“高频高频”的上限频率可达微波的上限频率可达微波频段（如频段（如3GHz）。）。1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制 只要电路尺寸比工作波长小得多，仍可用集中参只要电路尺寸比工作波长小得多，仍可用集中参数来分析实现，都可认为属于数来分析实现，都可认为属于“高频高频”范围。范围。 高频的解释：高频的解释：33高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 u在高频电路中，要处理的无线电信号主要

27、有在高频电路中，要处理的无线电信号主要有三种三种: 基带信号、高频载波信号和已调信号。基带信号、高频载波信号和已调信号。u这些无线电信号有多方面的特性，主要有这些无线电信号有多方面的特性，主要有时域特性、频谱特性、调制特性、传播特性时域特性、频谱特性、调制特性、传播特性等。等。1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制34高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 1.时间特性时间特性u 一个无线电信号，可将它表示为电压或电流的时一个无线电信号，可将它表示为电压或电流的时间函数，通常用时域波形或数学表达式来描述。间函数，通常用时域波形或数学表达式来描述。比较简单的如正弦波、周期性方波等，此法表示很方

28、便。比较简单的如正弦波、周期性方波等，此法表示很方便。u无线电信号的时间特性就是无线电信号的时间特性就是信号随时间变化快慢信号随时间变化快慢的特性。的特性。信号的时间特性要求传输该信号的电路的时间信号的时间特性要求传输该信号的电路的时间特性特性(如时间常数如时间常数)与之相适应。与之相适应。1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制35高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制2. 频谱特性频谱特性对于较复杂的信号(如话音信号、图像信号等)，用频谱分析法表示较为方便。直流分量直流分量基波分量基波分量36高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 2. 频谱特性频

29、谱特性1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制u 射频频率越高，可利用的频带宽度越宽。射频频率越高，可利用的频带宽度越宽。 带宽就是信号能量主要部分带宽就是信号能量主要部分(一般为一般为90%以上以上)所占据的频所占据的频率范围。率范围。不同的信号，其带宽不同，如话音的频率范围大致为不同的信号，其带宽不同，如话音的频率范围大致为100 Hz6 kHz，其，其主要能量集中在主要能量集中在300 Hz3400Hz。u 任何信号都会占据一定的带宽。任何信号都会占据一定的带宽。 不仅可以容纳许多互不干扰的信道，从而不仅可以容纳许多互不干扰的信道，从而实现频分复用或实现频分复用或频分多址频分多址，而且也

30、可以传播某些宽频带的消息信号，而且也可以传播某些宽频带的消息信号(如图像信如图像信号号)。37高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制3. 传播特性传播特性 指无线电信号的传播方式、传播距离、传播特点等。指无线电信号的传播方式、传播距离、传播特点等。电波的传播方式主要有：电波的传播方式主要有： 直射直射(视距视距)传播、绕射传播、绕射(地波地波)传播、折射和反射传播、折射和反射(天波天波)传播及散射传播传播及散射传播等。等。 决定传播方式和传播特点的关键因素是决定传播方式和传播特点的关键因素是 无线电信号的频率。无线电信号的频率。38高高频电频电子子线线

31、路路第1章 绪 论 直射传播直射传播地波地波天波天波散射传播散射传播39高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制3、传播特性、传播特性（1）地波）地波频率在频率在1.5MHz以下的中长波段主要沿地球表面传播。以下的中长波段主要沿地球表面传播。问题：问题：由于地球表面是由电阻的导体，当电磁波在它上面由于地球表面是由电阻的导体，当电磁波在它上面行进时，有一部分电磁能量被消耗，且频率越高，地面波行进时，有一部分电磁能量被消耗，且频率越高，地面波损耗越大！损耗越大！40高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制3、传播特性、

32、传播特性（2）天波）天波 频率在频率在1.530MHz的短波，主要靠天空中电离的短波，主要靠天空中电离层的折射和反射传播。层的折射和反射传播。问题：问题：电磁波到达电离层后，一部分能量被电离层吸收，电磁波到达电离层后，一部分能量被电离层吸收，一部分能量被折射和反射返回地面。但当频率超过一定值一部分能量被折射和反射返回地面。但当频率超过一定值后，电磁波会穿透电离层，不再返回地面！后，电磁波会穿透电离层，不再返回地面！41高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 电电 离离 层简介层简介电离层：电离层：地球外部包裹着厚厚的大气层，在大气层中离地地球外部包裹着厚厚的大气层，在大气层中离地面面60600

33、 km的区域称为电离层，它是由于太阳和星际空的区域称为电离层，它是由于太阳和星际空间的辐射引起大气电离而产生的。间的辐射引起大气电离而产生的。 电离层对通过的电波也有吸收作用，电离层对通过的电波也有吸收作用，频率越高的信号，频率越高的信号，电离层吸收能力越弱，或者说电波的穿透能力越强。因此，电离层吸收能力越弱，或者说电波的穿透能力越强。因此，频率太高的信号会穿过电离层而达到外层空间。另一方面，频率太高的信号会穿过电离层而达到外层空间。另一方面，电离层也是一层介质，对射向它的无线电波会产生反射与折电离层也是一层介质，对射向它的无线电波会产生反射与折射作用。射作用。 应当指出，由于电离层的状态随着

34、时间应当指出，由于电离层的状态随着时间(年、季、月、年、季、月、天、小时甚至更小单位天、小时甚至更小单位)而变化，而变化，因此，利用电离层进行的因此，利用电离层进行的短波通信并不稳定。短波通信并不稳定。但由于电离层离地面较高，因此，短波但由于电离层离地面较高，因此，短波通信还是一种价格低廉的远距离通信方式。通信还是一种价格低廉的远距离通信方式。42高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制3、传播特性、传播特性（3）直射传播（视距传播）直射传播（视距传播LOS） 频率在频率在30MHz以上。频率较高的超短波及其以上。频率较高的超短波及其更高频率的无线电波，

35、主要沿空间直线传播。更高频率的无线电波，主要沿空间直线传播。 直射传播方式可以通过直射传播方式可以通过架高天线、中继或卫星架高天线、中继或卫星等方式来扩大传输距离。等方式来扩大传输距离。43高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制3、传播特性、传播特性（4）散射传播）散射传播散射现象。散射现象。 适合的频率在适合的频率在400 6000MHz。 散射发生于粗糙表面、小物体或不规则物体散射发生于粗糙表面、小物体或不规则物体等许多地方。等许多地方。44高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 对对 流流 层层 在离地面大约在离地面大约1012 km范围内的大气

36、层称为范围内的大气层称为对对流层，流层，该层的空气密度较高，所有的大气现象该层的空气密度较高，所有的大气现象(如风、如风、雨、雷、电等雨、雷、电等)都发生在这一层。都发生在这一层。 需要指出，需要指出，散射是在电波通过的介质中存在小于散射是在电波通过的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个数非常大时产波长的物体并且单位体积内阻挡体的个数非常大时产生的，生的，因此，散射发生于粗糙表面、小物体或不规则因此，散射发生于粗糙表面、小物体或不规则物体等许多地方。物体等许多地方。 散射现象主要发生在对流层。散射现象主要发生在对流层。在这个层中由于大在这个层中由于大气湍流运动等原因形成的不均匀性就

37、是电波的散射源。气湍流运动等原因形成的不均匀性就是电波的散射源。散射具有很强的方向性和随机性。散射具有很强的方向性和随机性。45高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 长波信号以地波绕射为主；长波信号以地波绕射为主； 中波和短波信号可以以地波和天波两种方中波和短波信号可以以地波和天波两种方式传播，不过，前者以地波传播为主，后者式传播，不过，前者以地波传播为主，后者以天波以天波(反射与折射反射与折射)为主；为主； 超短波以上频段的信号大多以直射方式传超短波以上频段的信号大多以直射方式传播，也可以采用对流层散射的方式传播。播，也可以采用对流层散射的方式传播。1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制

38、3. 传播特性传播特性总结：总结：46高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制4、调制特性、调制特性调制在无线通信中的作用至关重要。调制在无线通信中的作用至关重要。（1）调制的定义）调制的定义（2）调制的基本方式）调制的基本方式三种信号：三种信号：调制信号、调制信号、 载波载波 、 已调波已调波本课程主要讨论：本课程主要讨论： 模拟消息模拟消息(调制调制)信号和正弦载波的模拟调制。信号和正弦载波的模拟调制。47高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 一、线性电子电路与非线性电子电路一、线性电子电路与非线性电子电路 电电子子器器件件严严格格讲讲是是非非线线

39、性性的的，但但依依使使用用条条件件不不同同，表现的非线性程度不同。为此，有如下两种应用：表现的非线性程度不同。为此，有如下两种应用： （1）线性电路：）线性电路： 对信号进行处理时，尽量使用器件特性的线性部分。对信号进行处理时，尽量使用器件特性的线性部分。电路基本是线性的，但存在不希望有的失真。电路基本是线性的，但存在不希望有的失真。（2）非线性电路：）非线性电路： 对信号进行处理时，使用了器件特性的非线性部分，对信号进行处理时，使用了器件特性的非线性部分，利用器件的非线性完成利用器件的非线性完成振荡、频率变换振荡、频率变换等功能。等功能。器件特性与使用条件密切相关，例如：器件特性与使用条件密

40、切相关，例如：1.3 本课程的特点本课程的特点48高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 小小信信号号条条件件下下，输输入入信信号号小小，在在一一定定条条件件下下电电路路可可用用线线性性等等效效电电路路表表示示，例例如如各各种种小小信信号号放放大大器器，器器件件的的特特性性归属线性电子线路。归属线性电子线路。 大大信信号号条条件件下下，输输入入信信号号大大，必必涉涉及及器器件件的的非非线线性性部部分分，例例如如功功率率放放大大器器。故故不不能能用用线线性性等等效效电电路路表表示示电电子子器器件的特征，而必须用非线性电路的分析方法。件的特征，而必须用非线性电路的分析方法。一、线性电子电路与非线性

41、电子电路一、线性电子电路与非线性电子电路1.3 本课程的特点本课程的特点 本书的绝大部分电路都属于非线性电路，本书的绝大部分电路都属于非线性电路， 一般都用非线性电路的分析方法。一般都用非线性电路的分析方法。器件特性与使用条件：器件特性与使用条件：49高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 1.3 本课程的特点本课程的特点 在工程上往往根据实际情况在工程上往往根据实际情况对器件的数学模型和对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似，电路的工作条件进行合理的近似，以便用简单的分以便用简单的分析方法获得具有实际意义的结果，析方法获得具有实际意义的结果，而不必过分追求而不必过分追求其严格性。其严

42、格性。 精确的求解非常困难，也不必要。精确的求解非常困难，也不必要。非线性电路的分析方法：非线性电路的分析方法：50高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 二、本课程的学习方法二、本课程的学习方法1.3 本课程的特点本课程的特点在学习本课程时，要抓住各种电路之间的共性，在学习本课程时，要抓住各种电路之间的共性，洞悉各种功能之间的内在联系，而不要局限于掌洞悉各种功能之间的内在联系，而不要局限于掌握一个个具体的电路及其工作原理。握一个个具体的电路及其工作原理。在学习本课程时必须要高度重视实验环节，坚持在学习本课程时必须要高度重视实验环节，坚持理论联系实际，在实践中积累丰富的经验。理论联系实际，在实

43、践中积累丰富的经验。掌握先进的高频电路掌握先进的高频电路EDA技术，也是学习高频电技术，也是学习高频电子线路的一个重要内容。子线路的一个重要内容。51高高频电频电子子线线路路第1章 绪 论 本章主要内容：本章主要内容：（1）介绍与高频电路有关的无线通信设备与系统）介绍与高频电路有关的无线通信设备与系统（2）无线电信号与调制）无线电信号与调制（3）高频电子线路的特点。）高频电子线路的特点。本章的重点：本章的重点：（1）无线通信系统的组成与工作原理）无线通信系统的组成与工作原理（2）无线电波的频段划分）无线电波的频段划分（3）“高频高频” 的含义的含义（4）无线电波的传播特性。）无线电波的传播特性。52高高频电频电子子线线路路