射頻微波工程介紹ppt課件(已修改)
2025-09-23 18:28 本頁面
【正文】 第 1章 射頻 /微波工程介紹 第 章1 第 1章 射頻 /微波工程介紹 常用無線電頻段 射頻 /微波的重要特性 射頻 /微波工程中的核心問題 射頻 /微波電路的應(yīng)用 射頻 /微波系統(tǒng)舉例 射頻 /微波工程基礎(chǔ)常識(shí) 微波器件的發(fā)展 第 1章 射頻 /微波工程介紹 第 章2 常用無線電頻段 當(dāng)今社會(huì) ,技術(shù)發(fā)展之迅猛 ,對(duì)人們生活影響之重大 ,首推無線電技術(shù) 。 射頻 /微波工程就是這一領(lǐng)域的核心 。 過去的 100多年來 ,人們對(duì)射頻 /微波技術(shù)的認(rèn)識(shí)和使用日趨成熟 。 從圖 11 所示無線電技術(shù)的發(fā)展歷史 ,無線通信是近年射頻與微波電路發(fā)展的最大推動(dòng)力 。 第 1章 射頻 /微波工程介紹 第 章3 圖 11 無線電技術(shù)的發(fā)展歷史 19 0 0 19 2 0 19 4 0 19 6 0 19 8 0 20 0 0年電報(bào)廣播雷達(dá)衛(wèi) 星 通 信 中 繼 通 信衛(wèi) 星 遙 感蜂 窩 移 動(dòng) 通 信直 播 衛(wèi) 星 全 球 定 位 自 動(dòng) 駕 駛個(gè) 人 信 系 統(tǒng) 圖 像 傳 輸 數(shù) 據(jù) 網(wǎng) 絡(luò)第 1章 射頻 /微波工程介紹 第 章4 對(duì)電磁波頻譜的劃分是美國國防部于第二次世界大戰(zhàn)期間提出的 ,后由國際電工電子工程協(xié)會(huì) （ IEEE）推廣 ,被工業(yè)界和政府部門廣泛接受 。 具體電磁波頻譜分段見表 11。 在整個(gè)電磁波譜中 ,射頻 /微波處于普通無線電波與紅外線之間 ,是頻率最高的無線電波 ,它的頻帶寬度比所有普通無線電波波段總和大 1000倍以上 ,可攜帶的信息量不可想象 。 一般情況下 ,射頻 /微波頻段又可劃分為米波 （ 波長 10～ 1 m,頻率 30～ 300 MHz） 、 分米波 （ 波長 10～ 1 dm,頻率 300～ 3000 MHz） 、 厘米波 （ 波長 10～ 1 cm,頻率 3～ 30 GHz） 和毫米波 （ 波長10～ 1 mm,頻率 30～ 300 GHz） 四個(gè)波段 。 其后是亞毫米波 、 遠(yuǎn)紅外線 、 紅外線 、 可見光 。 第 1章 射頻 /微波工程介紹 第 章5 表 11 第 1章 射頻 /微波工程介紹 第 章6 以上這些波段的劃分并不是唯一的 ,還有其他許多不同的劃分方法 ,它們分別由不同的學(xué)術(shù)組織和政府機(jī)構(gòu)提出 ,甚至還在相同的名稱代號(hào)下有不同的范圍 ,因此波段代號(hào)只是大致的頻譜范圍 。 其次 ,以上這些波段的分界也并不嚴(yán)格 ,工作于分界線兩邊臨近頻率的系統(tǒng)并沒有質(zhì)和量上的躍變 ,這些劃分完全是人為的 ,僅是一種助記符號(hào) 。 第 1章 射頻 /微波工程介紹 第 章7 對(duì)不同頻段無線電信號(hào)的使用不能隨意確定 。 也就是說 ,頻譜作為一種資源 ,各國各級(jí)政府都有相應(yīng)的機(jī)構(gòu)對(duì)無線電設(shè)備的工作頻率和發(fā)射功率進(jìn)行嚴(yán)格管理 。 國際范圍內(nèi)更有詳細(xì)的頻譜用途規(guī)定 ,即 CCIR建議文件 ,在這個(gè)文件中 ,規(guī)定了雷達(dá) 、 通信 、 導(dǎo)航 、 工業(yè)應(yīng)用等軍用或民用無線電設(shè)備所允許的工作頻段 。表 12是各無線電頻段的基本用途 。 各個(gè)用途在相應(yīng)頻段內(nèi)只占有很小的一段頻譜或點(diǎn)頻工作 。 第 1章 射頻 /微波工程介紹 第 章8 表 12 各無線電頻段的基本用途 第 1章 射頻 /微波工程介紹 第 章9 和平年代 ,在某個(gè)地區(qū) ,要避免用途不同的無線電設(shè)備使用相同的頻率 ,否則 ,將會(huì)帶來災(zāi)難性的后果 。相反地 ,在電子對(duì)抗或電子戰(zhàn)系統(tǒng)中 ,就是要設(shè)法掌握敵方所使用的無線電頻率 ,給對(duì)方實(shí)施毀滅性打擊 。 目前 ,發(fā)展最快的民用領(lǐng)域是移動(dòng)通信 。 巨大的市場潛力和飛速的更新步伐 ,使得這一領(lǐng)域成為全球的一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè) 。 表 13給出了常用移動(dòng)通信系統(tǒng)頻段分布及其工作方式 。 作為工科電子類專業(yè)的學(xué)生 ,有必要掌握這方面的知識(shí)。 第 1章 射頻 /微波工程介紹 第 章10 表 13 第 1章 射頻 /微波工程介紹 第 章11 一般地 ,射頻 /微波技術(shù)所涉及的無線電頻譜是表 11 中甚高頻 (VHF)到毫米波段或者 P波段到毫米波段很寬范圍內(nèi)的無線電信號(hào)的發(fā)射與接收設(shè)備的工作頻率 。 具體地 ,這些技術(shù)包括信號(hào)的產(chǎn)生 、 調(diào)制 、 功率放大 、 輻射 、 接收 、 低噪聲放大 、 混頻 、 解調(diào) 、 檢測 、 濾波 、 衰減 、 移相 、 開關(guān)等各個(gè)模塊單元的設(shè)計(jì)和生產(chǎn) 。 它的基本理論是經(jīng)典的電磁場理論 。研究電磁波沿傳輸線的傳播特性有兩種分析方法 。 一種是 “ 場 ” 的分析方法 ,即從麥克斯韋方程出發(fā) ,在特定邊界條件下解電磁波動(dòng)方程 ,求得場量的時(shí)空變化規(guī)律 ,分析電磁波沿線的各種傳輸特性； 第 1章 射頻 /微波工程介紹 第 章12 另一種是 “ 路 ” 的分析方法 ,即將傳輸線作為分布參數(shù)電路處理 ,用基爾霍夫定律建立傳輸線方程 ,求得傳輸線上電壓和電流的時(shí)空變化規(guī)律 ,分析電壓和電流的各種傳輸特性 。 用這兩種方法研究同一個(gè)問題 ,其結(jié)論是相同的 。 到底是用 “ 場 ” 的方法還是用 “ 路 ” 的方法 ,應(yīng)由研究的方便程度來決定 。 對(duì)于射頻 /微波工程中的大量問題 ,采用網(wǎng)絡(luò)方法和分布參數(shù)概念可以得到滿意的工程結(jié)果 ,而不是拘泥于 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)柠溈怂鬼f方程組及其數(shù)值解法 。 第 1章 射頻 /微波工程介紹 第 章13 在射頻 /微波頻率范圍內(nèi) ,模塊的幾何尺寸與信號(hào)的工作波長可以比擬 ,分布參數(shù)概念始終貫穿于工程技術(shù)的各個(gè)方面 。 而
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