高频电路 绪论

1、高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学 高频电子线路高频电子线路哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学1.本课程研究的对象和范畴2.通信系统的无线电发射和接收基本原理3.本课程的特点和学习方法 第一章第一章 绪绪 论论 主要内容主要内容高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学一、一、研究对象研究对象 通信系统中的发送设备和接收设备的各种高频通信系统中的发送设备和接收设备的各种高频功能电路功能电路的的功能、原理和基本组成。功能、原理和基本组成。二、研究范畴二、研究范畴 无线电波频段无线电波频段1 1、高频、高频：指本课程所讨论的频率范围是几百：指本

2、课程所讨论的频率范围是几百KHzKHz几百几百MHzMHz 2 2、功能、功能：指基本电路能够完成的信号传输和信号变换处理：指基本电路能够完成的信号传输和信号变换处理的具体工作任务的具体工作任务 第一节第一节 高频电子线路课程的高频电子线路课程的 研究对象研究对象高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学三、通信系统三、通信系统 1 1、什么是通信系统？、什么是通信系统？ 实现信息的传输所需的设备总和称为通信系统。实现信息的传输所需的设备总和称为通信系统。 2 2、通信系统的组成和方框图、通信系统的组成和方框图 一个通信系统应由输入变换器、发送设备、传输信道、一个通信

3、系统应由输入变换器、发送设备、传输信道、 接收设备和输出变换器五个基本部分组成。下图是通信系统接收设备和输出变换器五个基本部分组成。下图是通信系统 的组成方框图。的组成方框图。高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学3、通信系统的分类、通信系统的分类 按所用信道可分为：有线通信系统和无线通信系统按所用信道可分为：有线通信系统和无线通信系统 按通信方式可分为：双工、半双工和单工方式。按通信方式可分为：双工、半双工和单工方式。 按传输的基带信号可分为：模拟通信系统和数字通信系统。按传输的基带信号可分为：模拟通信系统和数字通信系统。高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页

4、哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学第二节第二节 无线电发送设备的无线电发送设备的 组成与基本原理组成与基本原理 一、无线电发送设备的原理一、无线电发送设备的原理1、基本任务、基本任务：无线电发送是以自由空间为传输信道，把需：无线电发送是以自由空间为传输信道，把需要传送的信息要传送的信息(声音、文字或图象声音、文字或图象)变换成无线电波传送变换成无线电波传送到远方的接收点。到远方的接收点。2、信息传输的基本要求、信息传输的基本要求: 希望传送距离远希望传送距离远 是要能实现多路传输，且各路信号传输时，应互不干扰是要能实现多路传输，且各路信号传输时，应互不干扰高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔

5、滨工程大学哈尔滨工程大学4、基带信号直接发送、基带信号直接发送 存在两个缺点存在两个缺点 很难实现多路通信。很难实现多路通信。要求有很长的天线，在工艺及使用上都是很困难的。要求有很长的天线，在工艺及使用上都是很困难的。3、基带信号的特点、基带信号的特点u不同的原始信息占有不同的频带宽度。不同的原始信息占有不同的频带宽度。u基带信号占有的频带属于低频范围。基带信号占有的频带属于低频范围。高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学 模拟调制模拟调制: :振幅调制振幅调制(AM) (AM) 频率频率调制调制(FM) (FM) 相位调制相位调制(PM)(PM)调制的定义调制的

6、定义:载波调制是用需传送的信息（基带信载波调制是用需传送的信息（基带信号）去控制高频载波振荡信号的三参量之一，使其号）去控制高频载波振荡信号的三参量之一，使其随需传送的信息成线性关系变化。随需传送的信息成线性关系变化。 4 4、载波调制传送方式、载波调制传送方式数字调制数字调制:振幅键控振幅键控(ASK) (ASK) 频率键控频率键控(FSK) (FSK) 相位键控相位键控(PSK)(PSK)调制方式调制方式高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学 二、无线电发送设备的组成二、无线电发送设备的组成( (以调幅广播为例以调幅广播为例) ) 1 1、组成方框图、组成方框

7、图缓冲器缓冲器高频高频放大器放大器AM 调制器调制器高频功率高频功率放大器放大器主振器主振器低频功率低频功率放大器放大器前置前置放大器放大器声电声电变换器变换器高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学3 3、信息传输的过程信息传输的过程主振器产生的高频振荡信号经缓冲或倍频主振器产生的高频振荡信号经缓冲或倍频, ,并通过并通过高频电压放大后作为高频载波电压送给振幅调制器。高频电压放大后作为高频载波电压送给振幅调制器。声音信号由声电变换器转换为电信号声音信号由声电变换器转换为电信号(基带信号基带信号),经过放大后送给低频放大器。经过放大后送给低频放大器。调制器将送来的高

8、频载波信号和基带信号调制器将送来的高频载波信号和基带信号 进行进行调制调制, 产生调幅波产生调幅波,通过高频功率放大、经天线以电通过高频功率放大、经天线以电磁波形式辐射出去磁波形式辐射出去高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学第三节第三节 无线电接收设备的无线电接收设备的 组成与基本原理组成与基本原理 一、无线电接收设备的原理一、无线电接收设备的原理1、基本概念基本概念：无线电接收过程正好和发送过程：无线电接收过程正好和发送过程相反，它的基本任务是将通过天空传来的电相反，它的基本任务是将通过天空传来的电磁波接收下来，并从中取出需要接收的信息磁波接收下来，并从中取出

9、需要接收的信息信号。信号。2、解调、解调：解调是调制的逆过程。即从已调波中：解调是调制的逆过程。即从已调波中恢复出原基带信号的过程。和模拟调制相对恢复出原基带信号的过程。和模拟调制相对应，也分为三种：检波、鉴频和鉴相。应，也分为三种：检波、鉴频和鉴相。 高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学三、直接放大式接收机三、直接放大式接收机特点：特点： 灵敏度较高，输出功率也较大，特别适用于固定频率灵敏度较高，输出功率也较大，特别适用于固定频率 的接收。的接收。 在用于多个电台接收时，其调谐比较复杂。在用于多个电台接收时，其调谐比较复杂。 高频小信号放大器的整个接收频带内，

10、频率高端的高频小信号放大器的整个接收频带内，频率高端的 放大倍数比放大倍数比 低端要低。低端要低。特点：特点：电路简单电路简单接收灵敏度太差，选择性也差，很少直接采用接收灵敏度太差，选择性也差，很少直接采用。二、直接检波式接收机二、直接检波式接收机高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学四、超外差接收机四、超外差接收机( (以调幅广播为例以调幅广播为例) )1 1、组成方框图、组成方框图 混混频频中频中频放大放大检检 波波 低频电低频电压放大压放大低频功低频功率放大率放大本机本机振荡振荡高频小高频小信号放信号放大大高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大

11、学哈尔滨工程大学 2、主要特点、主要特点 超外差接收机由于有固定频率的中频放大器，它不仅可超外差接收机由于有固定频率的中频放大器，它不仅可以实现较高的放大倍数，而且选择性也很容易得到满足。以实现较高的放大倍数，而且选择性也很容易得到满足。 可以同时兼顾高灵敏度与高选择性可以同时兼顾高灵敏度与高选择性. 电路比较复杂，且存在一定的干扰。电路比较复杂，且存在一定的干扰。高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学第四节第四节 无线信道及传播方式无线信道及传播方式无线信道无线信道: 自由空间、地球表面、海水自由空间、地球表面、海水传播方式传播方式：不同信道有不同的传输方式，相

12、同的不同信道有不同的传输方式，相同的媒介对于不同频率的信号，传输方式也不同。媒介对于不同频率的信号，传输方式也不同。例如：在自由空间媒介里，不同频率的电磁波却有着不同的传播方式高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学频带波长名称典型用途30300Hz104103km特低频水下通信；电报0.33kHz103102km音频数据终端；实线电话330kHz10210km甚低频远距离导航；声呐；电报；电话；频率标准低频(长波)中频(中波)高频(短波)甚高频(超短波)超高频(分米波)极高频(厘米波)特高频(毫米波)30300GHz101mm雷达着陆系统；射电天文；铁路设施；科学

13、研究0.33GHz10210cm电视广播；雷达；遥控遥测；导 航 ； 卫 星 通 信 ； 无 线 电 测高；移动通信330GHz101cm卫星通信；空间通信；微波接力；机载雷达；气象雷达；陆地机动车330MHz10210m国际定点通信；军用通信；商用调幅广播；飞机和船通信；岸与船通信30300MHz101m电视广播；调频广播；车辆通信；航空通信；导航设备30300kHz101km导航系统；航标信号；电报通信0.33MHz103102m商 用 调 幅 广 播 ； 业 余 移 动 通信；海军无线电通信；测向；遇险和呼救 一、一、无线电波的频段划分无线电波的频段划分高频电子线路高频电子线路退出下页上

14、页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学n特点：传播性能稳定可靠，但由于地面不是理想的导体有能量特点：传播性能稳定可靠，但由于地面不是理想的导体有能量的损耗。主要用于长距离通信、导航和广播。的损耗。主要用于长距离通信、导航和广播。 四、无线电波主要传播方式四、无线电波主要传播方式电波沿着地球弯曲表面传播，示意图如图所示电波沿着地球弯曲表面传播，示意图如图所示1、绕射传播（地波）、绕射传播（地波）地波（绕射）传播地波（绕射）传播 天波（反射和折射）传播天波（反射和折射）传播 直线（视距）传播直线（视距）传播电波在无线信道中传播电波在无线信道中传播的主要方式可分为三种：的主要方式可分为三种：适合频率适合

15、频率f：1.5MHz以下以下(为为200m以上以上)的中长波的中长波。高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学n特点：特点：电离层的特性受多种因素的影响，因此通信的稳定性电离层的特性受多种因素的影响，因此通信的稳定性较差，但传播距离远。主要用于广播、船舶通信、和飞行通较差，但传播距离远。主要用于广播、船舶通信、和飞行通信。信。利用电离层的折射和反射来实现传播，示意图如图所示。利用电离层的折射和反射来实现传播，示意图如图所示。电离层电离层电离层电离层2、折射和反射传播（天波）、折射和反射传播（天波）n适合频率适合频率f： 1.5MHz30MHz（10m200m)的短波

16、的短波高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学 电波从发射天线发出，沿直线传播到接收天线，如图所示波从发射天线发出，沿直线传播到接收天线，如图所示。 特点：这种传播的距离只限制在视距范围内（也叫视距传播） 增高天线可以提高直线传播的距离。3、直线传播（空间波）、直线传播（空间波）适合频率适合频率f：30MHz以上以上(波长波长为为10m以下以下) 的超短波的超短波。高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学通信卫星高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学 决定无线电波传播方式的关键是无线电信号的频决定无线电波传播方式的关键是无线电信号的频率（波长），长波信号以地波传播为主。中波和率（波长），长波信号以地波传播为主。中波和短波信号可以用地波和天波两种方式传播，而中短波信号可以用地波和天波两种方式传播，而中波以地波为主，短波以天波为主。频率较高的超波以地波为主，短波以天波为