高频电子线路绪论

1、 通信的基本知识通信的基本知识调制调制 无线通信系统的组成无线通信系统的组成 非线性电子线路的基本概念非线性电子线路的基本概念高频电子线路：高频电子线路： 研究研究无线通信系统无线通信系统的基本电路。的基本电路。高频与低频电子线路的区别核心在于高频与低频电子线路的区别核心在于对于高频信号传输与处理。对于高频信号传输与处理。一、通信与通信系统的概念一、通信与通信系统的概念通信：通信：人与人、人与自然通过某种行为或者媒介进人与人、人与自然通过某种行为或者媒介进行信息交流传递行信息交流传递电通信系统：利用电信号或光信号实现信息传递的系统电通信系统：利用电信号或光信号实现信息传递的系统无线通信：无线通

2、信： 自由空间是传输媒介。如：广播、蓝牙、手自由空间是传输媒介。如：广播、蓝牙、手机、卫星。机、卫星。有线通信：传输媒介是同轴电缆、双绞线、光缆。有线通信：传输媒介是同轴电缆、双绞线、光缆。无线通信发展历史：无线通信发展历史：1861年（麦克斯韦发现电磁波年（麦克斯韦发现电磁波,建立理论）建立理论） 1888 年年(赫兹实验证明电磁波存在赫兹实验证明电磁波存在) 1896年（马可尼无线通信实验成功）年（马可尼无线通信实验成功） 现代通信：现代通信：2G 4G一、通信与通信系统的概念一、通信与通信系统的概念无线通信与有线通信的对比：无线通信与有线通信的对比：安全、稳定安全、稳定二、无线电波的传播

3、方式及其应用二、无线电波的传播方式及其应用无线电波波长：无线电波波长： (30Km-1mm) 二、无线电波段的划分二、无线电波段的划分波段波段名称名称波长范围波长范围频率范围频率范围频段频段名称名称超长波超长波100 10 km3 30 kHz甚低频甚低频VLF长波长波中波中波短波短波超短波超短波(米波米波)10 1 km1000 200 m200 10 m10 1 m30 300 kHz0.3 1.5 MHz1.5 30 MHz30 300 MHz低频低频 LF中频中频 MF高频高频 HF甚高频甚高频VHF微微波波分米波分米波厘米波厘米波毫米波毫米波亚毫米波亚毫米波100 10 cm10 1

4、 cm10 1 mm1 0.1 mm0.3 3 GHz3 30 GHz30 300 GHz300 3000 GHz特高频特高频UHF超高频超高频SHF极高频极高频EHF超极高频超极高频光波光波100 1 m3 300 THz1T=1012fc中波广播中波广播 530kHz1602kHz短波短波 5.818MHzFM 88108MHz二、无线电波的传播方式及其应用二、无线电波的传播方式及其应用沿地面传播沿地面传播长波、超长波长波、超长波特特 点点传输稳定，传输稳定，远距离传输远距离传输沿空间沿空间直线传播直线传播（视距传播）（视距传播）超短波以上超短波以上距离短距离短依靠电离依靠电离层传播层传播

5、电离层电离层短波短波( (地波地波) )( (空间波空间波) )( (天波天波) )距离远距离远长波长波(包括超长波包括超长波)是指频率为是指频率为300kHz以下的无线电波。由于大气层中的电离层对长波有强烈的吸以下的无线电波。由于大气层中的电离层对长波有强烈的吸收作用，长波主要靠沿着地球表面的地波传播收作用，长波主要靠沿着地球表面的地波传播,其传播损耗小，绕射能力强。频率低于其传播损耗小，绕射能力强。频率低于30kHz的超的超长波，能绕地球作环球传播。长波传播时，具有传播稳定，受核爆炸、大气骚动影响小等优点。长波，能绕地球作环球传播。长波传播时，具有传播稳定，受核爆炸、大气骚动影响小等优点。

6、在海水和土壤中传播，吸收损耗也较小。由于长波需要庞大的天线设备，我国广播电台没有采用在海水和土壤中传播，吸收损耗也较小。由于长波需要庞大的天线设备，我国广播电台没有采用长波长波(LW)波段，主要用于对潜艇的通信和远洋航行的舰艇通信等。所以，国产收音机一般都没有波段，主要用于对潜艇的通信和远洋航行的舰艇通信等。所以，国产收音机一般都没有长波长波(LW)波段。波段。 中波是指频率为中波是指频率为300kHz3MHz的无线电波。它可以靠电离层反射的天波形式传播，也可靠沿地的无线电波。它可以靠电离层反射的天波形式传播，也可靠沿地球表面的地波形式传播。白天，由于电离层的吸收作用大，天波不能作有效地反射，

7、主要靠地波球表面的地波形式传播。白天，由于电离层的吸收作用大，天波不能作有效地反射，主要靠地波传播。但地面对中波的吸收比长波强，而且中波绕射能力比长波差，传播距离比长波短。对于中传播。但地面对中波的吸收比长波强，而且中波绕射能力比长波差，传播距离比长波短。对于中等功率的广播电台，中波可以传播等功率的广播电台，中波可以传播300km左右。晚上，电离层的吸收作用减小，可大大增加传播左右。晚上，电离层的吸收作用减小，可大大增加传播距离。无线电广播中的中波距离。无线电广播中的中波(MW)频率范围我国规定为频率范围我国规定为5351605kHz，所以国产收音机的中波，所以国产收音机的中波(MW)接收频率

8、范围为接收频率范围为5351605kHz。 短波是指频率为短波是指频率为330MHz的无线电波。短波的波长短，沿地球表面传播的地波绕射能力差，传播的无线电波。短波的波长短，沿地球表面传播的地波绕射能力差，传播的有效距离短。短波以天波形式传播时，在电离层中所受到的吸收作用小，有利于电离层的反射。的有效距离短。短波以天波形式传播时，在电离层中所受到的吸收作用小，有利于电离层的反射。经过一次反射可以得到经过一次反射可以得到1004000km的跳跃距离。经过电离层和大地的几次连续反射，传播的距的跳跃距离。经过电离层和大地的几次连续反射，传播的距离更远。无线广播中的短波离更远。无线广播中的短波(SW)频

9、率范围我国规定为频率范围我国规定为224MHz，有的收音机又把短波波段划分，有的收音机又把短波波段划分为短波为短波1(SW1)、短波、短波2(SW2) 超短波是指波长为超短波是指波长为110m(频率为频率为30300MHz)的无线电波。它的频率很高，波长很短，绕射能力的无线电波。它的频率很高，波长很短，绕射能力很弱，地面上不大的障碍物，对它都有较大影响，地的吸收能力也很强，一般不适于地波方式传很弱，地面上不大的障碍物，对它都有较大影响，地的吸收能力也很强，一般不适于地波方式传播。由于超短波的频率高，电离层无法反射，所以也不适于天波方式传播。超短波主要靠空间波播。由于超短波的频率高，电离层无法反

10、射，所以也不适于天波方式传播。超短波主要靠空间波方式传播。空间波一般是由直射波和地面反射波组成的，它的最大传播距离为视线距离。当考虑方式传播。空间波一般是由直射波和地面反射波组成的，它的最大传播距离为视线距离。当考虑大气折射时，实际有效传播距离大气折射时，实际有效传播距离d是可以计算的，所以，使用超短波段的广播电视和调频立体声广是可以计算的，所以，使用超短波段的广播电视和调频立体声广播，传播距离有限，一般只有几十播，传播距离有限，一般只有几十km，为增加其传播距离，可采取架高发射、接收天线和接力通，为增加其传播距离，可采取架高发射、接收天线和接力通信等措施。信等措施。波段名称波段名称传播传播主

11、要应用主要应用超长波超长波地波地波潜艇通信、远洋通信、远程导航、潜艇通信、远洋通信、远程导航、发送标准时间信号等发送标准时间信号等长波长波地波地波除上述外，还用于低下通信除上述外，还用于低下通信中波中波地波为主地波为主广播、导航、船舶通信、飞行通信、船港通信等广播、导航、船舶通信、飞行通信、船港通信等短波短波天波为主天波为主中远距离的广播与通信等中远距离的广播与通信等超短波超短波(米波米波)空间波空间波调频广播、电视、移动通信、雷达、导航等调频广播、电视、移动通信、雷达、导航等微微波波分米波分米波厘米波厘米波毫米波毫米波亚毫米波亚毫米波空间波空间波电视、雷达、卫星通信、中继通信等电视、雷达、卫

12、星通信、中继通信等光波光波无线电波段的划分与无线电波的传播无线电波段的划分与无线电波的传播主要要求：主要要求： 了解无线电波段的划分了解无线电波段的划分了解无线电波的传播方式及其特点了解无线电波的传播方式及其特点三、调制的概念及其意义三、调制的概念及其意义 用基带信号去控制高频信号的某一参数，使该参数用基带信号去控制高频信号的某一参数，使该参数按照基带信号的规律变化的过程，称为调制。按照基带信号的规律变化的过程，称为调制。 基带信号也称为调制信号；未调制的高频信号称为基带信号也称为调制信号；未调制的高频信号称为载波信号；载波信号； 经调制后的高频信号称为已调信号经调制后的高频信号称为已调信号

13、用基带信号去控制高频信号的用基带信号去控制高频信号的振幅振幅，称为，称为调幅调幅 AM 频率频率，称为，称为调频调频 FM 相位相位，称为，称为调相调相 PM1. 天线尺寸大于信号波长的十分之一，信号才能有效发射。天线尺寸大于信号波长的十分之一，信号才能有效发射。例如例如 f = 1 kHz，则，则00km3s/10m/s10338fC天线长度需大于天线长度需大于30km ，显然是不现实的，显然是不现实的常用基带信号频率范围：常用基带信号频率范围： 图像信号图像信号 06MHz 语音语音 300Hz 3.4kHz 音乐音乐 16Hz 20kHz 直接进行传输是不现实的。直接进行传输是不现实的。

14、2. 实现信道的频率复用实现信道的频率复用三、通信系统的分类三、通信系统的分类根据信道不同分根据信道不同分有线通信系统有线通信系统无线通信系统无线通信系统根据基带信号不同分根据基带信号不同分模拟通信系统模拟通信系统数字通信系统数字通信系统广播通信系统广播通信系统电视通信系统电视通信系统双工：双工： 发送者发送者接收者接收者 如如电话电话单工：单工： 发送者发送者接收者接收者 如如广播、电视广播、电视半双工：半双工： 发送者发送者接收者接收者 如如对讲对讲根据通信方式不同分根据通信方式不同分四、通信系统的基本组成四、通信系统的基本组成信源信源输入输入变换器变换器发送发送设备设备信道信道接收接收设

15、备设备输出输出变换器变换器输输出出基带信号基带信号 (低频信号低频信号)调制调制已调信号已调信号(高频信号高频信号)噪声与干扰噪声与干扰解调解调基带信号基带信号典型的无线模拟通信系统典型的无线模拟通信系统直接传输模拟信号的通信系统直接传输模拟信号的通信系统以典型的中短波调幅广播通信系统以典型的中短波调幅广播通信系统1.1 1.1 通信与通信系统通信与通信系统主要要求：主要要求： 掌握通信系统的基本组成及各组成部分的作用掌握通信系统的基本组成及各组成部分的作用了解调幅广播通信系统的基本组成及各组成部了解调幅广播通信系统的基本组成及各组成部分的作用分的作用理解通信系统中为何要采用调制技术理解通信系

16、统中为何要采用调制技术1.2 非线性电子线路的基本概念非线性电子线路的基本概念 线性电路线性电路 全部由线性或处于线性工作状态的元器件全部由线性或处于线性工作状态的元器件组成的电路组成的电路 非线性电路非线性电路 有一个以上非线性元器件组成的电路有一个以上非线性元器件组成的电路 线性元件：线性元件： R、L、C 非线性元件：非线性元件： 二极管、三极管二极管、三极管.uiOUIuiOIQUQQ u i 非线性元件在正弦波作用下的波形非线性元件在正弦波作用下的波形uiOIQUQQuttiO线性线性非线性非线性非线性电路的基本特点非线性电路的基本特点设设 i = a u2当当u = u1 + u2则则 i = a (u12+ u22 + 2u1u2) i = a(U21mcos2 1t + U22mcos2 2t + 2U1mcos 1tU2mcos 2t)设设 u1 = U1m cos 1tu2 = U2m cos 2t)2cos1(a11m221tU )2cos1(a2