射频通信电路复习题与解答

习题1：1.1本课程使用的射频观点所指的频次围是多少？解：本课程采纳的射频围是30MHz~4GHz1.2列举一些工作在射频围的电子系统，依据表1-1判断其工作波段，并估量相应射频信号的波长。解：广播工作在甚高频（VHF）其波长在10~1m等1.3从到的距离约为1700km。假如要把50Hz的沟通电从输送到，请问两地沟通电的相位差是多少？解：84v310500.6kmfk170040.283330.62k10201.4射频通信系统的主要优势是什么？解：射频的频次更高，能够利用更宽的频带和更高的信息容量射频电路中电容和电感的尺寸减小，通信设施的体积进一步减小射频通信能够供给更多的可用频谱，解决频次资源紧的问题通信信道的空隙增大，减小信道的互相扰乱等等1.5GSM和CDMA都是挪动通信的标准，请写出GSM和CDMA的英文全称和中文含意。（提示：能够在互联网上搜寻。）解：GSM是GlobalSystemforMobileCommunications的缩写，意为全世界挪动通信系统。CDMA英文全称是CodeDivisionMultipleAddress,意为码分多址。1.6有一个C=10pF的电容器，引脚的散布电感为L=2nH。请问当频次f为多少时，电容器开始体现感抗。解：1wLf11.125GHzwC2LC既当f=1.125GHz时，电容器为0阻抗，f持续增大时，电容器体现感抗。1.7一个L=10nF的电容器，引脚的散布电容为C=1pF。请问当频次f为多少时，电感器开始体现容抗。解：思路同上，当频次f小于1.59GHz时，电感器体现感抗。1.81）试证明（1.2）式。2）假如导体横截面为矩形，边长分别为a和b，请给出射频电阻RRF与直流电阻RDC的关系。解：Rls,s关于同一个导体是一个常量当直流时，横截面积SDCa2当沟通时，横截面积SAC2aRDCa2a得：RAC2a22）直流时，横截面积SDCab当沟通时，横截面积SACab(a)(b)RDCRACab(a)(b)]得：[ab1.9已知铜的电导率为Cu6.45106S/m，铝的电导率为Al4.00106S/m，金的电导率为Au4.85106S/m。试分别计算在100MHz和1GHz的频次下，三种资料的趋肤深度。解：1f趋肤深度定义为：在100MHz时：Cu为2mmAl为2.539mmAu为2.306mm在1GHz时：Cu为0.633mmAl为0.803mmAu为0.729mm1.10某个元件的引脚直径为d=0.5mm，长度为l=25mm，资料为铜。请计算其直流电阻RDC和在1000MHz频次下的射频电阻RRF。解：Rl

s3获取它的直流电阻ZDC1.97510lZDF0.123它的射频电阻d1.11贴片器件在射频电路中有好多应用。一般使用数字直接标示电阻、电容和电感。有三个电阻的标示分别为：“203”、“102”和“220R”。请问三个电阻的阻值分别是多少？（提示：能够在互联网上查找贴片元件标示的规则）解：203是20×10＾3＝20K，102是10×10＾2＝1K，220R是22×10＾0＝22Ω1.12试编写程序计算电磁波在自由空间中的波长和在铜资猜中的趋肤深度，要求程序接收键盘输入的频次f，在屏幕上输出波长和趋肤深度。解：floatf;floatl,h;printf("Inputthefrequency:f=");scanf("%f",&f);l=3e8/f;h=1/sqrt(3.14*f*6.45*4*3.14);printf("wavelength:%f\n",l);printf("qufushendu%fm\n",h);getch();习题2：1．射频滤波电路的相对带宽为RBW=5%，假如使用倍数法进行表示，则相对带宽K为多少？解答：RBWfHfLfHfLfHfLK=lgfHK(dB)=20fLK=1.05K(dB)=0.42dB2．一个射频放大电路的工作频次围为：fL=1.2GHz至fH=2.6GHz。试分别使用百分法和倍数法表示该放大电路的相对带宽，并判断该射频放大电路能否属于宽带放大电路。解答：RBWfHfL2fHfLf0fHfLfHfL=2.1K=K(dB)=0.3dB因为K>2，它属于宽带放大电路3．仪表放大电路的频带宽度为：DC至10MHz。请分别计算该放大电路的绝对带宽和相对带宽，并判断该放大电路能否属于宽带放大电路。解答:绝对带宽：BWfHfL10MHzK20lgfH相对带宽：fL2所以它属于宽带放大电路。4．某射频信号源的输出功率为POUT=13dBm，请问信号源实质输出功率P是多少mW？解答:Pout(dBm)10lgPP20mw15．射频功率放大电路的增益为Gp=7dB，假如要求输出射频信号功率为POUT=1W，则放大电路的输入功率PIN为多少？GP10lgPoutPIN199mwPIN6．在阻抗为Z0=75的CATV系统中，假如丈量获取电压为20dBV，则对应的功率P为多少？假如在阻抗为Z=50的系统中，丈量获取同样的电压，则对应的功率P0又为多少？解答：V(dBuv)9010lgZ0P(dBm)P(dBm)V(dBuv)9010lgZ0当Z0=75时，P(dBm)=-88.7dBm当Z0=50时，P(dBm)=-86.9dBm7．使用（2.30）式定义的质量因数，计算电感L、电容C、电阻R并联电路的质量因数Q0。解答：假定谐振频次时，谐振电路获取的电压为V(t)V0cosw0tECTEC(t)dtT12w0cdt22(V0cosw0t)V0C0024V02ELTEL(t)dtT1)]2w0Ldt222C[I0cos(w0t4w02LV00024电阻R消耗的均匀功率为V20Ploss2R所以并联谐振电路的质量因数Q0为Q02ELECRw0CPloss8．使用图2-12（b）的射频开关电路，假如PIN二极管在导通和截止状态的阻抗分别为Zf和Zr。请计算该射频开关的插入消耗IL和隔绝度IS。解答：IL2Z0Zf20lg插入消耗Z02Z0ZrIS20lg隔绝度Z09．请总结射频二极管的主要种类、特征和应用领域。解答：种

特征

应用围类肖拥有更高的截止频次和更低的反向恢复特基二时间级管PI正偏置的时候相当于一个电流控制的可N二极变电阻，可体现特别低的阻抗，反偏置的是相

用于射频检波电路，调制和解调电路，混频电路等应用于射频开关和射频可变电阻管当于一平行平板电容变从导通到截止的过程中存在电流突变，二主要用于电调谐，容二极极管的等效电容随偏置电压而改变还可用作射频信号源管10．雪崩二极管、地道二极管和Gunn二极管都拥有负阻的特征，只管形成负阻的机理完整不一致。请设计一个简单的电路，利用二极管的负阻特征建立一个射频振荡电路。解答：0.108λZ0=50Ω50ΩZ0=50Ω0.135λ

D11．1）试比较射频场效应管与射频双极型晶体管构造和特征上的差别。2）试议论晶体管小信号模型和大信号模型的主要差别。请问可否使用晶体管大信号模型剖析射频小信号。解答：场效应管是单极性器件，只有一种载流子对通道电流做出贡献，属于压控器件，经过栅极-源极的电压控制源极-漏极电流变化；使用GaAS半导体资料MISFET的截止频次能够达到60—70GHz,，HEMT能够超出100GHz，所以在射频电路设计中常常采纳它们作为有源器件使用；双极型晶体管分为PNP和NPN两种种类，其主要差别在于各级的参杂种类不一致，属于电流控制器件，正常工作时，基极-发射极处于正偏，基极-发射极处于反偏；经过提升混杂浓度和使用交指构造，能够提升其截止频次，使其能够在整个射屡次段都能正常工作大信号模型是一个非线性模型，晶体管部的等效的结电容和结电阻会发生变化，小信号模型是一个线性模型，可以为晶体管的个参数保持不变。能使用晶体管的大信号模型剖析射频小信号。12．肖特基二极管的伏安特征为IISeVAIRS1此中反向饱和电流为IS21011A，电阻RS=1.5。试编写计算机程序，计算当V在0V~10V之间变化时，肖特基二极管电流I的变化。A#include"math.h"floatdl(floatVa){floati1;if(Va<0)printf("n<0,dataerror");elseif(Va==0)i1=0;elsei1=2*exp(Va-dl(Va-1)*1.5-1);return(i1);}voidmain(){floati;floatv=0;do{i=dl(v);printf("%f*10(-11)\n",i);v=v+1;}while(v<=10);getch();}习题3：1.

在“机会号”到达火星时，从火星到地球的无线电通信大概需要火星和地球之间的距离。解答：

20分钟。试估量当时s1ct18101122m2.观察从到的距离，假定互联网信号经过光纤传输，光纤的折射率为n=1.55。试估量互联网信号从到再返回的过程中，因为光纤传输产生的时间延缓。解答:从到的飞翔航程是1088公里.飞翔路线是交通工具中最大可能凑近于直线距离的，所以本题我们取1088公里1088210007.25mst108时间延缓：3设计特色阻抗为50W的同轴传输线，已知导体半径为a=0.6mm，当填补介质分别为空气（r=1.0）和聚乙烯（r=2.25）时，试分别确立外导体的径b。解答：60bZ0lnra适当填补介质为空气时b=1.38mm当填补介质为聚乙烯时b=2.09mmC=600pF。若同轴电缆的一端短4.设有无耗同轴传输线长度为l=10m，外导体间的电容为S路，另一端接有脉冲发生器和示波器，发现一个脉冲信号往返一次需0.1ms的时间。试求该同轴电缆的特色阻抗Z。0解答：tlvl/tc2.25vrrC

2lnba得Z0=8.385.特色阻抗为50W的传输线终接负载ZL，测得传输线上VSWR＝1.5。假如在负载处反射波反相，则负载ZL应当并联仍是串连阻抗Z，使传输线上为行波传输，并确立阻抗Z。解答：VSWR1.5l0.2在负载出反射波反相可得出负载处的电压反射系数为l0.200ZlZ0Zl75lZ0Zl6.所以应并联一阻抗Z=150，使传输线上为行波传输.l/8、l/4、无耗传输线特色阻抗为Z=100W，负载阻抗为Z=150－j100W。求距终端为0L/2处的输入阻抗ZIN。解答：时，ZINZljZ0ZljZ08时，ZINZljZ0Z02ZljZ04Zl时，ZINZl150j1007.2Z0=50W，工作频次为f=100MHz。假如终端连结电阻R=100W和电微带传输线特色阻抗为感L=10mH的负载。试计算1）传输线的VSWR；2）假如频次高升到500MHz，传输线上的VSWR。解答：ZlZ0RjwlZ0lZ0RjwlZ0Zl获取l确实切值当f=100MHz时l=0.98VSWR=99当f=100MHz时l=0.99VSWR=199LC并联谐振电路的谐振频次为f0=300MHz，电容C的电抗为XC=50W。若用特色阻抗为Z0=50W的短路传输线来取代电感L，试确立短路传输线的长度l。解答：ZINjZ0tglwl1wcl1(arctgwln)Z0l可得最短的短路传输线了8=0.125m无耗传输线特色阻抗Z0＝50W，工作频次为f=3GHZ，测得VSWR＝1.5，第一个电压波节点离负载的距离为lmin=10mm，相邻两波电压节点的距离为50mm。试计算负载阻抗Z及L终端反射系数GL。解答：VSWR1.5l0.2相邻两电压节点相差0.5=50mm可得=100mm第一个电压节点离负载lmin10mm0.2510100*3则负载应在0.255lZlZ0ZlZ0Zl=41.3j16.3|V|=100mV，最小值为10.传输线的特色阻抗为Z=50W，测得传输线上驻波电压最大值为|V0maxmin|=20mV，周边负载的第一个电压节点到负载的距离为lmin=0.33l。求负载阻抗Z。L解答：VSWRVMAXVmin=5VSWR1lVSWR1=0.67l0.2580.25258l0.67Zl=Zl2511.传输线的长度为l=0.82l，传输线上电压波腹值为50V，电压波节值为13V，波腹距负载0.032l。假如传输线特色阻抗为Z0=50W，求输入阻抗ZIN和负载阻抗ZL。解答：VVVVinc(1)VMAXVinc(1)VminVinc(1)VSWRVMAXVmin=0.5870.032波腹距负载0.032，所以负载点应在0.25=0.128所以终端负载的电压反射系数ZlZ0lZ0ZL124j86.9Zl=ZINZ0ZljZ0tglZ0jZltgl=13.8j11.512.特色阻抗为Z0=50W传输线终接负载阻抗为ZL=75+j100()。试求：负载反射系数L；2）传输线上的VSWR；3）最凑近负载ZL第一出现电压驻波的波腹点仍是波节点。解答：ZlZ01j4lZ0=5j4ZlVSWR1l4.61l所以最初出现波腹点13.1）证明无损传输线终端接纯电抗负载时，传输线上电压反射系数|G|=1，并从物理现象上解说。2）试证明无耗传输线上随意相距l/4的两点处的阻抗的乘积等于传输线特征阻抗的平方。解答：接纯电抗负载时ZljxZlZ0jxZ0lZ0=jxZ0Zl=1离负载端距离为l时，对应的阻抗为ZljZ0tglZINZ0Z0jZltglZIN(l)ZljZ0tg(l4)Z04Z0jZltg(l4)ZIN(l)*ZIN(l)Z024特色阻抗为Z0=50W的无耗传输线终端接负载ZL=100W，求负载反射系数L，以及负载前0.2l处输入阻抗ZIN和电压反射系数。解答：ZlZ01lZ03ZlZINZ0ZljZ0tglZ0jZltglZINZ01144.140INZINZ03%。从负载向信号源挪动时，试问：第一15.已知传输线的归一化负载阻抗为ZL碰到的是电压波节点仍是电压波腹点？并求它与负载间的距离l。解答：先遇波腹点ZlZ0lZlZ0=2.2557iarctg=50.97517.关于如图3-34所示无耗传输线系统，试计算负载Z获取的功率P。LLZG+ZLVG=10VZZ0.350.65图3-34解答：Zl在传输线的前端的等效阻抗为Zin则等效阻抗获取的功率1VG0.25wPl2ReZL因为是无耗传输线，所以等效阻抗获取的功率即为Zl实质获取的功率。10cm（f=1GHz，vp=0.77c）。若输入阻抗为18.特色阻抗为Z0=50W的无耗传输线，长度为ZIN=j60W，1）试用Smith圆图求出终端负载阻抗ZL；2）假如用短路终端取代该负载ZL，请确立输入阻抗Z.IN解答:终端负载阻抗为Zlj112.5假如用终端短路取代负载，则输入阻抗为Zinj14.1用阻抗圆图求出如图3-35所示电路的输入端输入阻抗ZIN。Z=10+j20ZinZZZinZB=j0.01SYLjS0.10.10.10.1(a)(b)ZinZZZLj1300.550.56(c)图解答:（a）Zin5.2j7.8(b)Zin29.4j21.7(c)Zin22.3j47.91）试依据微带传输线特色阻抗的计算公式，编写计算机程序，实现输入微带线各个参数（微带线宽度W，介质厚度h，介质相对介电常数r），输出微带线特色阻抗Z的功0能。2）设计“对分法”计算机程序，实现输入微带线特色阻抗Z0、介质厚度h和介质相对介电常数r，输出微带线宽度W的功能，而且考证。解答:编程思想请参照/*课本p49-52*/用的C语言编的#include"stdio.h"#include"math.h"floata,b,ef,r,u,w,h,z,f;/*z为特色阻抗ef为相对介电常数r为介质的介电常数*/floatqiua();floatqiub();floatqiuef();floatqiuf();floatqiuz();main(){printf("pleaseinputshus");scanf("%f%f%f",&w,&h,&r);u=w/h;qiua();qiub();qiuef();qiuf();qiuz();printf("%f\n%f\n%f\n%f\n%f",a,b,ef,f,z);getch();return0;}floatqiua()

/*

计算

a的值*/{a=1+log((pow(u,4)+pow((u/52),2))/(pow(u,4)+0.432))/49+log(1+pow((u/18.1),3))/18.7;return(a);}floatqiub()

/*

计算

b的值*/{b=0.564*pow((r-0.9)/(r+3),0.053);return(b);}floatqiuef()

/*

计算等效介电常数的值

*/{ef=(r+1+(r-1)*pow((1+10/u),-a*b))/2;return(ef);}floatqiuf()

/*

计算

F的值*/{f=6+(2*3.1415-6)*exp(-pow(30.666/u,0.7528));return(f);}floatqiuz()/*计算特色阻抗的值*/{z=120*3.1415*log(f/u+sqrt(1+pow(2/u,2)))/(2*3.1415*sqrt(ef));return(z);}2.#include"stdio.h"#include"math.h"floata,b,ef,r,u,z0,w;floatwl,wh,h,z,f,zl,zh;/*z表示中心的阻抗值*/floatt;floatqiua();floatqiub();floatqiuef();floatqiuf();floatqiuz();main(){printf("pleaseinputshus");scanf("%f%f%f",&h,&r,&z0);wl=0.10000;wh=10.00000;t=0.1;while(fabs(t)>1e-3){u=wl/h;qiua();qiub();qiuef();qiuf();zl=qiuz();u=wh/h;qiua();qiub();qiuef();qiuf();zh=qiuz();w=(wl+wh)/2;u=w/h;qiua();qiub();qiuef();qiuf();z=qiuz();t=(z-z0)/z0;if(z>z0){if(zh>z0)wh=w;elsewl=w;}else{if(zl>z0)wh=w;elsewl=w;}}printf("%10.6f",w);getch();}子函数同上21.

有一款免费的Smith圆图软件，大小只有几百kB字节。请在互联网上搜寻并下载该软件，经过帮助文件学习软件的使用方法，而后考证习题中利用Smith圆图计算的结果。解答:电子资源网能够找到

.习题4：1．比较两头口网络阻抗矩阵、导纳矩阵、转移矩阵、混淆矩阵的定义，议论四种网络参数的主要特色和应用。解答:见表4-12．剖析如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。所示T形网络的阻抗，求该两头口网络的矩阵[Z]、导纳矩阵[Y]和转移矩阵[A]。图错误!使用“开始”选项卡将

应用于要在此处显示的文字。

-错误!不决义书签。

T形网络解答:转移矩阵Z1Z1Z1Z3AB1Z3Z2Z2CD1Z3Z21Z2阻抗矩阵1Z1Z11Z121Z2Z2Z21Z22Z311Z2导纳矩阵1Z31YY12Z2Z211Y21Y22Z1Z2Z1Z3Z2Z311Z1Z23．一段电长度为l特征阻抗为Z的无耗传输线的转移矩阵[A]为0cosljZ0sinlA1lcosljsinZ0当传输线终端连结阻抗为ZL的负载时，试剖析该传输线输入阻抗ZIN与负载ZL的关系。解答:v1cosljZ0sinljsinlv2i1cosli2Z0v1v2coslji2Z0sinli1jv2sinli2coslZ0ZINv1Z0ZljZ0tgli1Z0jZltgl4．在射频放大电路设计中，为了提升放大电路的性能常常采纳共基极晶体管放大电路，如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。所示。依据射频晶体管的等效电路模型，请计算剖析给出等效电路的两头口网络的混合参数[h]。EBJTCBJTrCEICIEICIBEI'BCvEBrBEI'BrBCvCBBBBB图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。晶体管共基极放大电路解答:v1h11h12i1混淆矩阵i2h21h22v2h11v1|v20vEB|vCB0(1rBErCErBEi1iB)rCEh12v1|i10vEB|iB0(1rBErBEv2vCB)rCEh21i2|v20iC|vCB0(1rCErBEi1iB)rCErBEh22i2|i10iC|iB0(111v2vCB)rCErBErBC5．经过转移矩阵[A]能够方便地计算级联两头口网络的电路，所以常常波及到转移矩阵与其余网络参数的互相变换。请计算剖析给出转移矩阵[A]与导纳矩阵[Y]之间的互相转换计算公式。解答:转移矩阵v1ABv2i1CDi2v1Av2Bi2①i1Cv2Di2②在导纳矩阵中Y11i1|v20Cv2Di2|v20Dv1Av2Bi2BY12i1|v10v2利用条件v10代入①式得：Av2Bi2Y121CBDAB同理可得Y211BY22AB从而可用转移矩阵获取导纳矩阵YY1DCBDA1112Y21Y22B1A6．假如两个两头口网络的散射参数[S]分别为SA0.200.01SB2.10.012.10.300.200.30请判断两个两头口网络是有源网络仍是无源网络，并说明原由和相应可能的电路。解答：第一个是有源网络因其S211，对应的可能电路为放大器电路。第二个也是有源网络，因为其一端口的反射系数S11要大于1，可能的电路是振荡电路。7．无耗网络各端口的输入功率之和PIN和输出功率之和POUT相等。假如网络是有耗网络，将知足关系PIN>POUT；假如网络是有源网络，比如含有晶体管放大电路，将可能知足关系PIN<POUT。请使用散射参数[S]给出描述这些功率关系的条件。解答：22假如网络是有耗网络散射参数[S]知足S11S2112S212假如网络是有源网络散射参数[S]知足S111Z=Z，请证明该网络的散射参数[S]8．假如一个N端口网络的阻抗矩阵[Z]知足互易条件nmmn也知足互易条件Snm=Smn。解答：阻抗矩阵Z知足互易条件ZmnZnm，则Z*为对称矩阵Z=ZVZ0(ab)ZI1(ab)ZZ0(ZY0Z0)a(ZY0Z0)b由此得：SY0(ZZ0)1(ZZ0)Z0对其求转置，考虑Z0，Z0，Y0为对称矩阵得*Snm，得证SS，则S知足互易条件Smn9．使用T形电阻网络（如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。所示）能够设计射频衰减器。一个典型的3dB衰减器的散射参数为20S22021）请剖析3dB衰减器的特征；2）假如在阻抗Z0=50的射频系统中设计3dB衰减器，请给出T形电阻网络的元件参数。解答：S12S21说明他是互易网络22S11S211说明它是有耗网络QS21S12Z1Z2两边杰般配负载(50Z2)//Z3Z150(50Z2)//Z3502(50Z2)//Z3Z150Z22Z18.58Z28.58Z3141.3810．在射频通信系统中，常常使用Z0=50和Z0=75两种特征阻抗的电路。假如一个特性阻抗为Z0=50的传输线与ZL=75的负载直接连结，求负载电压反射系数L。假如入射的功率为PdBmW，请问负载获取的功率P是多少？INCL解答：lZlZ00.2ZlZ0Pl1Re(VI*)12b212(12(a)a)2220.96dBmw11．一个N:1的变压器能够剖析计算获取转移矩阵[A]。请自己剖析计算给出N:1变压器的散射参数[S]。解答：变压器知足：1a1(v12Z01b1(v12Z0

v1i11v2NNi2i1Z0)i1Z0)a21(v2i2Z0)2Z0b21(v2i2Z0)2Z0S11b1|a20a1a20时v2i2Z0S11b1|a20v1i1Z0a1v1i1Z0N1N1=NNS2121NN同理：Sb1|012a2a1S22b2|a0

2N1NNNa2

N1

N得出：1N12S1NN21NNN12．请剖析计算给出从链散射矩阵[T]到散射矩阵[S]的变换关系。假如[S]参数知足互易条件，请判断[T]矩阵能否也知足互易条件。解答:a1Tb2b1a2a1T11b2T12a2①b1T21b2T22a2②S11b1|a20T21a1T11S12b1|a10a2由a10T11b2T12a2代入②式S12b1|a10T11T22T21T12T11得：a2T111S22T12S21T11同理：T11可得散射矩阵1T21S1T12T11假如S知足互易条件，则链散射矩阵T也知足互易条件13．一个双极型晶体管在Z=50的系统中，使用矢量网络剖析仪丈量获取在900MHz0下散射参数为FREQS11MAGS11PHASES21MAGS21PHASES12MAGS12PHASES22MAGS22PHASE(MHz)(Degree)(Degree)(Degree)(Degree)9000.699509-117.58455.050356155.62910.042585128.07490.062917-102.3972求该晶体管的[Z]参数和[h]参数。（提示：编写计算机程序计算）14．在晶体管射频放大电路设计中，需要在晶体管的输入和输出端口连结般配电路，以获取最正确的性能。如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。所示的射频晶体管放大电路，输入端口和输出端口般配电路等效两头口网络的散射参数分别为[SM]和[SN]，晶体管等效两头口网络的散射参数为[ST]，信号源阻ZG和负载阻抗ZL均为实数。为了剖析般配电路的成效，需要确立输入般配网络的输入端电压反射系数IN和输入般配网络的输入端电压反射系数OUT错误!。请给出图使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。中射频放大电路的信号流图，并计算给出IN和OUT的表达式。ZG+输入输入VGZL般配电路般配电路IN[SM][ST][SN]OUT图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。射频晶体管放大电路解答：信号流图以下：bsagam1b2ma1tb2ta1nb2nFlbgb1ma2mb1ta2tb1na2nS12MS21ML其inS111S22MLTTNS12NS21Nl)S11TS21S12(S111S22NLl1S22T(S11NS12NS21Nl)1S22NlNS12NS21NsoutS221SNs11TTMS12MS21Ms)S12S21(S221S22NSS22Ts1S11T(S22MS12MS21Ms)1S11Ms习题5：1．议论巴特沃兹滤波电路、契比雪夫滤波电路、椭圆滤波电路的频次响应的特色，比较三种滤波电路的长处和弊端。解：参照表5-12．证明关于无耗滤波电路，散射参数[S]知足关系S2S211121解：2关于无耗两头口网络知足Pi0a*Tab*Tbi1既：S*T将散射矩阵代入上式，可得SI则：221S11S213．滤波电路如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。所示，参数已经在电路图上标明。ZG=50C=10pFL=10nHZL=50+VG=5VZ0=50Z0=50图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。习题滤波电路如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。所示，参数已经在电路图上标明。的电路图求：1）有载质量因数QL、无载质量因数

QF、外电路质量因数

QE；2）在谐振频次处，信号源输出功率POUT和负载获取的功率PL。解：0L

10C

0

1LC

108HzQER0//ZL251080LQLR0//ZL251080LQF在没有插入滤波电路时，电路处于完整般配状态，可获取负载获取的最2PLPINVG62.5mw8Z0大功率为：此功率即为入射滤波电路的功率，即为信号源的最大的输出功率POUT62.5mw在谐振频次处，L和C不用耗功率，依据电路的串连关系，负载获取的功率为1VG2RL62.5mwPL2ZGZL4．滤波电路如所示，参数已经在电路图上注明。L=10nHZG=50Z0=50C=10pFZL=50+Z0=50VG=5V图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。习题滤波电路如所示，参数已经在电路图上注明。的电路图求：1）有载质量因数QL、无载质量因数QF、外电路质量因数QE；2）在谐振频次处，信号源输出功率P和负载获取的功率P。OUTL解：L1＝108HzCQFr0LQEZ0ZL1001060L108QLZ0ZL1060LVG21VG2P62.5mwPL0(W)在谐振频次处OUT8Z，2ZGZL05．试比较0/4终端开路和终端短路传输线，与相应LC串连谐振电路和LC并联谐振电路的差别。解：短路和终端开路的传输线，只在4n处输入端的等效阻抗与相应的LC并联谐振电路和LC串连谐振电路的阻抗同样，在其余地方不可以和LC并谐振电路LC串连谐振电路的阻抗同样且变化率不同样。6．设计一个归一化巴特沃兹低通滤波电路，要求在两倍截止频次到处拥有不低于20dB的衰减。解：滤波电路以下所示：L1=0.7654L3=1.8478Z0=1ΩVGC2=C4=R=1Ω1.84780.76547．给出一个契比雪夫低通滤波电路的带插入消耗曲线，要求带涟漪为6dB，而且在两倍截止频次处拥有不低于50dB的衰减。解：ILMax10lg(1a2)6dBa1.732TN(2)coshNcosh124.4710lg1a2TNN50dB22因为Ｎ只好取正整数，所以N5知足条件。8．在DCS1800的射频通信系统中，下行信号频次的围为1805MHz—1880MHz。请设计一个集总参数带通滤波电路，通带的频次围与下行信号的频次围一致。要求通带涟漪为0.5dB，在2.1GHz频次处，滤波电路拥有不低于30dB的衰减。解：HL0.0407fH1880Hz,fL1805Hz,BW0f0(ff0)6.445将2.1GHz表示为归一化频次fHfLf0f使用0.5dB契比雪夫低通滤波器，在Ω＝6.445处，拥有大于30dB的衰减。参照图5-22,用二阶即N＝2，查表5-5，二阶0.5dB涟漪契比雪夫滤波电路的归一化参数为g01,g11.4029,g20.7071,g31.9841，取Z050作为标准阻抗131.344nH31.8pF99.2R50RVG26.48nF282.55pH9．终端开路的微带传输线，因为边沿场的存在能够等效为并联一个0.1pF的负载电容。已知在微带线特征阻抗为50，传输射频信号的相速度为1.5′108m/s，关于长度为1cm的微带传输线。考虑终端开路的边沿场效应，计算10MHz、100MHz、1GHz频率下，传输线的输入阻抗；并求在不同频次低等效理想的开路传输线的长度。解：ZL11j由jC2fC可得出在10MHz、100MHz，1GHz的频次下，0.1pF的负载电容的阻抗分别为：j15900,f10MHzZLj15900,f100MHzj1590,f1GHz20.01fl

1.5108可得：0.480,f10MHz4.80,f100MHz480,f1GHz代入等效阻抗公式：可得：j573.7Zinj573.6j42.3终端开路的传输线的长度1arctg(jZ0)Zin0.207ml0.207m得0.0207m10．利用两头口网络的转移矩阵，证明错误!未找到引用源。中Kuroda规则的第2个和第3个电路变换。解：[AL]1ZL01串连电感的转移矩阵为11SZ2[UE]S1S21单位元件的转移矩阵表示为Z2可获取原始电路的转移矩阵S1SZ21S2Z1SZ2SZ1111Z2Z1?S[A][AL][UE]1S2011S21S1Z2Z211SNZ11010[UE]S[AC]S1S21YC11右边，NZ1，NZ21S2NZ1S1Z1Z2[UE][AC]1S21SS1()NZ1Z2N1Z2Z1将代入得1S2Z1S(Z1Z2)1Z2[UE][AC]1S2S1Z2，得证。3.左侧：11SZ1Z2SZ1Z21111S[A][AC][UE]YC?SZ11S211S2S01Z11Z1右边：1SZ1N1N0NZ2SZ111S[A][UE][AC][Aj]S111YCS1Z22021SNZ101N1SZ1(1)NZ1把N的代入，得证。11．假如使用长度为0/4传输线的单位元件，证明Kuroda规则中的电路变换依旧合用。解：当使用长度为4的传输线作为单位元件时，该无耗传输线的转移矩阵为11ZUESS[UE]1S21SjtgZUE，此中2因为其转移矩阵的格式没有改变所以Kuroda规则关于4的传输线依旧建立。12．在某射频通信系统中，第一中频为fIF=200MHz。请设计一个截止频次为200MHz，在500MHz拥有50dB以上衰减的低通滤波电路。要求使用最少的元件实现滤波电路，而且通带带涟漪为3dB。解：5002.5200依据要求，滤波电路应在处有50db的衰减，据图5-21可获取起码需要4阶的归一化电路，据表5-4可得归一化滤波电路的参数为：g0g55.8095采纳首元件为串连电感利用映照到低通的公式L'Lw0C'Cw0得最后的电路为：50R136.8nH173.nH290.47R11.9pF9.4pF13．在GSM900的挪动通信系统中，在挪动接收机中需要在下行信号中滤除上行信号的扰乱。已知上行信号的频次围为890MHz—915MHz，下行信号频次的围为935MHz—960MHz。1）要求使用集总参数滤波电路，设计一个3阶带通滤波电路，通带波纹为3dB，中心频次为902.5MHz，带宽为25MHz。2）求该滤波电路对中心频次为947.5MHz下行信号的衰减。解：.查表5-4获取3阶3dB等涟漪归一化低通滤波器的归一化参数为：g01,g3g13.3487,g20.7117,g41依据式（5.76）和式（5.77）获取能取代电感电容的电感电容的值最后获取带通滤波电路以下图：1.1uH29.2fF90.6pF计算f=947.5MHz的归一化频次为f0(ff0)902.5(947.5902.5)fHfLf0f25902.5947.52插入消耗为3dB即IMax10lg(1a)3得a得滤波电路对下行信号中心频次的衰减为：

1.06uH29.2fF343.2pH3.514751IL10lg1a2TN244.59dB14．在“蓝牙”通信系统中，需要设计一个5阶最大光滑带阻滤波电路，要求中心频次为2.45GHz，带宽为15%，输入和输出阻抗为75。解：第一设计归一化低通滤波电路，据设计要求采纳5阶巴特沃兹滤波电路，参照表5-2可得归一化常数为：g0g61,g1g50.618,g2g41.618,g32采纳首元件为并联电容的滤波电路串连电感用终端短路的4传输线代替，并联电容用终端开路的4传输线替代微带线的特色阻抗可用带宽系数bf归一化参数计算：Z1Z5bf*g10.073Z3bf*g30.236Z2Z4bf*g20.191利用kurda规则获取最后的电路为Zue3=144.9RZue1=19.4RZue2=19.4RZue4=144.9RRg=75RVgRl=75RZ1=155.5RZ2=6.9RZ3=17.7RZ4=6.9RZ5=155.5R15．设计一个截止频次为5GHz的5阶线性相移低通滤波电路，要求给出集总参数滤波电路的原理图。假如使用电路板相对介电常数r=4.6，介质厚度为d=1mm，计算并给出微带滤波电路。解：依据设计要求，选用5阶线性相移的巴特沃兹滤波电路，其设计参数为g0g61,g10.9303,g20.4577,g30.3312,g40.209,g50.0718采纳首元件为并联电容的滤波电路，则C10.9303F,L20.4577H,C30.3312F,L40.209H,C50.0718F，以以下图：L2L4Z0C1C3C5R6f05GHz，实质低通滤波器中的参数为：~~~~~C129.6pF,L20.0145nH,C310.5pF,L40.00665nH,C52.3pF。原理图同上。采纳微带线，利用Kurda规则获取最后的电路为：Rg=50RZue3=79.05RZue1=46.985RZue2=13.805RZue4=96.65RVgRl=50RZ1=136.05RZ2=49.48RZ3=16.56RZ4=4.425RZ5=103.5R16．在射频通信电路中，设计一个7阶的阶跃阻抗低通滤波电路，要求截止频次为1GHz，拥有最大光滑的带响应。1）已知电路板的厚度为d=1mm，基质相对介电常数为r=3，请绘出微带滤波电路。2）假如采纳基质相对介电常数更高的瓷电路板（r=27），请从头绘出微带滤波电路，并对照滤波电路较尺寸的变化。解：先设计归一化的最大光滑巴特沃兹滤波电路，依据设计要求，需采纳7阶滤波电路。由表5-2,获取归一化元件参数为g0g81,g1g70.445,g2g61.247,g3g51.8019,g42选用ZHigh120和ZLow15。据阶跃阻抗低通滤波电路的传输线的长lHgNZ0ZHigh，串连电感lLgNZLow，并联电容度知足：Z0Z0取50，为波数，能够获取在r3,d1mm的介质基板上，微带阶跃阻抗低通滤波电路参数为滤波电路微带线元件归一化参宽度W/mm长度L/mm数并联电容g10.44512.141.288C1串连电感g21.2470.4155.579L2并联电容12.145.216g31.8019C3串连电感0.4158.948g42L4并联电容12.145.216g31.8019C5串连电感0.4155.579g21.247L6并联电容12.141.288g10.445C7滤波电路：当r27,d1mm时，参数为：滤波电路微带线元件归一化参宽度W/mm长度L/mm数并联电容g10.4453.2080.476C1串连电感g21.2470.003642.149L2并联电容g31.80193.2081.928C3串连电感g420.003643.447L4并联电容g31.80193.2081.928C5串连电感g21.2470.003642.149L6并联电容3.2080.476g10.445C7滤波电路以下：17．在滤波电路的实质丈量中，能够使用网络剖析仪方便地获取该两头口网络的S参数。在网络剖析仪上，|S11|和|S21|随频次变化的曲线能够直接显示在屏幕上。1）试证明|S11|和|S21|随频次变化曲线的交点对应于无耗滤波电路的截止频次。2）如果滤波电路存在功率消耗，|S11|和|S21|曲线的交点将会怎样变化。解：无耗滤波电路知足S11*S11S21*S211|S11|和|S21S11S21S21*S21S21212|的交点知足则IL10lgPOUT10lgS2123dB插入消耗PIN11|S21|随频次变化曲线的交得：|S|和点对应于无耗滤波电路的截止频次。2）无18．在卫星通信系统中，需要设计一个带通滤波电路。已知信号的中心频次为10GHz，带宽为300MHz。要求滤波电路拥有最大的光滑响应，而且在10.4GHz处具有不小于40dB的衰减。解：fHf01BW100.310.15GHz高端载频22fLf01BW9.85GHz低端载频2f0(ff0)2.615频次10.4GHz表示为归一化的频次fHfLf0f依据设计要求，需采纳5阶巴特沃兹滤波电路。查表5-2得滤波电路的归一化参数为g0g61,g1g50.618,g2g41.618,g32取50作为标准阻抗，得耦合微带线的奇模数特色阻抗与偶模特色阻抗为：iZ0Ji,i1Z0ZE00.27640.01067.60910.21741.50463.20420.12144.68256.78230.12144.68256.78240.21741.50463.20450.27640.0167.609在依据所给基质的性质得出最后的滤波电路。19．如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!未定义书签。所示的滤波电路，元件参数已经在图上注明，从滤波电路输入端看进去的输入阻抗为ZIN。1）试编写计算机程序，计算输入阻抗ZIN随频次变化的特征。2）试编写计算机程序，计算滤波电路的电压传达系数的模值|H(|，并剖析滤波电路的中心频次和频带宽度；3)绘出滤波电路的插入消耗的曲线，剖析滤波电路的类型。RG=5055.5nH79fF55.5nH79fF+0.932nHRL=504.72pFVGZIN图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。习题如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。所示的滤波电路，元件参数已经在图上注明，从滤波电路输入端看进去的输入阻抗为ZIN。1）试编写计算机程序，计算输入阻抗ZIN随频次变化的特征。2）试编写计算机程序，计算滤波电路的电压传达系数的模值|H(|，并剖析滤波电路的中心频次和频带宽度；3)绘出滤波电路的插入消耗的曲线，剖析滤波电路的种类。的电路图习题6：1．

在960MHz的频次下，负载阻抗ZL=100+j20W，要求经过L形般配网络将阻抗变换到Zin=10+j25W。请经过分析计算设计一个L形双元件般配电路，并在Smith圆图长进行考证。解：据剖析：可采纳以下图的般配电路1Zl//jwlZin据阻抗计算公式jwc分别实部与虚部可得：L6nHC29.3pF2．设计一个两元件L形般配电路，将负载阻抗ZL=100-j100W变换到输入阻抗in=25+j25W。Z解：据剖析：可采纳以下图的般配电路方法同上：L8.6nHC3.9pF3．晶体管T构成的放大电路要求输出负载导纳为YL，其输出般配电路采纳如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。的L形般配电路。求在700MHz的频次下集总元件电容C和电感L的数值。TCLRL=50YL图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。晶体管L形般配电路解：Yl11jwlRl1据要求：jwc方法同上：L19.1nHC2.3pF4．在Z0=50W的射频系统中，假如将负载阻抗ZL=25+j50W经过L形般配网络与信号源阻抗ZS=50W般配，请问有多少种可能的L形般配电路？假如负载阻抗是Z=10+j10W，请问有多少种可能的L形般配电路？L解：由课本图6-28所示，可有4中可能的L形般配电路知足要求，当负载阻抗为Zl10j10时，可有2种L形般配电路知足要求5．在Z0=50W的射频系统中工作频次为1GHz，负载阻抗为ZL=60-j30W，要求般配到输入阻抗为Zin=10+j20W，而且知足节点质量因数Qn<3。请设计T形电路实现阻抗般配。解：采纳以下图的般配电路此中C18.1pFL24.2nHC315.4pF6．

在1GHz的频次下，采纳如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。的p形般配电路。在Smith圆图上描述从RL到Zin的阻抗变化过程，估量输入阻抗Zin和节点最大质量因数Qn。图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!未定义书签。p形般配电路的计算解：Zin50最大质量因数Qn=0.2Smith圆图以下：7．在600MHz的频次下，请设计两个T形般配电路，将负载阻抗ZL=100W变换到输入阻抗为Zin=20+j40W，而且知足最大节点质量因数Qn=3。解：①此中C12.7pFL213.2nHC314pF②此中L125.9nHC25.3pFL326.5nH//////////////////////////下边的解法是把负载阻抗变为100的结果///////////////////////////ZL=10W8．在Smith圆图上设计一个工作在500MHz的多节般配电路，将负载阻抗变换到输入阻抗in=250W，要求节点质量因数n￡1。ZQ解：般配电路以下图34.7nH31nHZL9．采纳单分支般配电路，将负载阻抗ZL=80-j40W般配到Zin=50W的输入阻抗。已知单分支上使用的传输线的特色阻抗为Z01=50W，求分支上传输线长度lS和串连传输线特色阻抗Z02和长度lL。解：其设计过程以下图：此中ll0.295ls0.110．设计单分支般配电路将负载ZL=50W般配到输入阻抗Zin=100-j100W，见图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。，两段传输线的特色阻抗都是Z=Z=50W，并联分支采纳终端开路传输线0102的构造。1）求传输线长度lL和lS。2）假如并联分支使用终端短路构造，求传输线长度lL和lS。图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。单分支般配电路设计可获取ls0.159ll0.364假如使用终端短路构造可得：ls0.409ll0.36411．设计如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。所示的般配网络，以获取信号源电压反射系数GS=0.5D90°。1）求两段传输线的长度lL和lS。2）假如改为均衡式般配电路设计，从头计算各段传输线的长度。lLTZ02=50SlSZ01=50Z=50S图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。晶体管输入阻抗般配电路设计解：依据要求：ls0.137ll0.208改为均衡式般配电路设计原则,就是将并联分支改为对称的两个并联分支，经过改变并联分支传输线的特色阻抗或许长度做相应的变化，来保持均衡式并联电路的导纳与本来分支的导纳同样。本题中特色阻抗不会改变，所以只有改变传输线的长度，得：改变后的传输线的长度为l0.0845，这与经过smith所得的结果几本符合12．采纳错误!未找到引用源。的双分支般配电路构造，已知l1=l/8，l2=5l/8，l3=3l/8，全部传输线的特色阻抗均为Z0=50W。负载阻抗为ZL=20-j20W，需要匹配到信号源阻抗in=50W。请问负载L应当接在双分支般配电路的哪一侧？请计ZZ算两个并联分支传输线的长度lS1和lS2？解：负载Zl应接在双分支般配电路的右边，否则的话它会引入额外的消耗最后获取的ls10.2ls20.157（利用smith软件）。如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。双分支般配电路阻抗计算所示的双分支般配电路中，全部传输线的阻抗均为Z0=50W，三段传输线的长度分别为：l1=0.23l，l2=0.1l，d=l/8。当电路工作在1GHz的频次下，求输入端口的电压反射系数Gin。图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。双分支般配电路阻抗计算解：Zl60j159获取其在输入端的等效阻抗为：Zin获取输入端口的电压反射系数为in0.555.0714晶体管T的输入阻抗般配电路如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。所示，求从晶体管输入端向信号源看去的电压反射系数GS。0Z=750.460.1C=100pF0.10.1TZ0=30ZS=50Z0=50Z0=500Z0.46+=75VSS图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。晶体管输入般配电路计算解：从电源向后看，第一碰到一个特色阻抗为50的传输线因为电源的阻抗也为50所以等效过去以为50，也就是说一个阻抗经过串连一个电容100pF变为了50，所以我们反过去的时候应是串连一个电感其感抗与电容的容抗同样，而后挨次类推，获取最后的结果。比较无源偏置电路和有源偏置电路的优弊端。无源偏置电路有源偏置电路

长处电路构造简结必定上克制静态工作点受温度影响的偏移拥有必定的电压稳固性，可改善放大电路的静态工作点的稳固性采纳同样温度特征的低频和射频晶体管，可克制温度对静态工作点的影响

弊端对晶体管参数变化敏感对温度稳固性差比无源使用了更多的元件，电路板尺寸会增添，成本也增添议论双极型晶体管和场效管静态工作点与相应电路应用的关系。解：参照课本图6-57静态工作点A，工作凑近截止区和饱和区的交接地区，晶体馆的电流和电压均较小，适合于低噪声和小功率放大电路的状况；②静态工作点B，工作在凑近饱和区的地点，适合于低噪声大功率放大电路的状况③静态工作点C，工作在远离截止和饱和区位适合高输出功率的A类放大电路④静态工作点D，工作在凑近截止区的地点，适合于AB类和B类功率放大电路17.设计如错误!未找到引用源。所示的无源偏置电路。要求静态工作点为VCE=8V，IC=2mA，电源电压VCC=15V。已知晶体管的直流电流放大系数hFE=100，VBE=0.7V。提示：往常电阻E上的电压为电源电压CC的10%至20%；为了提升电路的稳固性，往常RV需要知足条件10RTH=hFERE。解：选用RE上的电压为VCC的10%即VE7.5VVCCVEVCE2.75kRCICVE0.742kREIBICR1R27.42k10RTHhFERERTH10RER1R2VCCVEVCEIBVBEVE12.82mA2.2VR1R2R1100R2R147.4kR28.797kV=12V，晶体管18设计如错误!未找到引用源。（a）所示的偏置电路。已知电源电压I=20mA，V=5V，V=0.75V，晶体管直流电流放大系数CC静态工作点为h=125。求般配CCEBEFE网络中电阻的阻值。解：直流通路简化为：VCCR3R1I1IBIC20.16mAVCCVCE0.347kR1I1VCCVBE26.56kR2IChFE19.设计如错误!未找到引用源。的有源偏置电路。要求T2的静态工作点为VCE2=8V，I=2mA，电源电压为V=15V。已知两个晶体管的直流电流放大系数h=100，V=0.7V。C2CCFEBE提示：设计晶体管T1的集电极电流IC1与晶体管T2的集电极电流IC2相等；经过电阻R1和R2的电流为晶体管T1基极电流IB1的20倍。解：其的直流通路可简化为：VCCR1R3IB2R2R4VCCVCE21.75kR3IC2IC1R40.7V0.35kIB1IC1IB2I220IB120IC10.4mAhFER21.4V3.5k0.4mAVCC1.4IB1R1I2R132.4k请分别给出晶体管共集电极放大电路无源偏置电路和有源偏置电路的原理图。解：无源偏置电路VCCR2R4VxR3CbR1RFcCbCcRFin有源偏置电路VCCRc250ΩCbRb1Rb2RFcCbCcCeRFinRe1如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。所示的晶体管放大电路，工作在maxT（a）画出等效直流电路模型；（b）确立能否有必需将射频线圈串连到

4kW、16kW

和

2.5kW

的电阻上。（c）画出沟通等效电路模型。16k2.5k0.1F

VCC=24V0.1F100nH100nH50pF30pFT500.1F50+4k1kVS图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。晶体管无源偏置电路计算解：直流通路2.5KΩ16KΩ4KΩ1KΩ沟通通路VCC2.5KΩ16KΩ100nH50Ω50Ω4KΩ1KΩ16k，25k处的射频线圈是必需的，他们和电容0.1uF一同用来隔绝射频信号的从而为晶体管供给适合的静态工作点，4k处的射频线圈是没有必需的，因为即便有射频信号经过它，静态工作点也是不会改变的习题7：1.判断以下各图中GS的稳固地区。各图中实线圆为圆为|GOUT|=1的输入稳固圆。其余参数已经在图上注明。

|GS|=1（Smith

圆图），虚线|OUT||S||S||OUT|(a)K>1,||>1,|S11|>1,|S22|>1(b)K>1,||>1,|S11|>1,|S22|>1|OUT||OUT||S||S|(c)K>1,||<1,|S11|<1,|S22|<1(d)K>1,||<1,|S11|<1,|S22|>12.射频晶体管的S参数为S0.8170°0.180°5.170°0.6240°试议论该射频晶体管的稳固性。假如器件是条件稳固（非绝对稳固），请在Smith圆图上画出输入和输出稳固圆并标出稳固地区。解：由绝对稳固准则：SSSS0.77109.32o112212211222KS11S220.5362S12S21明显K1,1，所以该器件是条件稳固。|Ｏｕｔ｜＝１|Ｉｎ｜＝１|Ｓ｜＝１|Ｌ｜＝１输入稳固圆输出稳固圆在设计一个射频放大电路时，有三个晶体管A、B、C能够供选择。试从稳固性的角度出发选出最好的一个晶体管。晶体管S11S12S21S22A0.34D10.06D74.3D800.45D-270°0°°50°B0.75D-0.2D705.0D900.51D6090°°°°C0.65D10.04D62.4D500.70D-640°0°°5°解：关于A：0.247j0.280.3748.6o，K1.6K1,1，该晶体管知足决定稳固条件。关于B：1.27j0.531.3822.65o，K1.04K1,1，该晶体管不知足决定稳固条件。关于C：0.153j0.350.3866.4o，K1.2K1,1，该晶体管知足决定稳固条件。由单参数判断准则有：A1.45，C1.05，即AC。所以应采纳晶体管A。以获取最大功率增益为目的，在Z0=50W的系统中设计一个射频放大电路。已知当工作在1GHz下，VCE=10V，IC=10mA时，晶体管的参数为0.5140°0S45°0.695°5要求给出输入般配电路和输出般配电路，并计算最大功率增益。解：由条件可知：K1,1，该晶体管知足决定稳固条件。由S120可知，本题属于单向传输状况，则有：inS11ZinZ0ZinZ00.383j0.32Zin50代入参数，得：Zin50，则：Zin(18.62j15.84)ZoutZ0outS22，可得：Zout(21.78j41)同理，由ZoutZ0般配网络由Smith圆图可得：651.4pH5.2nH2.1pF晶体管晶体管1.8pF输入般配电路输出般配电路GTmax1S212152.0817.17(dB)22最大功率增益为：1S111S22某射频放大电路鉴于Z0=50W进行设计，其晶体管的参数为S0.730°0490°0.50°假如信号源的阻为ZS=50W，负载端的电压反射系数为L0.590°。试求放大电路的变换功率增益GT、工作功率增益GP和可用功率增益GA。解：由S120可知，本题属于单向传输状况。则：inS11,outS22ZSZ00由ZSS50，则：ZSZ01GT变换功率增益GT:1

2212212SLL2S21S22LS21S22LinS1111.6510.66(dB)1212L工作功率增益GP：GP2S2121in1S22L4016.02(dB)121S2可用功率增益GA：GA2S2121S11S1out21.3313.29(dB)某个GaAsFET射频放大电路使用的场效应管的参数为0.5180°0S°°40.5459试问：1）该放大电路能否稳固？2）放大电路的最大功率增益是多少？3）在Z0=50W的系统中，放大电路输入阻抗是多少？4）在放大电路获取最大功率增益时，负载的阻抗是多少？解：由条件可知，此为单向传输状况。（1）由K和的定义，则：S11S22S12S210.25135o2221S11S22K2S12S21明显有K1,1，所以该放大电路是绝对稳固的。GTmax121228.4414.54(dB)2S211S111S22（2）inS11ZinZ0ZinZ0，则Zin16.67（3）ZLZ0（4）当放大电路获取最大功率增益时，有LS22，又因为LZLZ0，则ZL(68.51j65)计算射频系统的总功率增益和总噪声系数，参数如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。。混频器PINA2M3A4POUTA1A5F1=0.5dBF2=0.9dBF3=7.5dBF4=4.5dB5GA3=7.5dBGA4=16dBF=4.5dBGA1=14dBGA2=14dBGA5=16dB图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。射频系统框图解：总功率增益为：GAGA1GA2GA3GA4GA567.5dBFF21F31F41F51F1GA1GA2GA1GA2GA31.140.57(dB)总噪声系数：GA1GA1GA2GA3GA4射频接收系统的框图如图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。所示，计算系统总增益和总噪声系数。高放中放RF带通A混频器IF滤波器AIL=2dBF=4dBIL=4dBF=3dBG=10dBG=20dB图错误!使用“开始”选项卡将应用于要在此处显示的文字。-错误!不决义书签。射频接收系统框图解：总功率增益为：G24dBF1.5852.52.523.3755.3(dB)1.5851.585101.585102.5总噪声系数为：设计一个工作在2.0GHz的射频放大电路，实现最大功率增益，此中晶体管的散射参数为0.61170°0S32°0.7283°2.24使用集总参数器件设计出L型输入和输出般配网络。解：由条件可知：K1,1，该晶体管知足决定稳固条件。由S120可知，本题属于单向传输状况。则：inS11,outS220.61oZin50170Zin50,得Zin12.4j40.7283oZout50得Zout(19.12j54)Zout50,在Smith圆图中设计般配电路：2nH6.2nH2.8pF晶体管晶体管2pF输入般配电路输出般配电路10.一个GaAsFET射频晶体管工作在2GHz的频次下，直流偏置为VDS=3.5V、DDDSI=0.15′I=12mA。该晶体管的散射参数为S110.8051.9°S120.04554.6°S212.15128.3°S220.7330.5°噪声参数为Fmin1.25dBopt0.7360°Rn19.4使用该晶体管设计一个工作在2GHz拥有最小噪声系数的射频放大电路，并求出该低噪声放大电路的最大功率增益。解：当拥有最小噪声系数的时候，需要知足条件：Sopt0.7360o晶体管输出端口的电压反射系数：outS22S12S21So1S11S要在最小噪声系数的条件下获取最大功率增益，需要在输出端口知足阻抗共轭般配条件，即Lout，则最大功率增益GLNmax为:12GLNmax12out2S21121S11S12S21outS22out1S22out14.6230.61630.214.8(dB)使用负反应技术设计一个宽带射频放大电路，要求在Z0=50W的系统中实现GT=10dB的功率增益。求：1）放大电路的电压放大倍数；2）并联反应电阻R2的值；3）晶体管的转移电导g的最小值。m解：（1）功率增益为T10dB，电压放大倍数为103.16G=10dB，则相应的电压增益为（2）由R2Z0(1GT)，则R2208()gmR20.0832(S)Z02（3）由，所以晶体管的转移电导最小值为0.0832S12.采纳典型的负反应放大电路，已知晶体管在1GHz的S参数为：S110.978°S217.7177°S220.977°为了在50W的射频通信系统中使用，并获取GT=10dB的变换功率增益，输入和输出电压驻波系数要求VSWRin?1和VSWRout?1，求并联反应电阻R2的值。解：由

R2

Z0(1

GT

)可得，

R2

208()设计晶体管功率放大电路的输入和输出般配电路，已知晶体管大信号的S参数0.67140°0.0415°S125°为2.3230°0.461dB30dBm1dB10dB，并求出工作在1dB增益压缩点时，需要输入的射，P，G频功率。K1,1解：由条件可知：，该晶体管知足决定稳固条件。B1.2,B20.72,Co,C2o11B1B124C120.625138.62o则：SMS2C1B2B2224C20.81235.6oLML2C2S11S12S21L0.6o那么：in1S22139.6LoutS22S12S21S0.32j0.470.57235.75o1S11S可得，Zin(6.8j17.74)，Zout(17.3j24)在Smith圆图中设计般配电路：2.3pF3.8nH1.6nH晶体管晶体管2.2pF输入般配电路输出般配电路工作在1dB增益压缩点时：Pin,dB(dBm)P1dB(dBm)G1dB20dBm某射频晶体管从100MHz到1500MHz频次围的S参数为f(MHz)S11S21S12S22|S21|2Mag.Ang.Mag.Ang.Mag.Ang.Mag.Ang.(dB)