fmf第1章绪论fp 高频电子线路 课件

哈尔滨工业大学2009.10

高频电子线路第一章绪论1.研究对象2.无线电发送设备的组成与原理3.无线电接收设备的组成与原理4.主要研究内容第一节研究对象一、通信系统信息的时代信息的传递：古代、现代信息的传递离不开通信系统一、通信系统信息的时代信息的传递：古代、现代信息的传递离不开通信系统

实现信息传输所需的设备总和称为通信系统。通信系统的基本组成通信系统基本组成框图输入变换器传输信道接收设备输出变换器发送设备麦克CCD数据喇叭LCD数据基带信号已调信号已调信号基带信号有线无线模拟数字双工半双工单工方式第一节研究对象二、研究对象高频电路是通信系统，特别是无线通信系统的基础，是无线通信设备的重要组成部分。

通信系统中的发送设备和接收设备的各种高频功能电路的功能、原理和基本组成。高频：指课程讨论的频率范围:几百K～几百MHz功能：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第一节研究对象三、无线电波电磁波：无线电波只是一种波长比较长（频率相对较低）的电磁波，占据的频率范围很广。对频率或波长进行分段，分别称为频段或波段。c=fλ无线电波的划分、传播方式与用途波段名称波长范围频率范围频段名称主要传播方式和用途超长波10~100km30~3kHz甚低频

VLF地波远距离导航；声纳；电报；电话长波1~10km300~30kHz低频

LF地波导航系统；航标信号；电报通信中波100~1000m3~0.3MHz中频

MF地波或天波/调幅广播；舰船无线通信；测向；遇险和呼救短波10~100m30~3MHz高频

HF天波或地波/调幅广播；短波通信；飞机与船通信；岸与船通信米波1~10m300~30MHz甚高频

VHF直线传播/电视广播；调频广播；航空通信；导航设备微波分米波10~100cm3~0.3GHz特高频UHF直线传播/电视广播；雷达；遥控遥测；导航；卫星通信；移动通信厘米波1~10cm30~3GHz超高频SHF直线传播/卫星通信；空间通信；微波接力；机载雷达；气象雷达毫米波1~10mm300~30GHz极高频EHF直线传播雷达着陆系统；射电天文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，因而它们的分析方法和应用范围也不同对于米波以上（λ≥1m）的信号通常用集总（中）参数的方法来分析与实现对于米波以下（λ<1m）的信号通常用分布参数的方法来分析与实现，当然，这也是相对的。电波在无线信道传播，发射————接收，能量损失很大只能接收极小一部分强度衰减大电波在无线信道中的主要传播方式：与信号频率相关地波（绕射）传播天波（反射和折射）传播直线（视距）传播散射传播、卫星中继等无线电波的主要传播方式（a）直射传播;（b）地波传播;（c）天波传播;（d）散射传播1、绕射传播（地波）电波沿着地球弯曲表面传播适合频率f：1.5MHz以下(λ为200m以上)的中长波特点：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。2、折射和反射传播（天波）

利用电离层的折射和反射来实现传播适合频率f：1.5MHz~30MHz（10m~200m)的短波特点：电离层特性受多种因素影响，因此通信稳定性较差，但传播距离远。主要用于广播、船舶通信、和飞行通信。电离层3、直线传播（空间波）

电波从发射天线发出，沿直线传播到接收天线适合频率f：30MHz以上(波长λ为10m以下)的超短波特点：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。通信卫星4、卫星中继等通信系统的基本组成通信系统基本组成框图输入变换器传输信道接收设备输出变换器发送设备麦克CCD数据喇叭LCD数据基带信号已调信号已调信号基带信号有线无线模拟数字双工半双工单工方式第二节无线电发送设备的组成与原理一、无线发送的基本任务无线电发送是以自由空间为传输信道，把需要传送的信息(声音、文字或图象)变换成无线电波传送到远方的接收点二、信息传输的基本要求传送距离要远要能实现多路传输，且各路信号传输时，应互不干扰三、基带信号的特点：不同的原始信息占有不同的频带宽度。基带信号占有的频带属于低频范围。直接发送基带信号存在的问题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。（天线的长度必须与电磁波的波长相近）（声音信号20Hz~20KHz，波长>15Km）四、载波调制传送方式：调制：载波调制是用需传送的信息（基带信号）（调制信号）去控制高频载波的参数，使载波信号的某一个或几个参数（振幅、频率或相位）按照需传送的信息（调制信号）的规律变化。调制方式模拟调制振幅调制(AM)频率调制(FM)相位调制(PM)数字调制振幅键控(ASK)频率键控(FSK)相位键控(PSK)五、无线电发送设备的组成(以调幅广播为例)

载波为COS(ωpt+φ)，信号为UΩmCOSΩt，调制器输出u(t)=Ucm(1+maCOSΩt)COS(ωpt+φ)u(t)的频率成分为：ωp+Ω和ωp-Ω第三节无线电接收设备的组成与原理一、无线电接收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信号。二、解调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。与模拟调制相对应，也分为三种：检波——振幅调制(AM)

鉴频——频率调制(FM)

鉴相——相位调制(PM)

三、直接检波式接收机特点：①电路简单②接收灵敏度太差，选择性也差，很少直接采用。选频电路检波器四、直接放大式接收机特点：①灵敏度较高，输出功率也较大，特别适用于固定频率的接收。②在用于多个电台接收时，其调谐比较复杂。③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低端要低。选频电路高频放大器低频电压放大器低频功率放大器检波器五、超外差接收机(以调幅广播为例)特点：①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——可以同时兼顾高灵敏度与高选择性②电路比较复杂，且存在一定的干扰无线通信系统的基本组成第四节主要研究内容本课程的主要研究内容：（1）高频振荡器（2）高频放大器（3）混频或变频（4）调制与解调本课程参考资料①阳昌汉主编.《高频电子线路学习指导》.高等教育出版社2006.②阳昌汉主编.《高频电子线路学习与解题指导》.哈尔滨工程大学出版社③高吉祥主编.《高频电子线路》.电子工业出版社2003.④于洪珍编著.《通信电子电路》.清华大学出版社2005.⑤顾宝良编著.《通信电子线路》.电子工业出版社2002.波段代号标称波长(cm)频率波长(GHz)波长范围(cm)L221-230-15S102-415-7.5C54-87.5-3.75X38-123.75-2.5Ku212-182.5-1.67K1.2518-271.67-1.11Ka0.827-401.11-0.