射频通信电路 杜正伟 东主楼11区216房间 电话:62784107 E-mail: zwdulamail tsinghua. edu. cn
1 射频通信电路 杜正伟 东主楼11区216房间 电话: 62784107 E-mail: zwdu@mail.tsinghua.edu.cn
绪论 前期课:微波技术,电子线路 内容:微波电路理论,应用技术, 半导体知识,通信系统概念
2 绪 论 前期课：微波技术， 电子线路 内 容：微波电路理论，应用技术， 半导体知识，通信系统概念
本课的相关课程与技术 相关课程: 电磁场-基础课电场磁场分布,电波传播 微波技术-无源电路分布参数、传输线、微波网络、 滤波器、匹配、阻抗变换 射频电路-有源电路放大、振荡、变频、滤波、收发信机 有源电路定义: 中国习惯指含半导体器件的各种电路 英文书刊: active circuit仅指有高频能量增长的电路如放大器、振荡器 passive circuit指无能量增长的电路 如:混频器、检波器、开关、限幅器 信息工业领域: 信息采集-信息传输--信息处理
3 本课的相关课程与技术 相关课程： 电磁场 -- 基础课 电场磁场分布，电波传播 微波技术--无源电路 分布参数、传输线、微波网络、 滤波器、匹配、 阻抗变换 射频电路--有源电路 放大、振荡、变频、滤波、收发信机 有源电路定义： • 中国习惯指含半导体器件的各种电路 • 英文书刊: active circuit 仅指有高频能量增长的电路如:放大器、振荡器 passive circuit 指无能量增长的电路 如: 混频器、检波器、开关、限幅器 信息工业领域： 信息采集 ---- 信息传输 ---- 信息处理
微波频段划分与应用领域 应用率 频率0.1 0.5 24812.41826.5405075110300 3000 GHZ 波段1 L sC X Ku K Ka V W 波段2 VHF 波(SF)⊥毫米波(EH)亚毫米波 0.03-0 3+0.33+320 30-3001300-3000 微波频段:300MHz-300GHz(lm-lmm);1-1000H(30cm0.3mm) 应用:RF集中在18GH以下;mm波段正在开发;300GH以上有源器件 困难,处于探索阶段;进入光波,波长1pu量级(3×10°GHz)-光通信领域
4 一 、 微波频段划分与应用领域 频率 0.1 0.5 1 2 4 8 12.4 18 40 110 3000 波段1 波段2 P L S C X Ku K Ka V W VHF UHF 厘米波(SHF) 毫米波(EHF) GHz 应用率 26.5 50 75 300 亚毫米波 0.03-0.3 0.3-3 3-30 30-300 300-3000 • 微波频段：300MHz-300GHz(1m-1mm)；1-1000GHz(30cm-0.3mm) • 应用：RF集中在18GHz以下；mm波段正在开发；300GHz以上有源器件 困难，处于探索阶段；进入光波，波长1m量级(3105GHz)--光通信领域
微波频段的主要应用领域 1.卫星通信与卫星电视广播 DBS-Direct Broadcast System C波段4/6GHz下行4GHz,上行6GHz Ku波段12/15GHz,下行12GH,上行15GHz 星间通信36GHz (低轨铱星16GHz19GHz) 微波有线电视 MMDS-Multichannel microwave Distribution Service24GHz 2.微波中继通信(与光缆、卫星三足鼎立) 千线微波2.1GHz,8GHz,1GHz 支线微波6GHz,8GHz,11GHz,36GHz 农村多址(一点多址)1.5GHz,2.4GHz,2.6GHz
5 微波频段的主要应用领域 1. 卫星通信与卫星电视广播 • DBS-Direct Broadcast System C波段 4/6GHz, 下行 4 GHz, 上行 6 GHz Ku波段 12/15GHz，下行 12GHz，上行 15GHz • 星间通信 36GHz • （低轨铱星 16GHz 19GHz） • 微波有线电视 MMDS-Multichannel microwave Distribution Service 2.4GHz 2. 微波中继通信(与光缆、卫星三足鼎立) • 干线微波 2.1GHz, 8GHz, 11GHz • 支线微波 6GHz, 8GHz, 11GHz, 36GHz • 农村多址(一点多址) 1.5GHz, 2.4GHz, 2.6GHz
微波频段的主要应用领域(续) 3.移动通信与个人通信 蜂窝通信:模拟,数字GSM,码分多址(CDMA) 0. 4GHz, 0.9GHz, 1.8GHz, 2. 4GHz, 5.8GHZ 寻呼 0.13GHz,0.15GHz,0.28GHz,0.41GHz 家电控制245GHz, Bluetooth 4.雷达、气象、测距、定位 雷达远程警戒P,L,S,C 精确制导X,Ka 气象1.7GHz,0.1375GHz 汽车防撞、自动记费36GHz,60GHz 防盗94GHz 全球定位 GPS-Global Positioning System1.57542 GHZ C/A,1.2276GHzP 6
6 微波频段的主要应用领域（续） 3. 移动通信与个人通信 蜂窝通信: 模拟，数字GSM，码分多址(CDMA) 0.4GHz, 0.9GHz, 1.8GHz, 2.4GHz, 5.8GHz 寻呼 0.13GHz, 0.15GHz, 0.28GHz, 0.41GHz 家电控制 2.45GHz , Bluetooth 4. 雷达、气象、测距、定位 雷达 远程警戒 P, L, S, C 精确制导 X, Ka 气象 1.7 GHz, 0.1375GHz 汽车防撞、自动记费 36 GHz, 60GHz 防盗 9.4 GHz 全球定位GPS-Global Positioning System 1.57542 GHz C/A, 1.2276 GHz P
微波频段的主要应用领域(续) 5.射电天文36H.94GH,12GH 6.计算机无线网2GH2.s8GH.36GH MDS Multichannel microwave Distribution Service27GHZ(28--38GHz 超高速计算机,超高速数字电路 7.遇感、遥控 工业控制、军事制导、探矿、森林防火、水灾监控、 农业资源 8.其他 治疗癌症、杀虫、农业育种、生物
7 微波频段的主要应用领域 （续） 5. 射电天文 36GHz, 94GHz, 125GHz 6. 计算机无线网 2.5 GHz, 5.8 GHz, 36GHz, LMDS Multichannel microwave Distribution Service27GHz (28--38GHz) 超高速计算机，超高速数字电路 7. 遥感、遥控 工业控制、军事制导、探矿、森林防火、水灾监控、 农业资源 8. 其他 治疗癌症、杀虫、农业育种、生物
微波频段的电波传播特性 100 H20 1 0.1 0.01 6094120140 183220 频率/GHz 电波传播大气窗口36GHz(8mm),94GHz(3.2mm) 电波传播衰减峰22GHz(15mm),60GHz(5mm
8 微波频段的电波传播特性 • 电波传播大气窗口 36GHz(8mm), 94GHz(3.2mm) • 电波传播衰减峰 22GHz(15mm), 60GHz(5mm) 0.01 0.1 1 10 100 大气衰减 dB/km 频率/GHz H2O O2 O2 H2O 10 22 36 60 94 120 140 183 220 300
二、课内技术范围 1.通信链路 信息传输基本结构 低 制/滤/噪 控 中 电波声混频解 调放上功 路器放频□放调 制大变率滤 大器大器 器器目频目放鬥波 器|大}器 器 器 器 振荡器 下上 行行 振荡器 第一章微波晶体管放大电路第二章微波混频器 第三章微波振荡器(书第四章)第四章微波控制电路(书第五章)
9 第一章 微波晶体管放大电路 第二章 微波混频器 第三章 微波振荡器(书第四章) 第四章 微波控制电路(书第五章) 1. 通信链路 信息传输基本结构 二、课内技术范围 控 制 电 路 滤 波 器 低 噪 声 放 大 器 混 频 器 解 调 器 调 制 器 中 频 放 大 器 放 大 器 上 变 频 器 功 率 放 大 器 滤 波 器 振荡器 振荡器 下 行 上 行
本课程内容: 几种微波管:三极管(晶体管)、二极管 几种电路:放大器、混频器、振荡器、控制电路 外加:外围电路(包括匹配电路)
10 本课程内容： 几种微波管：三极管(晶体管)、二极管 几种电路：放大器、混频器、振荡器、控制电路 外 加：外围电路(包括匹配电路)