高頻電子線路上課ppt

1、課程的應(yīng)用課程的應(yīng)用 高頻電子線路廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)和各種設(shè)備中。高頻電子線路廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)和各種設(shè)備中。無線電通信、廣播、雷達(dá)、導(dǎo)航等都是利用無線電通信、廣播、雷達(dá)、導(dǎo)航等都是利用高頻無線高頻無線電波電波來來傳遞信息傳遞信息。盡管它們?cè)趥鬟f信息形式、工作方。盡管它們?cè)趥鬟f信息形式、工作方式及設(shè)備體制等方面有很大不同，但設(shè)備中產(chǎn)生和接式及設(shè)備體制等方面有很大不同，但設(shè)備中產(chǎn)生和接收、檢測(cè)高頻信號(hào)的收、檢測(cè)高頻信號(hào)的基本電路基本電路大致相同。大致相同。 所謂所謂“高頻高頻”，廣義上講就是，廣義上講就是適于無線電傳播的適于無線電傳播的無線電信號(hào)頻率，無線電信號(hào)頻率，通常通常又稱又稱“射頻射頻”

2、。（為什么無線。（為什么無線電傳播要用高頻？）電傳播要用高頻？）本書涉及的頻率范圍本書涉及的頻率范圍：幾百幾百kHz 幾百幾百M(fèi)Hz例：300KHz300MHz 對(duì)應(yīng)波長(zhǎng) 1000m 1m無線電頻譜無線電頻譜與相關(guān)課程之間的關(guān)系：與相關(guān)課程之間的關(guān)系：課程性質(zhì)：課程性質(zhì)：電子、通信類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。電子、通信類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。先修課程：先修課程：電路分析、模擬電子線路、信號(hào)與系統(tǒng)。電路分析、模擬電子線路、信號(hào)與系統(tǒng)。 電路（是基礎(chǔ)）電路（是基礎(chǔ)） 模擬電子線路（低頻電路）模擬電子線路（低頻電路） 信號(hào)與系統(tǒng)（分析工具）信號(hào)與系統(tǒng)（分析工具）課程目的與任務(wù)：課程目的與任務(wù)：n1、建立

3、（無線）通信系統(tǒng)的、建立（無線）通信系統(tǒng)的概念，概念，了解現(xiàn)代通信系統(tǒng)了解現(xiàn)代通信系統(tǒng)的組成和原理。的組成和原理。n2、認(rèn)識(shí)基本無線通信系統(tǒng)（高頻部分）的各、認(rèn)識(shí)基本無線通信系統(tǒng)（高頻部分）的各單元電路單元電路： 1）了解、掌握高頻電路的基本形式 2）會(huì)計(jì)算高頻電路的性能指標(biāo) 3）會(huì)設(shè)計(jì)基本的高頻電路 n3、通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)動(dòng)手解決實(shí)際電路問題的、通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)動(dòng)手解決實(shí)際電路問題的能力和興趣能力和興趣一、一、 通信系統(tǒng)的定義通信系統(tǒng)的定義 通信：一切將通信：一切將信息信息從發(fā)送者傳送到接收者的過程。其主要從發(fā)送者傳送到接收者的過程。其主要任務(wù)是傳遞（傳輸）信息。任務(wù)是傳遞（傳輸）信息。 傳輸信息的

4、系統(tǒng)稱為傳輸信息的系統(tǒng)稱為通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)。即把實(shí)現(xiàn)信息傳輸所需一即把實(shí)現(xiàn)信息傳輸所需一切設(shè)備和傳輸媒介所構(gòu)成的總體稱為通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的一切設(shè)備和傳輸媒介所構(gòu)成的總體稱為通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的一般模型如圖所示般模型如圖所示第一節(jié)第一節(jié) 高頻電子線路課程的研究對(duì)象高頻電子線路課程的研究對(duì)象源源研究對(duì)象：研究對(duì)象：通信系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)中的發(fā)射設(shè)備發(fā)射設(shè)備和和接收設(shè)備接收設(shè)備的各種的各種高頻功能高頻功能電路電路的的功能、原理功能、原理和和基本組成基本組成。(功能功能：指基本電路能夠完成的信號(hào)傳輸和信號(hào)變換處理的具體工作任務(wù)：指基本電路能夠完成的信號(hào)傳輸和信號(hào)變換處理的具體工作任務(wù)) 一個(gè)通信系統(tǒng)

5、應(yīng)由輸入變換器、發(fā)送設(shè)備、傳輸信道、接一個(gè)通信系統(tǒng)應(yīng)由輸入變換器、發(fā)送設(shè)備、傳輸信道、接收設(shè)備和輸出變換器五個(gè)基本部分組成。收設(shè)備和輸出變換器五個(gè)基本部分組成。下圖是通信系統(tǒng)下圖是通信系統(tǒng) 的組成方框圖。的組成方框圖。通信系統(tǒng)的組成和方框圖通信系統(tǒng)的組成和方框圖基帶信號(hào)基帶信號(hào)二、通信系統(tǒng)的分類二、通信系統(tǒng)的分類（1 1）按通信方式可分為：）按通信方式可分為：雙工、半雙工和單工方式雙工、半雙工和單工方式 單工通信單工通信是指只能單方向進(jìn)行傳輸?shù)囊环N通信工作方式，是指只能單方向進(jìn)行傳輸?shù)囊环N通信工作方式，如如廣播、遙控、無線尋呼等，這里，信號(hào)只從廣播發(fā)射臺(tái)、如如廣播、遙控、無線尋呼等，這里，信號(hào)

6、只從廣播發(fā)射臺(tái)、遙控器和無線尋呼中心分別傳到收音機(jī)、遙控對(duì)象和遙控器和無線尋呼中心分別傳到收音機(jī)、遙控對(duì)象和 BP 機(jī)上。機(jī)上。 半雙工通信半雙工通信方式是指通信雙方都能收發(fā)信息，但不能同時(shí)方式是指通信雙方都能收發(fā)信息，但不能同時(shí)進(jìn)行收和發(fā)的工作方式，如：無線對(duì)講機(jī)、收發(fā)報(bào)機(jī)等。進(jìn)行收和發(fā)的工作方式，如：無線對(duì)講機(jī)、收發(fā)報(bào)機(jī)等。 雙工通信雙工通信是指通信雙方可同時(shí)進(jìn)行雙向傳輸信息的工作方是指通信雙方可同時(shí)進(jìn)行雙向傳輸信息的工作方式。例如普通電話、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)等采用的就是全雙工通式。例如普通電話、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)等采用的就是全雙工通信方式。信方式。（2）按信道傳輸?shù)男盘?hào)傳送類型可分為：）按信道傳

7、輸?shù)男盘?hào)傳送類型可分為： 模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng) 當(dāng)通信系統(tǒng)中傳輸?shù)漠?dāng)通信系統(tǒng)中傳輸?shù)幕鶐盘?hào)基帶信號(hào)是模擬信號(hào)時(shí)，稱為模擬通信是模擬信號(hào)時(shí)，稱為模擬通信系統(tǒng)系統(tǒng) 模擬通信一般指的是信源發(fā)出的、信宿接收的和信道傳輸?shù)亩际悄M信號(hào)的通信過程或方式。因此，模擬通信系統(tǒng)可以說是以模擬信道傳輸模擬信號(hào)系統(tǒng) 當(dāng)通信系統(tǒng)中傳輸?shù)漠?dāng)通信系統(tǒng)中傳輸?shù)幕鶐盘?hào)基帶信號(hào)是數(shù)字信號(hào)時(shí)，稱為數(shù)字通信是數(shù)字信號(hào)時(shí)，稱為數(shù)字通信系統(tǒng)系統(tǒng) 數(shù)字通信指信源發(fā)出和信宿接收的是模擬信號(hào)，而信道傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)的通信過程或方式。因此，數(shù)字通信系統(tǒng)可以說是以數(shù)字信號(hào)的形式傳輸模擬信號(hào)的系統(tǒng)。模擬通信系統(tǒng)

8、模型模擬通信系統(tǒng)模型發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端噪噪 聲聲調(diào)調(diào) 制制信信 道道解解 調(diào)調(diào)信信 宿宿信信 源源數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端信信 源源信道編碼信道編碼調(diào)調(diào) 制制信信 道道壓縮編碼壓縮編碼解解 調(diào)調(diào)信信 宿宿保密解碼保密解碼信道解碼信道解碼壓縮解碼壓縮解碼保密編碼保密編碼噪噪 聲聲同同 步步信源編碼信源編碼信源解碼信源解碼（3）按傳輸媒介（信道）的物理特征可分為：）按傳輸媒介（信道）的物理特征可分為： 有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng) 有線有線(包括光纖包括光纖)通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)利用導(dǎo)線利用導(dǎo)線(光導(dǎo)光導(dǎo) 纖維纖維) 傳送信息；傳送信息；無

9、線通信系統(tǒng)無線通信系統(tǒng)利用電磁波傳送信息；利用電磁波傳送信息； 在無線模擬通信系統(tǒng)中，信道便是指在無線模擬通信系統(tǒng)中，信道便是指自由空間自由空間。三、通信系統(tǒng)的基本組成三、通信系統(tǒng)的基本組成一個(gè)完整的通信系統(tǒng)包括五個(gè)部分。一個(gè)完整的通信系統(tǒng)包括五個(gè)部分。輸入輸入變換器變換器發(fā)發(fā) 送送設(shè)設(shè) 備備信信 道道接接 收收設(shè)設(shè) 備備輸出輸出變換器變換器噪聲源噪聲源有線通信有線通信傳輸線傳輸線無線通信無線通信自由空間自由空間（1 1）換能器）換能器( (輸入變換器輸入變換器) )：將被發(fā)送的信息：將被發(fā)送的信息( (圖像、聲音等圖像、聲音等) )變換為電信號(hào)。變換為電信號(hào)。例如話筒將聲音變?yōu)殡娦盘?hào)。例如話

10、筒將聲音變?yōu)殡娦盘?hào)。（2 2）發(fā)射機(jī)：將換能器輸出的電信號(hào)變?yōu)閺?qiáng)度足夠的高頻振蕩信號(hào)。）發(fā)射機(jī)：將換能器輸出的電信號(hào)變?yōu)閺?qiáng)度足夠的高頻振蕩信號(hào)。（3 3）發(fā)射天線：將高頻振蕩信號(hào)變成電磁波向傳輸媒質(zhì)輻射。）發(fā)射天線：將高頻振蕩信號(hào)變成電磁波向傳輸媒質(zhì)輻射。n各部分作用各部分作用接收是發(fā)射的逆過程接收是發(fā)射的逆過程（1）接收天線：將空間傳播到其上的電磁波）接收天線：將空間傳播到其上的電磁波高頻電振蕩高頻電振蕩還原（2）接收機(jī)：高頻電振蕩）接收機(jī)：高頻電振蕩電信號(hào)電信號(hào)（3）換能器）換能器( (輸出變換器輸出變換器)：將電信號(hào)：將電信號(hào)所傳送信息所傳送信息2. 接收設(shè)備接收設(shè)備還原輸入輸入變換器變

11、換器發(fā)發(fā) 送送設(shè)設(shè) 備備接接 收收設(shè)設(shè) 備備輸出輸出變換器變換器1. 發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備3. 傳輸信道（無線信道、有線信道）傳輸信道（無線信道、有線信道）電磁波譜電磁波譜下面主要介紹無線信道下面主要介紹無線信道104104106102108100101010-2101210-4101410-6101610-8101810-10f/HZ /m 無線電波無線電波 微波微波紅外線紅外線 紫外線紫外線 X射線射線 射線射線可見光可見光無線電波、紅外線、可見光、紫外線、無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線、射線射線都是電都是電磁波，按磁波，按波長(zhǎng)或頻率波長(zhǎng)或頻率的不同順序排列起來，稱做的不同順序

12、排列起來，稱做電磁波譜電磁波譜 電磁波譜電磁波譜決定傳播方式和傳播特點(diǎn)的關(guān)鍵因素是無線電信號(hào)的頻率。決定傳播方式和傳播特點(diǎn)的關(guān)鍵因素是無線電信號(hào)的頻率。電波的傳播方式電波的傳播方式（a） 地面波; （b） 天波; （c） 空間波沿大地與空氣的分界面?zhèn)鞑サ碾姴ń械乇砻娌?，沿大地與空氣的分界面?zhèn)鞑サ碾姴ń械乇砻娌?，繞射傳播。傳播途徑主要取決于地面的電特性。繞射傳播。傳播途徑主要取決于地面的電特性。地波在傳播過程中，由于能量逐漸被大地吸收，地波在傳播過程中，由于能量逐漸被大地吸收，很快減弱（波長(zhǎng)越短，減弱越快），因而傳播很快減弱（波長(zhǎng)越短，減弱越快），因而傳播距離不遠(yuǎn)。但地波不受氣候影響，可靠性高。

13、距離不遠(yuǎn)。但地波不受氣候影響，可靠性高。超長(zhǎng)波、長(zhǎng)波、中波無線電信號(hào)，都是利用地超長(zhǎng)波、長(zhǎng)波、中波無線電信號(hào)，都是利用地波傳播的。短波近距離通信也利用地波傳播。波傳播的。短波近距離通信也利用地波傳播。天波：利用天空的電離層折射和反射而傳播的天波：利用天空的電離層折射和反射而傳播的電波，也叫天空波。電離層只對(duì)短波波段的電電波，也叫天空波。電離層只對(duì)短波波段的電磁波產(chǎn)生反射作用，因此天波傳播主要用于短磁波產(chǎn)生反射作用，因此天波傳播主要用于短波遠(yuǎn)距離通信。兩個(gè)突出特點(diǎn)：一是傳播距離波遠(yuǎn)距離通信。兩個(gè)突出特點(diǎn)：一是傳播距離遠(yuǎn)，同時(shí)產(chǎn)生中間靜區(qū)地帶，二是傳播不穩(wěn)定，遠(yuǎn)，同時(shí)產(chǎn)生中間靜區(qū)地帶，二是傳播不穩(wěn)

14、定，隨晝夜和季節(jié)的變化而變化。因此，短波通信隨晝夜和季節(jié)的變化而變化。因此，短波通信要經(jīng)常更換波段，以保證質(zhì)量。要經(jīng)常更換波段，以保證質(zhì)量?？臻g波又稱為直射波，是由發(fā)射點(diǎn)從空間直線傳播到接收點(diǎn)的無線電波。直射波空間波又稱為直射波，是由發(fā)射點(diǎn)從空間直線傳播到接收點(diǎn)的無線電波。直射波傳播距離一般限于視距范圍。在傳播過程中，它的強(qiáng)度衰減較慢，超短波和微波傳播距離一般限于視距范圍。在傳播過程中，它的強(qiáng)度衰減較慢，超短波和微波通信就是利用直射波傳播的。在地面進(jìn)行直射波通信，其接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)由兩路組通信就是利用直射波傳播的。在地面進(jìn)行直射波通信，其接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)由兩路組成：一路由發(fā)射天線直達(dá)接收天線，另一路由

15、地面反射后到達(dá)接收天線，如果天成：一路由發(fā)射天線直達(dá)接收天線，另一路由地面反射后到達(dá)接收天線，如果天線高度和方向架設(shè)不當(dāng)，容易造成相互干擾（例如電視的重影）。限制直射波通線高度和方向架設(shè)不當(dāng)，容易造成相互干擾（例如電視的重影）。限制直射波通信距離的因素主要是地球表面弧度和山地、樓房等障礙物，因此超短波和微波天信距離的因素主要是地球表面弧度和山地、樓房等障礙物，因此超短波和微波天線要求盡量高架。線要求盡量高架。 無線通信的傳輸媒質(zhì)是自由空間。電磁波從發(fā)射天線輻射出去之后，經(jīng)無線通信的傳輸媒質(zhì)是自由空間。電磁波從發(fā)射天線輻射出去之后，經(jīng)過自由空間到達(dá)接收天線的傳播途徑可分為兩大類：地波過自由空間到

16、達(dá)接收天線的傳播途徑可分為兩大類：地波(分為地面波和空間波)和天波。和天波。對(duì)流層對(duì)流層地球地球010 km電離層電離層60300 km平流層平流層電磁波傳播：地波、天波、直線（視距）傳播電磁波傳播：地波、天波、直線（視距）傳播地地 波波u頻率：頻率：2MHz 以下以下u繞射：發(fā)生在波長(zhǎng)障礙物尺寸可比時(shí)繞射：發(fā)生在波長(zhǎng)障礙物尺寸可比時(shí)u通信距離：可達(dá)數(shù)百數(shù)千通信距離：可達(dá)數(shù)百數(shù)千 km地球地球uD層：高層：高60 80 kmuE層：高層：高100 120 kmuF層：高層：高150 400 kmFF1層：層：140 200 kmFF2層：層：250 400 kmu晚上：晚上：D層、層、F1層消

17、失層消失E層、層、F2層減弱層減弱 經(jīng)常存在的是經(jīng)常存在的是E層和層和F2層。層。電離層的結(jié)構(gòu)電離層的結(jié)構(gòu)天天 波波u電離層高度：電離層高度：60 300 kmu單跳最大距離：?jiǎn)翁畲缶嚯x：4000 kmu多跳可以環(huán)球多跳可以環(huán)球u頻率：頻率：2 30 MHz利用地面與電離層之利用地面與電離層之間的多次反射，實(shí)現(xiàn)間的多次反射，實(shí)現(xiàn)距離幾千公里的通信距離幾千公里的通信u頻率：頻率： 30 MHzu傳播距離傳播距離: d2 + r2 =(h+r)2, 或或h D2/50 (m)式中式中 D km直線傳播直線傳播ddDhrrh2rh2hd2無線電中繼無線電中繼無線電中繼移動(dòng)交換中心電話交換中心蜂窩網(wǎng)

18、蜂窩網(wǎng)上行鏈路：移動(dòng)臺(tái)到基站的無線鏈路上行鏈路：移動(dòng)臺(tái)到基站的無線鏈路下行鏈路：基站到移動(dòng)臺(tái)的無線鏈路下行鏈路：基站到移動(dòng)臺(tái)的無線鏈路GSM900系統(tǒng)：上行鏈路頻率890915MHz， 下行鏈路頻率935960 MHz蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)基站BTS移動(dòng)交換機(jī)MSC基站控制器BSC數(shù)據(jù)庫VLR/HLR網(wǎng)絡(luò)管理公共電話網(wǎng)PSTN基站控制器BSC基站BTS基站BTS基站BTS手持機(jī)HSMS移動(dòng)臺(tái)MS移動(dòng)臺(tái)其中：基站子系統(tǒng)其中：基站子系統(tǒng)BSS功能實(shí)體可分為：基站控制器（功能實(shí)體可分為：基站控制器（BSC）和基站收發(fā)）和基站收發(fā)信臺(tái)（信臺(tái)（BTS）。一個(gè)基站控制器可以控制管理最多可達(dá)）。一

19、個(gè)基站控制器可以控制管理最多可達(dá)256個(gè)基站收發(fā)器。個(gè)基站收發(fā)器。數(shù)據(jù)庫即是用來存儲(chǔ)用戶的有關(guān)信息的移動(dòng)交換中心移動(dòng)交換中心MSC（又稱移動(dòng)電話交換局（又稱移動(dòng)電話交換局mobile telephone switching office, MTSO） MSC是計(jì)算機(jī)控制的全自動(dòng)交換系統(tǒng)。是計(jì)算機(jī)控制的全自動(dòng)交換系統(tǒng)。 MSC與基站以光纜相連進(jìn)與基站以光纜相連進(jìn)行通信，行通信， 一個(gè)一個(gè)MSC可以管理數(shù)十個(gè)基站，可以管理數(shù)十個(gè)基站， 并組成局域網(wǎng)。并組成局域網(wǎng)。衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)特點(diǎn)：這種傳播的距離只限制在視距范圍內(nèi)（也叫視距傳播） 增高天線可以提高直線傳播的距離。適合頻率適合頻率f：30

20、MHz以上以上(波長(zhǎng)波長(zhǎng)為為10m以下以下) 的超短波的超短波。通信衛(wèi)星通信衛(wèi)星直線傳播（空間波）直線傳播（空間波）衛(wèi)星作衛(wèi)星作為信號(hào)為信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)器 衛(wèi)星通信系統(tǒng)是將通衛(wèi)星通信系統(tǒng)是將通信衛(wèi)星作為信衛(wèi)星作為空中中繼站空中中繼站，它能夠它能夠?qū)⒌厍蛏夏骋坏孛鎸⒌厍蛏夏骋坏孛嬲景l(fā)射來的無線電信號(hào)轉(zhuǎn)站發(fā)射來的無線電信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)地面站，從而發(fā)到另一個(gè)地面站，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)地域之間實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)地域之間的通信。的通信。通信衛(wèi)星 衛(wèi)星通信系統(tǒng)原理如下圖所示。根據(jù)通信衛(wèi)星與地面之間的位衛(wèi)星通信系統(tǒng)原理如下圖所示。根據(jù)通信衛(wèi)星與地面之間的位置關(guān)系，可以分為靜止通信衛(wèi)星置關(guān)系，可以分為靜止通信衛(wèi)星(

21、或同步通信衛(wèi)星或同步通信衛(wèi)星)和移動(dòng)通信衛(wèi)和移動(dòng)通信衛(wèi)星。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地球站、上行線路及下行線路組星。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地球站、上行線路及下行線路組成。成。 上行線路和下行線路是地球站至通信衛(wèi)星及通信衛(wèi)星至地上行線路和下行線路是地球站至通信衛(wèi)星及通信衛(wèi)星至地球站的無線電傳播路徑，通信設(shè)備集中于地球站和通信衛(wèi)星中。球站的無線電傳播路徑，通信設(shè)備集中于地球站和通信衛(wèi)星中。圖 衛(wèi)星通信系統(tǒng)組成原理 通信衛(wèi)星空中移動(dòng)站陸上移動(dòng)站地方站地方站海上移動(dòng)站中央站通信樞紐海軍艦艇站遠(yuǎn)洋輪船站數(shù)字衛(wèi)星信道組成數(shù)字衛(wèi)星信道組成 波段名稱波段名稱波長(zhǎng)范圍波長(zhǎng)范圍頻率范圍頻率范圍頻段名稱頻段名稱傳播

22、方式傳播方式應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)用場(chǎng)合長(zhǎng)波波段長(zhǎng)波波段( (LW)LW)100010001000010000m m3030300300KHzKHz低頻低頻( (LF)LF)地波地波遠(yuǎn)距離通信遠(yuǎn)距離通信中波波段中波波段( (MW)MW)10010010001000m m30030030003000KHzKHz中頻中頻( (MF)MF)地波，天波地波，天波廣播，通信，廣播，通信，導(dǎo)航導(dǎo)航短波波段短波波段( (SW)SW)1010100100m m3 33030MHzMHz高頻高頻( (HF)HF)天波，地波天波，地波廣播，廣播，中距離通信中距離通信超短波波段超短波波段( (VSW)VSW)1 11010m

23、m3030300300MHzMHz甚高頻甚高頻( (YHF)YHF)直線傳播直線傳播對(duì)流層散射對(duì)流層散射移動(dòng)通信，電視廣播，移動(dòng)通信，電視廣播，調(diào)頻廣播，雷達(dá)導(dǎo)，航調(diào)頻廣播，雷達(dá)導(dǎo)，航等等分米波波段分米波波段( (USW)USW)101010001000cmcm30030030003000MHzMHz超高頻超高頻( (UHF)UHF)直線傳播直線傳播散射傳播散射傳播通信，中繼通信，衛(wèi)星通信，中繼通信，衛(wèi)星通信，電視廣播，雷達(dá)通信，電視廣播，雷達(dá)厘米波波段厘米波波段( (SSW)SSW)1 11010cmcm3 33030GHzGHz特高頻特高頻( (SHF)SHF)直線傳播直線傳播中繼通信，雷

24、達(dá)，衛(wèi)星中繼通信，雷達(dá)，衛(wèi)星通信通信毫米波波段毫米波波段( (ESW)ESW)1 11010mmmm3030300300GHzGHz極高頻極高頻( (EHF)EHF)直線傳播直線傳播微波通信，雷達(dá)微波通信，雷達(dá)無線電波的波段劃分表無線電波的波段劃分表通信頻段通信頻段 、 常用傳輸媒質(zhì)及主要用途常用傳輸媒質(zhì)及主要用途四、本課程的研究對(duì)象四、本課程的研究對(duì)象n高頻電子線路的典型應(yīng)用是高頻電子線路的典型應(yīng)用是無線通信系統(tǒng)無線通信系統(tǒng)；n無線通信系統(tǒng)由無線通信系統(tǒng)由輸入變換器輸入變換器、發(fā)射設(shè)備發(fā)射設(shè)備、接收設(shè)備接收設(shè)備、輸輸出變換器出變換器和傳輸信道（媒介）五個(gè)基本部分組成；和傳輸信道（媒介）五個(gè)基

25、本部分組成；n無線電信號(hào)的發(fā)射與接收的關(guān)鍵是調(diào)制與解調(diào)；無線電信號(hào)的發(fā)射與接收的關(guān)鍵是調(diào)制與解調(diào)；n高放、混頻、本振、調(diào)制、解調(diào)等相關(guān)知識(shí)是本課程要高放、混頻、本振、調(diào)制、解調(diào)等相關(guān)知識(shí)是本課程要解決的問題；解決的問題；n了解無線電信號(hào)所具有的基本特點(diǎn)是必備的基本知識(shí)。了解無線電信號(hào)所具有的基本特點(diǎn)是必備的基本知識(shí)。 研究對(duì)象：研究對(duì)象：通信系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)中的發(fā)射設(shè)備發(fā)射設(shè)備和和接收設(shè)備接收設(shè)備的各種的各種高高頻頻功能電路功能電路的的功能功能、原理原理和和基本組成基本組成。 高頻功能電路包括發(fā)射機(jī)中的振蕩器、高頻放大器、調(diào)制信高頻功能電路包括發(fā)射機(jī)中的振蕩器、高頻放大器、調(diào)制信號(hào)放大器。接收

26、設(shè)備中的高頻放大器、混頻器、本機(jī)振蕩器、中號(hào)放大器。接收設(shè)備中的高頻放大器、混頻器、本機(jī)振蕩器、中頻放大器、檢波器等。頻放大器、檢波器等。課程所講各章電路在通信系統(tǒng)中的位置課程所講各章電路在通信系統(tǒng)中的位置低頻放大電路低頻放大電路低頻放大電路低頻放大電路第第5、7章章調(diào)制電路調(diào)制電路第第 6 章章解調(diào)電路解調(diào)電路第第 9 章章變頻電路變頻電路第二節(jié)第二節(jié) 無線電發(fā)送設(shè)備的組成與原理無線電發(fā)送設(shè)備的組成與原理一、無線電發(fā)送設(shè)備的作用和意義一、無線電發(fā)送設(shè)備的作用和意義 無法制造合適尺寸的天線。無法制造合適尺寸的天線。 天線尺寸與波長(zhǎng)相比擬時(shí)，信號(hào)才能被天線有效輻射。如音天線尺寸與波長(zhǎng)相比擬時(shí)，信

27、號(hào)才能被天線有效輻射。如音頻信號(hào)：頻信號(hào)：20Hz-20KHz。計(jì)算知其波長(zhǎng)是。計(jì)算知其波長(zhǎng)是(15 10615 103)m，實(shí)，實(shí)際做不到。際做不到。2. 接收者無法選出要接收的信號(hào)。接收者無法選出要接收的信號(hào)。 存在干擾：其它電臺(tái)發(fā)射信號(hào)，各種工業(yè)設(shè)備輻射電磁波，大氣存在干擾：其它電臺(tái)發(fā)射信號(hào)，各種工業(yè)設(shè)備輻射電磁波，大氣層、宇宙固有的電磁干擾。層、宇宙固有的電磁干擾。 要求：能從眾多的電磁波中選出有用的微弱信號(hào)。要求：能從眾多的電磁波中選出有用的微弱信號(hào)。信號(hào)直接以電磁波形式從天線輻射出去存在的問題信號(hào)直接以電磁波形式從天線輻射出去存在的問題調(diào)制：調(diào)制： 由攜有信息的電信號(hào)去控制高頻振蕩

28、信號(hào)的某一參由攜有信息的電信號(hào)去控制高頻振蕩信號(hào)的某一參數(shù)，使該參數(shù)按照電信號(hào)的規(guī)律而變化。數(shù)，使該參數(shù)按照電信號(hào)的規(guī)律而變化。三種信號(hào)：調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)和已調(diào)信號(hào)三種信號(hào)：調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)和已調(diào)信號(hào) 調(diào)制信號(hào)：調(diào)制信號(hào)：攜有信息的電信號(hào)。攜有信息的電信號(hào)。 載波信號(hào)：載波信號(hào)：未調(diào)制的高頻振蕩信號(hào)。未調(diào)制的高頻振蕩信號(hào)。 已調(diào)波：已調(diào)波：經(jīng)過調(diào)制后的高頻振蕩信號(hào)。經(jīng)過調(diào)制后的高頻振蕩信號(hào)。三種方式三種方式 調(diào)幅（調(diào)幅（AM）、調(diào)頻（）、調(diào)頻（FM）和調(diào)相（）和調(diào)相（PM） 。 2. 解調(diào)：解調(diào)： 調(diào)制的逆過程，將已調(diào)波轉(zhuǎn)換為載有信息的電信號(hào)。調(diào)制的逆過程，將已調(diào)波轉(zhuǎn)換為載有信息的電信號(hào)。

29、解決方案解決方案3. 調(diào)制的作用：調(diào)制的作用：（1）顯著減小天線的尺寸。）顯著減小天線的尺寸。 (聲聲音音 30 3000 Hz，天線要，天線要幾百幾百 km)；如果天線高度為輻射信號(hào)波長(zhǎng)的四分之一，更；如果天線高度為輻射信號(hào)波長(zhǎng)的四分之一，更便于發(fā)揮天線的輻射能力。于是分配民用廣播的頻段為便于發(fā)揮天線的輻射能力。于是分配民用廣播的頻段為5351605 KHz（中頻段），對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為（中頻段），對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為187560 m，天線，天線需要幾十米到上百米；而移動(dòng)通信手機(jī)天線只不過需要幾十米到上百米；而移動(dòng)通信手機(jī)天線只不過10cm，它使用了它使用了900 MHz頻段。這些廣播與移動(dòng)通信都必須進(jìn)行頻段

30、。這些廣播與移動(dòng)通信都必須進(jìn)行某種調(diào)制，而將話音或編碼基帶頻譜搬移到應(yīng)用頻段。某種調(diào)制，而將話音或編碼基帶頻譜搬移到應(yīng)用頻段。（2）將不同電臺(tái)發(fā)送的信息分配到不同頻率的載波信號(hào)）將不同電臺(tái)發(fā)送的信息分配到不同頻率的載波信號(hào)上，使接收機(jī)可選擇特定電臺(tái)的信息而抑制其它電臺(tái)發(fā)送上，使接收機(jī)可選擇特定電臺(tái)的信息而抑制其它電臺(tái)發(fā)送的信息和各種干擾。的信息和各種干擾。無線電發(fā)送設(shè)備的作用：無線電發(fā)送設(shè)備的作用： 把低頻的電信號(hào)搬移到高頻段，再經(jīng)過功率放大，然后通把低頻的電信號(hào)搬移到高頻段，再經(jīng)過功率放大，然后通過天線輻射到空間中。過天線輻射到空間中。無線電發(fā)送設(shè)備的意義：無線電發(fā)送設(shè)備的意義：1）減少天線

31、尺寸，增強(qiáng)無線電波在空氣中的傳播能力。）減少天線尺寸，增強(qiáng)無線電波在空氣中的傳播能力。2）便于多路復(fù)用）便于多路復(fù)用采用調(diào)幅方式的中波廣播發(fā)射機(jī)組成方框圖采用調(diào)幅方式的中波廣播發(fā)射機(jī)組成方框圖二、無線電發(fā)送設(shè)備二、無線電發(fā)送設(shè)備組成方框圖組成方框圖低頻部分低頻部分高頻部分高頻部分傳輸線和天傳輸線和天線部分線部分由三部分組成：低頻部分、高由三部分組成：低頻部分、高頻部分、傳輸線和天線部分頻部分、傳輸線和天線部分 2. 高頻放大器：一或多級(jí)小信號(hào)諧振放大器，放大振高頻放大器：一或多級(jí)小信號(hào)諧振放大器，放大振蕩信號(hào)，使頻率倍增至蕩信號(hào)，使頻率倍增至fc，并提供足夠大的載波功率。，并提供足夠大的載波功

32、率。 3. 調(diào)制信號(hào)放大器：多級(jí)放大器組成，前幾級(jí)為小信號(hào)調(diào)制信號(hào)放大器：多級(jí)放大器組成，前幾級(jí)為小信號(hào)放大器，用于放大微音器的電信號(hào)；后幾級(jí)為功放，提供放大器，用于放大微音器的電信號(hào)；后幾級(jí)為功放，提供功率足夠的調(diào)制信號(hào)。功率足夠的調(diào)制信號(hào)。 4.4.振幅調(diào)制器：實(shí)現(xiàn)調(diào)幅功能，將輸入的載波信號(hào)和振幅調(diào)制器：實(shí)現(xiàn)調(diào)幅功能，將輸入的載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)變換為所需的調(diào)幅波信號(hào)，并加到天線上。調(diào)制信號(hào)變換為所需的調(diào)幅波信號(hào)，并加到天線上。 1. 振蕩器：振蕩器： 產(chǎn)生產(chǎn)生 fosc 的高頻振蕩信號(hào)，幾十的高頻振蕩信號(hào)，幾十 kHz 以上。以上。 46 無線電發(fā)射機(jī)第三節(jié)第三節(jié) 無線電接收設(shè)備的組成和原

33、理無線電接收設(shè)備的組成和原理n無線電接收設(shè)備的作用無線電接收設(shè)備的作用 無線電接收設(shè)備作用剛好和發(fā)送設(shè)備相反，無線電接收設(shè)備作用剛好和發(fā)送設(shè)備相反，把空間的高頻信號(hào)接收下來，再把高頻信號(hào)把空間的高頻信號(hào)接收下來，再把高頻信號(hào)搬移到低頻端，然后進(jìn)行功率放大。搬移到低頻端，然后進(jìn)行功率放大。舉例說明：1）直接放大式接收機(jī) 2）超外差式接收機(jī)無線電信號(hào)的接收無線電信號(hào)的接收n最簡(jiǎn)單的接收機(jī)原理框圖最簡(jiǎn)單的接收機(jī)原理框圖 檢 波 選擇性電路 1MHz 870kHz 640kHz 超外差式接收機(jī)方框圖超外差式接收機(jī)方框圖1. 高頻放大器：由小信號(hào)諧振放大器組成，放大有用信號(hào)；高頻放大器：由小信號(hào)諧振放大

34、器組成，放大有用信號(hào)；并抑制干擾信號(hào)。是可調(diào)諧的。并抑制干擾信號(hào)。是可調(diào)諧的。 超外差接收機(jī)：包括混頻器，本機(jī)振蕩，中頻放大器等組成。超外差接收機(jī)：包括混頻器，本機(jī)振蕩，中頻放大器等組成。 2. 混頻器：兩個(gè)輸入信號(hào)?；祛l器：兩個(gè)輸入信號(hào)。fc：高頻已調(diào)信號(hào)，：高頻已調(diào)信號(hào)，fL：本振信號(hào)。：本振信號(hào)。將將fc不失真的變換為不失真的變換為fI， 我國(guó)調(diào)幅收音機(jī)中頻我國(guó)調(diào)幅收音機(jī)中頻fI =465kHz。調(diào)頻收音機(jī)。調(diào)頻收音機(jī)10.7MHz，微，微波接收機(jī)、衛(wèi)星接收機(jī)的中頻為波接收機(jī)、衛(wèi)星接收機(jī)的中頻為70MHz或或140MHz。 3. 本機(jī)振蕩：產(chǎn)生本機(jī)振蕩：產(chǎn)生fL，是可調(diào)的，并能跟蹤是可調(diào)

35、的，并能跟蹤fc。 4. 中頻放大器：由多級(jí)固定調(diào)諧的小信號(hào)放大器組成，放大中中頻放大器：由多級(jí)固定調(diào)諧的小信號(hào)放大器組成，放大中頻信號(hào)。頻信號(hào)。 5. 檢波器：實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能，將中頻調(diào)輻波變換為反映傳送信息檢波器：實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能，將中頻調(diào)輻波變換為反映傳送信息的調(diào)制信號(hào)。的調(diào)制信號(hào)。 6.低頻放大器：由小信號(hào)放大器和功率放大器組成，放大調(diào)制低頻放大器：由小信號(hào)放大器和功率放大器組成，放大調(diào)制信號(hào)，向揚(yáng)聲器提供所需的推動(dòng)功率。信號(hào)，向揚(yáng)聲器提供所需的推動(dòng)功率。LcIfff *注：現(xiàn)代電子設(shè)備多為交叉運(yùn)用。注：現(xiàn)代電子設(shè)備多為交叉運(yùn)用。電的傳遞路徑方式與電的傳遞路徑方式與主要分析研究方法主要分析研究

36、方法高頻電路高頻電路廣播、電視、通訊等頻率較廣播、電視、通訊等頻率較高高,電參數(shù)集中的高頻（射頻）應(yīng)用。電參數(shù)集中的高頻（射頻）應(yīng)用。 顯著特點(diǎn)：工作頻率界于低頻電路和微波顯著特點(diǎn)：工作頻率界于低頻電路和微波 電路之間，內(nèi)電路之間，內(nèi)“路路”外外“場(chǎng)場(chǎng)”。微波電路微波電路通信、雷達(dá)、導(dǎo)航與電子對(duì)抗等通信、雷達(dá)、導(dǎo)航與電子對(duì)抗等 頻率高于高頻電路、集總參數(shù)應(yīng)用頻率高于高頻電路、集總參數(shù)應(yīng)用低頻電路低頻電路儀器、儀表、自動(dòng)化控制、醫(yī)療儀器、儀表、自動(dòng)化控制、醫(yī)療 電子、電話線等頻率較低的一般性應(yīng)用。電子、電話線等頻率較低的一般性應(yīng)用。特點(diǎn)：能量直接在線路上特點(diǎn)：能量直接在線路上 傳遞。傳遞。電磁場(chǎng)

37、電磁場(chǎng) 完全非完全非“電路電路”傳輸，能量以傳輸，能量以“場(chǎng)場(chǎng)”的形式傳遞和的形式傳遞和接收接收頻率由低到高頻率由低到高強(qiáng)電強(qiáng)電（高低壓）（高低壓）電力電子技術(shù)，發(fā)供電設(shè)備，電力拖動(dòng)，大功率電器等。電力電子技術(shù)，發(fā)供電設(shè)備，電力拖動(dòng)，大功率電器等。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 能量以線路（電纜）形式傳遞，頻率能量以線路（電纜）形式傳遞，頻率50Hz（某些國(guó)家（某些國(guó)家60Hz）弱弱電電數(shù)字電路數(shù)字電路自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通訊等自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通訊等模模擬擬電電路路課程說明理論體系理論體系n高頻電子線路高頻電子線路用于各種無線電技術(shù)設(shè)備和系統(tǒng)中；用于各種無線電技術(shù)設(shè)備和系統(tǒng)中； 無線電技術(shù)已廣泛應(yīng)用于無線電通信、廣播、電視、雷達(dá)、無線電技術(shù)已廣泛應(yīng)用于無線電通信、廣播、電視、雷達(dá)、導(dǎo)航等諸多方面；導(dǎo)航等諸多方面； 其其共同特點(diǎn)共同特點(diǎn)：利用高頻（射頻）無線電波來傳遞信息。：利用高頻（射頻）無線電波來傳遞信息。因此，設(shè)備中產(chǎn)生和接收、檢測(cè)高頻信號(hào)的因此，設(shè)備中產(chǎn)生和接收、檢測(cè)高頻信號(hào)的基本功