射頻工程介紹

第1章射頻/微波工程介紹

射頻(RF)?

在電磁波頻率低于100kHz時，電磁波會被地表吸收，不能形成有效的無線傳輸。當電磁波頻率高于100kHz時，電磁波可以在空氣中傳播，并經(jīng)大氣層的電離層反射，形成遠距離傳輸能力，把這種具有遠距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻。

通常我們把頻率為30MHz到3GHz的頻率稱作射頻工作頻率。10kHz-30MHz稱為高頻段。3GHz以上稱為微波范疇。

射頻電路：形成有遠距離傳輸能力的高頻電磁波的電路。射頻電路設計的重要性（1）無線通信（特別是手機用戶的快速增長3G、4G）（2）全球定位系統(tǒng)

①GPS②GLoness③北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)

④伽利略定位系統(tǒng)（3）計算機工程（CPU,總線系統(tǒng)的工作頻率都超過了600MHz）（4）軍事領域(無人飛機，隱身雷達等)典型的GSM移動通信系統(tǒng)

無線通信是近年射頻與微波電路發(fā)展的最大推動力射頻主要研究的內(nèi)容傳輸線：雙絞線，同軸電纜，微帶線，帶狀線，波導。匹配振蕩器功率放大器頻率合成器濾波器微波天線功率分配器/合成器定向耦合器衰減器還有隔離器、環(huán)行器、混頻器、倍頻器、分頻器、開關(guān)與相移器。收發(fā)系統(tǒng)射頻電路的應用領域

無線通信(電報、廣播、電臺)，雷達，導航系統(tǒng)(飛機，輪船)，射頻識別，太空空間，電子對抗，GPS定位，3G通信。

MMIC(微波集成電路)RFIC(射頻集成電路)射頻電路的發(fā)展

1864～1873年，英國物理學家麥克斯韋通過電磁學的研究，提出了Maxwell方程組，并在理論上預言了電磁波的存在。1887～1891年，德國物理學家赫茲通過電磁學的實驗首次證實了電磁波的存在。1901年馬可尼利用電磁波實現(xiàn)了橫跨大西洋的無線通信。1947年，美國貝爾實驗室發(fā)明了雙極性晶體管逐步取代了體積大、功耗高的真空電子器件。伴隨著射頻集成電路和微波集成電路的出現(xiàn)，通信設備價格更低廉，體積更小，重量更輕，射頻電路逐漸從軍用轉(zhuǎn)向民用。射頻通信技術(shù)越來越重要。無線電技術(shù)的發(fā)展歷史1.1常用無線電頻段波長的定義國際電工電子工程協(xié)會（IEEE）對電磁波頻譜的劃分如下表

射頻/微波處于普通無線電波與紅外線之間,是頻率最高的無線電波,頻帶寬度比所有普通無線電波波段總和大1000倍以上,可攜帶的信息量不可想象。射頻/微波頻段又可劃分為:

米波（波長10～1m,頻率30～300MHz）

分米波（波長10～1dm,頻率300～3000MHz）

厘米波（波長10～1cm,頻率3～30GHz）毫米波（波長10～1mm,頻率30～300GHz）其后是亞毫米波、遠紅外線、紅外線、可見光。波段的劃分并不是唯一的,波段的分界也并不嚴格。無線通信中的電磁波按照其波長的不同具有不同的傳播特點:極長波(極低頻ELF)是指波長為1~10萬公里（頻率為3~30Hz）的電磁波。理論研究表明，這一波段的電磁波沿陸地表面和海水中傳播的衰耗極小。超長波(超低頻SLF)是指波長1千公里至1萬公里（頻率為30~300Hz）的電磁波。這一波段的電磁波傳播十分穩(wěn)定，在海水中衰耗很?。l率為75Hz時衰耗系數(shù)為0.3dB/m）對海水穿透能力很強，可深達100m以上。甚長波（甚低頻VLF）是指波長10公里~100公里（頻率為3~30kHz）的電磁波。無線通信中使用的甚長波的頻率為10~30kHz，該波段的電磁波可在大地與低層的電離層間形成的波導中進行傳播，距離可達數(shù)千公里乃至覆蓋全球。長波(低頻LF)是指波長1公里~10公里(頻率為30~300kHz)超短波(甚高頻VHF)是指波長為1米~10米(頻率為30~300MHz)的電磁波。超短波難以靠地波和天波傳播，而主要以直射方式(即所謂的“視距”方式)傳播。的電磁波。其可沿地表面?zhèn)鞑ィǖ夭ǎ┖涂侩婋x層反射傳播(天波)。短波(高頻HF)是指波長為10米~100米（頻率為3~30MHz）的電磁波。短波可沿地表面?zhèn)鞑ィǖ夭ǎ?，沿空間以直接或繞射方式傳播（空間波）和靠電離層反射傳播（天波）。中波(中頻MF)是指波長100米~1000米(頻率為300~3000kHz)的電磁波。中波可沿地表面?zhèn)鞑?地波)和靠電離層反射傳播(天波)。中波沿地表面?zhèn)鞑r，受地表面的吸收較長波嚴重。中波的天波傳播與晝夜變化有關(guān)。微波傳播是指波長小于1米(頻率高于300MHz)的電磁波。目前又按其波長的不同，分為分米波(特高頻UHF)、厘米波(超高頻SHF)、毫米波(極高頻EHF)和亞毫米波(至高頻THF)。微波的傳播類似于光波的傳播，是一種視距傳播。其主要在對流層內(nèi)進行?？偟恼f來，這種傳播方式比較穩(wěn)定，但其傳播也受到大氣折射和地面反射的影響。另外，對流層中的大氣湍流氣團對微波有散射作用。利用這種散射作用可實現(xiàn)微波的超視距傳播。WCDMA工作頻段：上行1920～1980MHz，下行2110～2170MHz，屬于微波波段，其電磁波傳播方式為微波傳播。衛(wèi)星通信使用了SHF波段——超高頻GSM移動通信屬于UHF波段——特高頻電視廣播屬于VHF和UHF波段——甚高頻、特高頻調(diào)頻廣播屬于VHF頻段——甚高頻調(diào)幅廣播屬于MF頻段——中頻50Hz交流電屬于ELF頻段——極低頻

對不同頻段無線電信號的使用不能隨意確定。頻譜作為一種資源,各國各級政府都有相應的機構(gòu)對無線電設備的工作頻率和發(fā)射功率進行嚴格管理。國際范圍內(nèi)詳細的規(guī)定了雷達、通信、導航、工業(yè)應用等軍用或民用無線電設備所允許的工作頻段。各無線電頻段的基本用途

避免用途不同的無線電設備使用相同的頻率。在電子對抗或電子戰(zhàn)系統(tǒng)中,就是要設法掌握敵方所使用的無線電頻率,給對方實施毀滅性打擊。軍用通信頻段是不公布的，但是他們使用的頻率一定高于民用的無線電頻率。

發(fā)展最快的民用領域是移動通信。下表給出了常用移動通信系統(tǒng)頻段分布及其工作方式。

常用移動通信系統(tǒng)頻段分布

IS-95是由高通公司(Qualcomm)發(fā)起的第一個基于CDMA的數(shù)字蜂窩標準?；贗S-95的第一個品牌是cdmaOne。IS-95是一個使用CDMA的2G移動通信標準，一個數(shù)據(jù)無線電的多接入方案，其用來發(fā)送聲音，數(shù)據(jù)和在無線電話和蜂窩站點間發(fā)信號數(shù)據(jù)（如被撥的電話號碼）。

IS-54是美國數(shù)字單元的電子工業(yè)聯(lián)合會的暫定標準，是最初的TDMA的數(shù)據(jù)標準。它于1992開始實施。這一標準首先應用于AMPS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信道使用。它使用了數(shù)字通信信道，但保持了模擬控制信道的使用。此標準于1996年被IS-136數(shù)據(jù)標準取代。

GSM(GlobalSystemforMobileCommunications)，中文為全球移動通訊系統(tǒng)，俗稱“全球通”，是一種起源于歐洲的移動通信技術(shù)標準，是第二代移動通信技術(shù)，其開發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個移動電話網(wǎng)絡標準，讓用戶使用一部手機就能行遍全球。GSM系統(tǒng)包括GSM900：900MHz、GSM1800：1800MHz及GSM1900：1900MHz等幾個頻段。

DCS1800采用GSM標準，和GSM900功能相同，主要是頻率不同。我國最早使用的是GSM900，隨著通信網(wǎng)絡規(guī)模和用戶數(shù)量的迅速發(fā)展，原有的GSM900網(wǎng)絡頻率變得日益緊張，為更好地滿足用戶增長的需求，引入了DCS1800，并采用以GSM900網(wǎng)絡為依托，DCS1800網(wǎng)絡為補充的組網(wǎng)方式，構(gòu)成GSM900／DCS1800雙頻網(wǎng)，以緩和高話務密集區(qū)無線信道日趨緊張的狀況。

DECT(DigitalEnhancedCordlessTelecommunications數(shù)字增強無繩通信)世界領先的數(shù)字通信無線標準，具有最佳語音質(zhì)量及高度的反竊聽保護。

CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)又稱碼分多址，允許所有的使用者同時使用全部頻帶(1.2288MHz)，并且把其他使用者發(fā)出的訊號視為雜訊，完全不必考慮到訊號碰撞(collision)的問題。CDMA的優(yōu)點包括：CDMA中所提供的語音編碼技術(shù)，其通話品質(zhì)比目前的GSM好，而且可以把用戶對話時周圍環(huán)境的噪音降低，使通話更為清晰。WCDMA(WidebandCodeDivisionMultipleAccess)寬帶碼分多址，是一種第三代無線通訊技術(shù)。是歐洲的標準。

CDMA2000（CodeDivisionMultipleAccess2000）是一個3G移動通訊標準，是2GcdmaOne標準的延伸。由美國高通北美公司為主導提出。CDMA2000與另一個3G標準WCDMA不兼容。

TD-SCDMA(TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess

)時分同步碼分多址

，是我國自主的一種第三代移動通信技術(shù)，由大唐電信為主導提出的標準。BPSK(BinaryPhaseShiftKeying)二相相移鍵控，把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)值的轉(zhuǎn)換方式之一。是利用偏離相位的復數(shù)波浪組合來表現(xiàn)信息鍵控移相方式的一種。QDPSK：四相絕對相移鍵控QPSK(QuadraturePhaseShiftKeying)正交相移鍵控，是一種數(shù)字調(diào)制方式。具有較高的頻譜利用率、較強的抗干擾性、在電路上實現(xiàn)也較為簡單。

GMSK(高斯濾波最小頻移鍵控)，GMSK

是一種特殊的數(shù)字

FM

調(diào)制方式：給

RF

載波頻率加上或者減去

67.708kHz

表示

1和

0。在

GSM

中，數(shù)據(jù)速率選為

270.833kbit/sec，正好是

RF

頻率偏移的

4

倍，這樣做可以把調(diào)制頻譜降到最低并提高信道效率。比特率正好是頻率偏移

4

倍的

FSK

調(diào)制稱作

MSK（最小頻移鍵控）。在

GSM

中，使用高斯預調(diào)制濾波器進一步減小調(diào)制頻譜。

GFSK(GaussfrequencyShiftKeying)高斯濾波頻移鍵控，在調(diào)制之前通過一個高斯低通濾波器來限制信號的頻譜寬度。

射頻/微波技術(shù)所涉及的技術(shù)包括信號的產(chǎn)生、調(diào)制、功率放大、輻射、接收、低噪聲放大、混頻、解調(diào)、檢測、濾波、衰減、移相、開關(guān)等各個模塊單元的設計和生產(chǎn)。

基本理論是經(jīng)典的電磁場理論。研究電磁波沿傳輸線的傳播特性有兩種分析方法。一種是“場”的分析方法,即從麥克斯韋方程出發(fā),在特定邊界條件下解電磁波動方程,求得場量的時空變化規(guī)律,分析電磁波沿線的各種傳輸特性；

另一種是“路”的分析方法,即將傳輸線作為分布參數(shù)電路處理,用基爾霍夫定律建立傳輸線方程,求得傳輸線上電壓和電流的時空變化規(guī)律,分析電壓和電流的各種傳輸特性。用這兩種方法研究同一個問題,其結(jié)論是相同的。到底是用“場”的方法還是用“路”的方法,應由研究的方便程度來決定。在射頻/微波頻率范圍內(nèi),同一功能的模塊,在不同工作頻段的結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方式大不相同?！敖Y(jié)構(gòu)就是電路”是射頻/微波電路的顯著特征。射頻/微波電路的設計目標就是處理好材料、

結(jié)構(gòu)與電路功能的關(guān)系。信號頻率低于30MHz，可以采用高頻電路的方法。信號頻率高于3GHz，可以采用微波電路的設計方法。在低頻電路設計中，不需要考慮線路板上引線的長度和一些寄生參數(shù)的影響，可以使用基爾霍夫定律進行電路分析。在微波電路設計中，主要應用波導、諧振腔、環(huán)形器等元件，必須使用基于電磁場的方法進行分析。射頻電路設計是介于低頻電路設計與微波電路設計之間的一種方法。RF通信系統(tǒng)在通信系統(tǒng)射頻部分，元件的輸入輸出阻抗對系統(tǒng)性能有很大的影響。發(fā)射天線和接收天線上有效RF功率電平可以差10～15個量級。Implementation?matchingnetworks?BJT/FETactivedevices?biasingcircuits?printedcircuitboard?mircostriplinerealization?surfacemounttechnology1.2射頻/微波的重要特性 1.2.1射頻/微波的基本特性

1．似光性

①在空氣或其他媒體中沿直線以光速傳播,在不同的媒體界面上存在入射和反射現(xiàn)象。 ②當射頻/微波照射到某些物體上時將產(chǎn)生明顯的反射。

③可以制成尺寸、體積合適的天線,用來傳輸信息,實現(xiàn)通信；也可接收物體所引起的回波或其他

物體發(fā)射的微弱信號,用來確定物體的方向、距離和特征,實現(xiàn)雷達探測。2.穿透性

①能穿透電離層,可以探測外層空間；②能夠穿透云霧、植被、積雪和地表層,是遙測、遙感技術(shù)的重要手段；③能夠穿透生物組織,是醫(yī)學透熱療法的重要方法；④能穿透等離子體,是等離子體診斷、研究的重要手段。3.非電離性

利用其非電離性形成了一門獨立的分支學科——微波波譜學。4.信息性

射頻/微波頻帶比普通的中波、短波和超短波的頻帶要寬幾千倍以上,它攜帶的信息量要比普通無線電波可能攜帶的信息量大的多。?Example:INDUCTORLow-frequency(lumped)High-frequencyZ=R+jwL

Z=?射頻電路設計的特點⑴分布參數(shù)

集總參數(shù)元件的特性由元件自身決定，元件的電磁場都集中在元件內(nèi)部，如電容、電感和電阻。

分布參數(shù)元件的特性延伸擴展到一定的空間范圍內(nèi)，不局限于元件自身。它的電磁場分布在附近空間中，特性受周圍環(huán)境的影響。如分布電容、分布電感。

例：如果分布電容為CD=1pF，2MHz和2GHz時，分布電容的容抗XD。例：如果分布電感LD=1nH，求在f=2kHz，2MHz和2GHz時，分布電感LD的感抗XD。

⑵設計準則這是一個判斷準則，決定是否使用傳輸線理論進行電路分析和設計。當電路板的幾何尺寸小于1/8工作波長時，可以不用傳輸線理論來設計。當電路板的幾何尺寸大于1/8工作波長時，必須使用傳輸線理論進行電路設計。例：某CPU的內(nèi)部核心電路尺寸為5mm左右，時鐘頻率達到2GHz，請判斷CPU內(nèi)部電路設計是否按照傳輸線理論進行分析和設計。趨膚效應趨膚效應使電流集中在導體表層區(qū)域中，導致有效導電面積變小，使導體的交流電阻增加。趨膚深度定義：為工作頻率，為導體的導磁率，為導體的電導率例：銅的電導率為s/m，導磁率為，則在f=1kHz，1MHz和1GHz頻率下，趨膚深度分別為？

在低頻電路中，一個普通的導線就可以把兩個電路短接在一起。在射頻電路中，只有足夠?qū)?，足夠平的導體才能短接兩個電路。在低頻電路中工作良好的導線，在射頻電路中會因為太高的分布電感和射頻電阻而呈較高的阻抗。(1)頻帶寬。可傳輸?shù)男畔⒘看蟆?(2)分辨率高。連續(xù)波多普勒雷達的頻偏大,成像更清晰,反應更靈敏。 (3)尺寸小。電路元件和天線體積小。 (4)干擾小。不同設備相互干擾小。 (5)速度快。數(shù)字系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸和信號處理速度快。

(6)

頻譜寬。頻譜不擁擠,不易擁堵,軍用設備更可靠。1.2.2射頻/微波的主要優(yōu)點(1)元器件成本高。 (2)輻射損耗大。 (3)大量使用砷化鎵器件,而不是通常的硅器件。 (4)電路中元件損耗大,輸出功率小。 (5)設計工具精度低,成熟技術(shù)少。1.2.3射頻/微波的不利因素

1.3射頻/微波工程中的核心問題

1.3.1射頻鐵三角

頻率、阻抗和功率是射頻/微波工程的三大核心指標,稱為射頻鐵三角。

1.3.2射頻鐵三角的內(nèi)涵 1.頻率

頻率決定微波電路的結(jié)構(gòu)形式和器件材料。直接影響射頻/微波信號頻率的主要電路有： (1)信號產(chǎn)生器：用來產(chǎn)生特定頻率的信號,如點頻振蕩器、機械調(diào)諧振蕩器、壓控振蕩器、頻率合成器等。(2)頻率變換器：分頻器、變頻器、倍頻器、混頻器等。 (3)頻率選擇電路：低通濾波器、帶通濾波器、高通濾波器和帶阻濾波器等。高速電子開關(guān)由于體積小,在許多方面取代了濾波器來實現(xiàn)頻率選擇。測量儀器有頻譜分析儀、頻率計數(shù)器、功率計、網(wǎng)絡分析儀等。2.功率

功率用來描述射頻/微波信號的能量大小。影響射頻/微波信號功率的主要電路有： (1)衰減器:控制射頻/微波信號功率的大小。通常由有耗材料(電阻性材料)構(gòu)成,有固定衰減量和可調(diào)衰減量之分。

(2)功分器:將一路射頻/微波信號分成若干路的組件,可以是等分的,也可以是比例分配的。也可用作功率合成器,在各個支路口接同頻同相等幅信號,在主路疊加輸出。

(3)耦合器:耦合一小部分功率到支路,用以檢測主路信號的工作狀態(tài)是否正常。分支線耦合器和環(huán)形橋耦合器可實現(xiàn)不同相位的功率分配/合成。(4)放大器：提高射頻/微波信號功率的電路。用于接收的是小信號放大器,該類放大器著重要求低噪聲、高增益。

用于發(fā)射的是功率放大器,對于該類放大器,為了滿足要求的輸出功率,可以不惜器件和電源成本。3.阻抗

阻抗是在特定頻率下,影響信號能量傳輸?shù)囊粋€參數(shù)。

電路的材料和結(jié)構(gòu)在特定工作頻率下影響阻抗的大小。所涉及的射頻/微波電路有： (1)阻抗變換器:增加合適的元件或結(jié)構(gòu),實現(xiàn)一個阻抗向另一個阻抗的過渡。 (2)阻抗匹配器:一種特定的阻抗變換器,實現(xiàn)兩個阻抗之間的匹配。

(3)天線:一種特定的阻抗匹配器,實現(xiàn)射頻/微波信號在封閉傳輸線和空氣媒體之間的匹配傳輸。

1.4射頻/微波電路的應用

(1)無線通信系統(tǒng): 空間通信,遠距離通信,無線對講,蜂窩移動,個人通信系統(tǒng),無線局域網(wǎng),衛(wèi)星通信,航空通信,航海通信,機車通信,業(yè)余無線電等。(2)雷達系統(tǒng):航空雷達、航海雷達、飛行器雷達、防撞雷達、氣象雷達、成像雷達、警戒雷達、武器制導雷達、防盜雷達、警用雷達、高度表、距離表等。(3)導航系統(tǒng)： 微波著陸系統(tǒng)（MLS）,GPS,無線信標,防撞系統(tǒng),航空、航海自動駕駛等。

(4)遙感： 地球監(jiān)測,污染監(jiān)測,森林、農(nóng)田、魚汛監(jiān)測,礦藏、沙漠、海洋、水資源監(jiān)測,風、雪、冰、凌監(jiān)測,城市發(fā)展和規(guī)劃等。

(5)射頻識別： 保安,防盜,入口控制,產(chǎn)品檢查,身份識別,自動驗票等。 (6)廣播系統(tǒng)： 調(diào)幅（AM）,調(diào)頻（FM）廣播,電視（TV）等。 (7)汽車和高速公路： 自動避讓,路面告警,障礙監(jiān)測,路車通信,交通管理,速度測量,智能高速路等。

(8)傳感器： 潮濕度傳感器,溫度傳感器,長度傳感器,探地傳感器,機器人傳感器等。(9)電子戰(zhàn)系統(tǒng)：間諜衛(wèi)星,輻射信號監(jiān)測,行軍與阻擊等。 (10)醫(yī)學應用：磁共振成像,微波成像,微波理療,加熱催化,病房監(jiān)管等。 (11)空間研究:射電望遠鏡,外層空間探測等。

(12)

無線輸電:空對空,地對空,空對地,地對地輸送電能等。1.5射頻/微波系統(tǒng)舉例1.5.1射頻/微波通信系統(tǒng)一、基本原理基本原理就是利用其似光傳輸特性,穿越空氣,實現(xiàn)信息的無線傳遞。 基本通信系統(tǒng)

二、微波通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信線路的組成混頻本振三、衛(wèi)星通信系統(tǒng)電源部分控制部分遙測指令部分通信部分下圖是K波段(18-26.5G)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的地面站結(jié)構(gòu)框圖。下圖K波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)示意圖。四、雷達系統(tǒng) 1.基本原理 雷達的原意為無線電探測與定位。雷達的基本任務：探測感興趣的目標，測定有關(guān)目標的距離、方向、速度等狀態(tài)參數(shù)。雷達主要由天線、發(fā)射機、接收機（包括信號處理機）和顯示器等部分組成。

圖1-7雷達基本原理示意圖基本原理是發(fā)射的微波信號遇到目標后反射回來,檢測發(fā)射信號與接收信號之間的關(guān)系,即可確定目標的信息。雷達發(fā)射機產(chǎn)生足夠的電磁能量，經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給天線。天線將這些電磁能量輻射至大氣中，集中在某一個很窄的方向上形成波束，向前傳播。電磁波遇到波束內(nèi)的目標后，將沿著各個方向產(chǎn)生反射，其中的一部分電磁能量反射回雷達的方向，被雷達天線獲取。天線獲取的能量經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到接收機，形成雷達的回波信號。由于在傳播過程中電磁波會隨著傳播距離而衰減，雷達回波信號非常微弱，幾乎被噪聲所淹沒。接收機放大微弱的回波信號，經(jīng)過信號處理機處理，提取出包含在回波中的信息，送到顯示器，顯示出目標的距離、方向、速度等。

2.脈沖雷達 對連續(xù)波微波信號進行脈沖調(diào)幅,發(fā)射出去的信號就是微波脈沖。檢測回波脈沖信號與發(fā)射脈沖信號的時間差(微波傳輸?shù)乃俣仁枪馑?，即可確定目標的距離。圖1-8脈沖雷達結(jié)構(gòu)框圖

3．多普勒雷達

多普勒（Doppler）雷達主要檢測移動目標的多普勒頻移信息的一種雷達,具有很強的距離鑒別能力和速度鑒別能力,能夠在復雜的背景下檢測出目標。它有連續(xù)波和脈沖兩種形式,如圖1-9和圖1-10所示。圖1-9連續(xù)波多普勒雷達結(jié)構(gòu)示意圖圖1-10脈沖多普勒雷達結(jié)構(gòu)示意圖

4.高度表 高度表是各種飛行器的必備儀表。發(fā)射信號與接收信號的頻移含有目標距離的信息。 如果目標是地面,就可確定出飛行器的距地面高度。5、雙/多基地雷達普通雷達的發(fā)射機和接收機安裝在同一地點。雙/多基地雷達是將發(fā)射機和接收機分別安裝在相距很遠的兩個或多個地點上，地點可以設在地面、空中平臺或空間平臺上。由于隱身飛行器外形的設計主要是不讓入射的雷達波直接反射回雷達，這對于單基地雷達很有效。但入射的雷達波會朝各個方向反射，總有部分反射波會被雙/多基地雷達中的一個接收機接收到。美國、俄羅斯、英國從七十年代就開始研制。6、相控陣雷達

蜻蜓的每只眼睛由許許多多個小眼組成，每個小眼都能成完整的像，這樣就使得蜻蜓所看到的范圍要比人眼大得多。相控陣雷達的天線陣面也由許多個輻射單元和接收單元（稱為陣元）組成，單元數(shù)目和雷達的功能有關(guān)，可以從幾百個到幾萬個。這些單元有規(guī)則地排列在平面上，構(gòu)成陣列天線。利用電磁波相干原理，通過計算機控制饋往各輻射單元電流的相位，就可以改變波束的方向進行掃描，故稱為電掃描。輻射單元把接收到的回波信號送入主機，完成雷達對目標的搜索、跟蹤和測量。每個天線單元除了有天線振子之外，還有移相器等必須的器件。不同的振子通過移相器可以被饋入不同相位的電流，從而在空間輻射出不同方向性的波束。天線的單元數(shù)目越多，則波束在空間可能的方位就越多。這種雷達的工作基礎是相位可控的陣列天線，“相控陣”由此得名。7、相控陣雷達的優(yōu)點

（1）波束指向靈活，能實現(xiàn)無慣性快速掃描，數(shù)據(jù)率高；（2）一個雷達可同時形成多個獨立波束，分別實現(xiàn)搜索、識別、跟蹤、制導、無源探測等多種功能；（3）目標容量大，可在空域內(nèi)同時監(jiān)視、跟蹤數(shù)百個目標；（4）對復雜目標環(huán)境的適應能力強；（5）抗干擾性能好。全固態(tài)相控陣雷達的可靠性高，即使少量組件失效仍能正常工作。但相控陣雷達設備復雜、造價昂貴，且波束掃描范圍有限，最大掃描角為90°～120°。當需要進行全方位監(jiān)視時，需配置3～4個天線陣面。

多功能相控陣雷達已廣泛用于地面遠程預警系統(tǒng)、機載和艦載防空系統(tǒng)、機載和艦載系統(tǒng)、炮位測量、靶場測量等。美國“愛國者”防空系統(tǒng)的AN／MPQ-53雷達、艦載“宙斯盾”指揮控制系統(tǒng)中的雷達、B-1B轟炸機上的APQ-164雷達、俄羅斯C-300防空武器系統(tǒng)的多功能雷達等都是典型的相控陣雷達。8、寬帶／超寬帶雷達

工作頻帶很寬的雷達稱為寬帶／超寬帶雷達。

隱身兵器通常對付工作在某一波段的雷達是有效的，而面對覆蓋波段很寬的雷達就無能為力了，它很可能被超寬帶雷達波中的某一頻率的電磁波探測到。超寬帶雷達發(fā)射的脈沖極窄，具有相當高的距離分辨率，可探測到小目標。9、合成孔徑雷達

合成孔徑雷達通常安裝在移動的空中或空間平臺上，利用雷達與目標間的相對運動，將雷達在每個不同位置上接收到的目標回波信號進行相干處理，就相當于在空中安裝了一個“大個”的雷達，這樣小孔徑天線就能獲得大孔徑天線的探測效果，具有很高的目標方位分辨率，再加上應用脈沖壓縮技術(shù)又能獲得很高的距離分辨率，因而能探測到隱身目標。合成孔徑雷達在軍事上和民用領域都有廣泛應用，如戰(zhàn)場偵察、火控、制導、導航、資源勘測、地圖測繪、海洋監(jiān)視、環(huán)境遙感等。美國的聯(lián)合監(jiān)視與目標攻擊雷達系統(tǒng)飛機新安裝了一部AN／APY3型X波段多功能合成孔徑雷達。英、德、意聯(lián)合研制的“旋風”攻擊機正在試飛合成孔徑雷達。10、毫米波雷達

工作在毫米波段的雷達稱為毫米波雷達。它具有天線波束窄、分辯率高、頻帶寬、抗干擾能力強等特點，同時它工作在目前隱身技術(shù)所能對抗的波段之外，因此它能探測隱身目標。美國的“愛國者”防空導彈已安裝了毫米波雷達導引頭，目前正在研制更先進的毫米波導引頭；俄羅斯已擁有連續(xù)波輸出功率為10千瓦的毫米波雷達；英、法等國家的一些防空系統(tǒng)也都將采用毫米波雷達。11、激光雷達

工作在紅外和可見光波段的雷達稱為激光雷達。由激光發(fā)射機、光學接收機、轉(zhuǎn)臺和信息處理系統(tǒng)等組成。激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機再把從目標反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。隱身兵器通常是針對微波雷達的，因此激光雷達很容易“看到”隱身目標；再加上激光雷達波束窄、定向性好、測量精度高、分辨率高，因而它能有效地探測隱身目標。美國國防部正在開發(fā)用于目標探測和識別的激光雷達技術(shù)，已進行了前視／下視激光雷達的試驗，主要探測偽裝樹叢中的目標。法國和德國正在積極進行使用激光雷達探測和識別直升機的聯(lián)合研究工作。一、頻帶寬度1、絕對帶寬為高端截止頻率和低端截止頻率之差。2、相對帶寬

1.6射頻/微波工程基礎常識

對這樣寬的功率電平范圍內(nèi)的運算，使用基于對數(shù)的比值尺度即dB比較方便。

簡化了代數(shù)運算，自然數(shù)相乘運算變成了對數(shù)相加，自然數(shù)相除變成了對數(shù)相減。 二、分貝表示法

分貝表示物理量的相對值。也可以和某些物理單位一起使用，表示物理量的絕對數(shù)值。如用dBm表示功率，用dBuV表示電壓。

1、若以1W為基準功率，功率為P時，對應的電平：（分貝瓦）例如功率為1W時，電平為0dBW；功率為100W時，電平為20dBW；功率為100mW時，對應的電平為