高频电子线路第1章绪论.ppt

,高频电子线路,第一章,2019/8/10,教材及教学辅助参考书,教材： 高频电子线路第五版 张肃文 主编 高等教育出版社出版 教学辅助参考书： 高频电子线路学习指导 戴峻浩 编 国防工业出版社出版 高频电子线路 曾兴雯 陈健 刘乃安编 西安电子科技大学出版社出版 高频电子线路学习指导与题解 华中科技大学出版社 严国萍编著,2019/8/10,周朝，烽火狼烟,商朝邮驿,唐朝信鸽,1.1无线通信发展简史,2019/8/10,1837年，莫尔斯电报机,1876年，贝尔电话,1854年，安东尼奥穆奇,2019/8/10,1864年，麦克 斯韦方程组,赫兹,马可尼于1895年实现无线电通信,2019/8/10,发射 电子,电表,1904年，弗莱明发明二极管,2019/8/10,三个里程碑： 1907年，李德福雷斯特 Lee de forest 发明电子三极管 1948年，肖克莱 W. Shockley 发明晶体三极管 集成电路、数字电路的出现 杰克基尔比（基于锗Ge） 罗伯特诺伊思（基于硅Si）,电子三极管,晶体三极管,集成电路,2019/8/10,通信系统原理框图,信号源,发送设备,传输信道,接收设备,收信装置,1.2 无线电信号传输原理,2019/8/10,信号源,在实际的通信电子线路中传输的是各种电信号，为此，就需要将各种形式的信息转变成电信号。 常见的信号源有： 话筒 摄像机 各种传感器件,2019/8/10,信号及其频谱,常用的信号表示方法 数学表达式法 如： 正弦波 u=Asint 阶越函数 u=A(t),2019/8/10,双频信号：i(t) = 2 sin 100t + cos200 t,单频信号：i(t) = 2 sin 100t,传输信道的带宽必须大于信号的带宽。,2019/8/10,脉冲信号的分解,2019/8/10,2019/8/10,脉冲信号的频谱,f1表示脉冲重复频率，也就是基波频率。f3、 f5 、f7分别表示三、五、七次谐波，在f 轴的0点，表示直流分量，这条谱线的长度表示脉冲直流分量（即平衡值）的大小。高次谐波的谱线可以分布到很高的频率，但其幅度已相当小。,2019/8/10,话音信号用傅里叶变换后的频谱分布如图，,语音信号的频谱是连续的，其主要 能量集中在1000Hz左右。,2019/8/10,发送设备,发送设备的作用： 发送设备主要有两大任务: 一是调制 , 二是放大。 对基带信号进行变换的原因？ 1. 天线尺寸与被辐射信号的波长相比拟； 2. 如果直接发射，多家电台的发射信号频率范围大致相同，接收机无法区分。,2019/8/10,无线电发射机,将音频信号“装载”到高频振荡中的方法有好几种，如调频、调幅、调相等。电视中图象是调幅，伴音是调频。广播电台中常用的方法是调幅与调频。,2019/8/10,调幅发射机框图,2019/8/10,无线通信选择高频频段的原因： 1.天线长度与波长相比拟（波长的1/101） 2.奈奎斯特采样定律：,2019/8/10,传输信道,信号从发送到接收中间要经过传输信道，又称传输媒质。不同的传输信道有不同的传输特性。如电缆、光缆、无线电波等。 根据传输媒质的不同，可以分为两大类： 有线通信：双线对电缆、同轴电缆、光缆 无线通信：自由空间,2019/8/10,有线通信信道,1. 双绞线 适用于短距离（小于100m）、1Mb/s数据率的通信环境。 2. 同轴电缆 适用于距离在几百米、带宽小于10Mhz、码流率小于20Mbps的通信环境。 3. 光纤电缆 特点：衰减小（小于1db/km）、工作频率高、信息容量大,2019/8/10,沿地表传播 , 称为地波,适用于长波、超长波。 1.5MHz以下的电磁波,趋肤效应：高频时，导线中心的电流变小，电磁波损耗严重。,无线通信信道,2019/8/10,D、F1夜间消失，D、E为吸收层，F2为反射层 入射角大反射强，入射角小折射强。,频率过高将穿过电离层， 1.530MHz的电磁波,2019/8/10,沿空间直线传播，称为空间波：,适用于30MHz以上的电磁波,2019/8/10,散射通信,利用对流层对电波的散射进行通讯，它适用于超短波以及微波波段的通信，通信距离很远。 适用于400600MHz的光波传输。,2019/8/10,电磁波波谱,C = f,2019/8/10,无线电波段的划分,波段名称 波长范围 频率范围 频段名称 超长波 30 00010 000m 1030kHz 甚低频VLF 长 波 10 0001 000m 30300kHz 低频LF 中 波 1000100m 3003000kHz 中频MF 短 波 10010m 330MHz 高频HF 米 波 101m 30300MHz 甚高频VHF 分米波 10010cm 3003000MHz 超高频UHF 厘米波(微波) 101cm 300030000MHz 特高频SHF 毫米波 10.1cm 30300GHz 极高频EHF 亚毫米波 1mm以下 300GHz以上 超极高频,2019/8/10,1.地波：其传播情况取决于地面条件。 1）地面对电磁波有吸收现象。 2）电磁波频率越低，损耗越小。 3）电磁波具有绕射的特性。 地波传播适用于长波、中波（即中、低频）多用于远距离通信与导航。例如，收音机接收的广播电台中波信号。 2.天波：是经过电离层反射后，传播到接收点的电磁波。主要优点是用较小的功率进行远距离通信。例如，收音机接收的广播电台短波信号或军用短波电台。 天波传播适用于短波波段。,2019/8/10,3.散射传播：主要发生在1012Km范围内的对流层。散射特性是具有很强的方向性和随机性，还有一定的散射损耗。传播距离100500km，适用频率在400600MHz。 4.视距传播：频率较高的超短波及其更高频率的无线电波，主要沿空间直线传播。例如，卫星通信采用视距传播。 长波信号以地波绕射为主，中波和短波信号可以以地波和天波两种方式传播，超短波以上频段信号大多以直射方式传播，也可用对流层散射的方式传播。,2019/8/10,接收设备,接收设备的作用： 将信道传送过来的已调信号进行处理，以恢复出与发送端相一致的基带信号，即：解调。 接收设备的要求： 由于信号在传输和恢复的过程中存在着干扰和失真，接收设备要尽量减少这种失真。,2019/8/10,无线电信号的接收,最简单的接收机原理框图,选择性电路