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射频电路系统入门培训教程 刘李云 培训目的 了解射频相关的一些概念 了解整个射频系统组成 了解组成射频系统的各个模块单元 了解实际射频电路 初步了解射频电路分析方法和工作内容 常用无线电波频段分布 3 射頻电路常用基本单位 射频电路的设计方法与理论 射频电路的设计方法 场的方法 基于麦克斯韦方程的设计方法 电磁场数值方法 AnsoftHFSS CST等等仿真软件 路的方法 基于基尔霍夫定律基本原理的设计方法 电路分析方法 MicrowaveOffice ADS等等仿真软件射频电路基础理论 传输线理论 微波网络理论 射频系统组成单元 天线天线开关PALNA滤波器射频传输线 微带线 同轴线等等混频器 mixer VCOPLL高频电容高频电感匹配网络 射频系统框图 PLL VCO DAC ADC 基带处理器单元 下变频器 上变频器 LNA 滤波器 滤波器 滤波器 滤波器 PA 天线开关 天线 放大器 放大器 5357C0射频系统关键供电管脚 内置PA供电 DAC ADC IQ调制供电 频率合成供电 PLL供电 4360射频系统关键供电管脚 2 4G内置PA供电 5G内置PA供电 VCO PLL供电 VCO PLL供电 内置接收混频器供电 内置接TX混频器供电 天线 关键指标 VSWR 电压驻波比 ReturnLoss Gain 方向图 带宽 阻抗 波瓣宽度 天线开关 关键指标插损 隔离度 1dB压缩点 控制逻辑 开关的控制逻辑要与主控相匹配 响应时间 滤波器 开关 匹配电路 滤波器 天线开关 滤波电路 匹配网络 PA 关键指标输出功率 Gain 工作电压 工作电流 最大输入电平 1dB压缩点 Pdet电压范围 2f 3f谐波分量 RTC6649e PA PA输出匹配电路和滤波电路 本振滤波电路 LNA 关键指标Gain 噪声系数 最大输入电平 RTC5608 BFU730 内置匹配LNA 低噪声RF三极管 高频电容 射频特性 一个电容器的高频等效电路如图所示 图中 电感L等效为引线电感 电阻Rs表示引线导体损耗 电阻Re表示介质损耗 由图可见 电容器的引线电感将随着频率的升高而降低电容器的特性 如果引线电感与实际电容器的电容谐振 这将会产生一个串联谐振 使总电抗趋向为0 由于这个串联谐振产生一个很小的串联阻抗 所以非常适合在射频电路的耦合和去耦电路中应用 然而 当电路的工作频率高于串联谐振频率时 该电容器将表现为电感性而不是电容性 一个电容器的阻抗绝对值与频率的关系 高频电感 射频特性 线圈通常时用导线在圆柱体上绕制而成 相邻位置线段间有分离的移动电荷 寄生电容的影响上升 如右图一个电感器的高频等效电路如图所示 图中 电容Cs为等效分布电容 Rs为等效电感线圈电阻 Cs和Rs分别代表分布电容Cd和电阻Rd的综合效应 从图可见 分布电容Cs与电感线圈并联 这也意味着 一定存在着某一频率 在该频率点线圈电感和分布电容产生并联谐振 使阻抗迅速增加 通常称这一谐振频率点为电感器的自谐振频率 SRF SelfResonantFrequency 当频率超过谐振频率点时 分布电容Cs的影响将成为主要因素 线圈的阻抗降低 高频电感的等效电路 滤波器 关键指标带外抑制 带内插损 带内平坦度 LC滤波电路 传输线理论 双线传输线的特性阻抗 入射波 反射波 反射系数 Smith圆图 阻抗匹配 常用反射损耗 RL 电压驻波比 VSWR 对照表 常见传输线实际结构图 同轴线 coaxialcable 带状线 stripline 微带线 microstrip 缝隙传输线 slotline 共面波导 coplanarwaveguide 悬置微带线 suspendedmicrostrip 矩形波导 rectangularwaveguide 圆形波导 cylindricalwaveguide 翼片波导 finline 介质波导 dielectricwaveguide 光纤 opticalfiber 导体 微带线 金属导体带条与接地板构成的传输线 导体 h 介质材料 t 微带线基本设计参数 基板参数 介电常数 介质损耗角正切 基板高度和导线厚度 电特性参数 特性阻抗 工作频率 工作波长 波导波长和电长度 微带线参数 宽度 长度和单位长度衰减量 低频电路端口以电压电流表示 对应网络参量 Z Y参量射频电路端口以反射波入射波表示 对应网络参量 散射参量 S参数 微波网络理论 2 PortNetwork a1 a2 ZL b2 b2 Zs H参数 Y参数 Z参数 S参数 NetworkParametersfor2 portNetwork 散射矩阵 S参数 S参数的意义 二 匹配电路 匹配电路的概念目的 获得最大功率传输获得最小系统噪声获得最佳频率响应获得最大功率容量等多种标准应用 低噪声放大电路宽频带放大电路功率放大电路等射频电路中 集总参数L形匹配电路 分立元件的8种电路结构 SmithChart5 jx jx jb jb Inductive Capacitive r 0g r g 0 频率 功率 阻抗频率 射频信号分析 频域 低频信号分析 时