微波电路与系统(01).ppt

第1讲绪论 第1讲内容 射频 微波的定义 射频 微波的特点 常规电路元件的射频特性 射频 微波的简史 课程内容设置 本课程的要求与建议 1 1RF MW的定义 射频 RadioFrequency 微波 Microwave 无线电频谱中占据某一特殊频段的电磁波 无线频谱的划分 RF MW典型应用的频谱 1 2RF MW的特点 频率高通信系统中相对带宽 f f通常为一定值 所以频率f越高 越容易实现更大的带宽 f 从而信息的容量就越大 例如 对于1 的相对带宽 600MHz频率下宽带为6MHz 一个电视频道的带宽 而60GHz频率下带宽为600MHz 100个电视频道 因此 RF MW的一个最广泛应用就是无线通信 微波接力通讯 蜂窝电话系统 波长短 天线与RF电路的特性是与其电尺寸l 相关的 在保持特性不变的前提下 波长 越短 天线和电路的尺寸l就越小 因此 波长短有利于电路的小型化 目标的雷达散射截面 RCS 也与目标的电尺寸成正比 因此在目标尺寸一定的情况下 波长越小 RCS就越大 这就是雷达系统通常工作在MW的原因 雷达 大气窗口地球大气层中的电离层对大部分无线电波呈反射状态 短波传播的原理 但在MW波段存在若干窗口 因此 卫星通信 射频天文通常采用微波波段 分子谐振各种分子 原子和原子核的谐振都发生在MW波段 这使得微波在基础科学 医学 遥感和加热等领域有独特的应用 卫星通讯 卫星定位导航 射电天文望远镜 微波炉 微波治疗仪 上述特点使得RF MW有着广泛的应用 但是真正使RF MW成为一门独立学科是因其具有一个独特特点 RF MW的波长与自然界物体尺寸相比拟 在RF MW相邻低端以下的频段 波长比物体尺寸长很多 可以采用集总模型研究 在RF MW相邻高端以上的频段 波长比物体尺寸小很多 可以采用几何光学研究 当波长与物体的尺寸相比拟时 电磁波波动性呈主流 因此必须采用电磁场理论和分布模型研究 1 3常规电路元件的射频特性 在常规交流电路中 最常用的电路元件是电阻R 电感L 电容C和连接这些元件的导线 在频率较低时 电阻器 电感器和电容器分别对应于热能 磁场能量和电场能量集中的区域 所以可以用 集总 元件表征 这时R L C基本为常数 不随频率变化 导线也相当于与频率无关的短路线段 在RF MW波段 由于导体的趋肤效应 介质损耗效应 电磁感应等的影响 器件区域不再是单纯能量的集中区 而呈现分布特性 1 3 1长线概念 对应的波长 1 3 2导体的趋肤效应 1 3 3高频电阻 1 3 4高频电容 1 3 5高频电感 1 4RF MW发展简史 1 5课程内容设置 无线通信系统射频前端原理框图 雷达系统框图 1 6本课程要求与建议 成绩评定与作业要求作业30 期未考试70 每周交一次作业 课件从网上下载教材与参考书籍 1 李绪益 微波技术与微波电路 华南理工大学出版社 2007 教材 习题 2 R Ludwig P Bretchko RFcircuitDesign TheoryandApplications 电子工业出版社 中 英本 2004 3 P M Pozar MicrowaveEngineering Thirdedition 电子