射频的技术基础PPT课件

.,1,射频技术,汤红军毫米波国家重点实验室,李文正楼北624025-83793276210,,.,2,内容,实验室专业基础介绍射频概念元件的射频性能课程内容、授课方法、和教学参考书考核办法,.,3,本实验室专业基础介绍1,计算电磁学射频技术集成电路实验室条件,1.研究方向和软件、硬件条件,.,4,本实验室专业基础介绍2,FDD和TDD射频系统和天线阵列的研究开发（863）新型天线与分集技术（863）宽带射频与多天线实现技术（863）电磁场理论与微波技术（创新群体）其它(973,电波测量、有源一体化天线等）,2.相关研究基础,.,5,射频概念,射频？,一般射频概念：,常用无线频谱简介：,广义射频概念：,无线通信发射频率（链路框图）,数100MHz数GHz，目前主要无线业务频段，所谓“黄金频段”,从中波到特赫兹（IEEE频谱）,本课程考虑一般射频频率作为基本工作条件，兼顾微波毫米波射频电路技术。,Next,.,6,IEEE频谱,频段频率波长ELF（极低频）30300Hz100001000kmVF(音频）3003000Hz1000100kmVLF（甚低频）330kHz10010kmLF(低频）30300kHz101kmMF(中频）3003000kHz10.1kmHF(高频）330MHz10010mVHF(甚高频）30300MHz101mUHF(特高频）3003000MHz10010cmSHF(超高频）330GHz101cmEHF(极高频）30300GHz10.1cm亚毫米波3003000GHz10.1mmP波段0.231GHz13030cmL波段12GHz3015cmS波段24GHz157.5cmC波段48GHz7.53.75cmX波段812.5GHz3.752.4cmKu波段12.518GHz2.41.67cmK波段1826.5GHz1.671.13cmKa波段26.540GHz1.130.75cm毫米波40300GHz7.51mm亚毫米波3003000GHz10.1mm,射频电路设计,返回“射频”,.,7,从网络到射频前端的层次结构,无线网络,无线链路,返回“射频”,.,8,元件的射频性能,集总概念a)集总元件的基本条件0.10b)集总元件基本表述方法如阻抗：电阻RR0电感XLL电容XC=1/(C)c)系统分析方法,.,9,元件的射频性能a)技术变化趋势：从集总元件到分布元件。b)分析方法：路的理论到场理论。射频正处于变化的临界点上。重要的分布效应1)趋肤效应：当频率升高，电流趋向于导体表面的现象即趋肤效应。,元件的射频性能,.,10,a)趋肤深度：电流下降到表面处1/e时的深度。,例：铜的电导率5.8107S/m,b)圆导线电阻的变化,元件的射频性能,.,11,2)寄生效应：a)电阻：,引线电阻及其等效模型,元件的射频性能,.,12,一个500引线电阻实例的等效电阻特性*引线是长2.5cm的AWG26线(直径16mil,或0.4064mm),寄生电容C1=5pF,寄生电感,*射频电路设计，pp.11,特性：20GHz,电感特性,元件的射频性能,.,13,500引线电阻阻抗,.,14,b)电容：,元件的射频性能,.,15,一个47pF电容器的特性*,*射频电路设计，pp.13,引线长度1.25cmAWG26铜线，介质为氧化铝，损耗正切0.01%.,特性寄生电感引线电阻并联漏泄电阻,在约5GHz有一谐振点，小于谐振频率为电容特性，大于此频率为电感特性。,元件的射频性能,.,16,47pF电容器的阻抗,.,17,c)电感,元件的射频性能,.,18,一个电感实例*线圈由AWG36(0.127mm)铜线在0.1英寸空气芯上绕3.5匝，长0.05英寸。,*射频电路设计，pp.15,由空气螺旋电感公式得：,将寄生电容近似为平板电容得：,导线电阻：,在约2GHz处产生谐振，小于谐振频率为电感特性，大于些频率为电容特性。另考虑趋肤效应，Q值变小约15倍。,元件的射频性能,.,19,61H空心电感的阻抗,.,20,综上所述，在射频频段，与集总元件相比较，元件特性已发生重大改变。射频技术有其继承集总电路技术的一面，也有其独特的新内容。微波及更高频段的射频技术：以分布元件为主要实现技术。例如：信号耦合、分配等，滤波器实现等。,元件的射频性能,举例：0402电阻,.,21,本课程的内容、方法、参考书,本门课程的内容：,基础内容：传输线基础，S参数等网络参数概念，SMITH图及其应用，射频集总元件的特性；阻抗变换技术；阻抗匹配电路；混合接头与耦合器；谐振器与滤波器；天线技术简介；（在无源电路讲解过程中，顺便介绍全波仿真方法）射频链路分析方法和射频电路性能指标；有源和无源器件；小信号放大器；功率放大器；混频器；振荡器和频综；控制电路等；射频电路及系统EDA（如以ADS为基础）和射频电路及系统测量方法；总结（系统设计一般方法）及大作业说明；,.,22,本门课程所采用的方法,基本原理：课堂讲授为主。课外阅读：围绕教学内容，阅读推荐文献；自行检索并阅读数篇相关文献，总结并撰文介绍相关新技术。设计方法掌握：以课堂讲授为指引，通过课后练习和仿真软件的使用掌握完整设计方法。,.,23,主要教学参考用书：,射频电路设计理论与应用ReinholdLudwig等著，王子宇等译，电子工业出版社微波工程D.M.Pozar著，张肇仪等译，电子工业出版社微波固态电路设计InderBahl等著，郑新等译，电子工业