电子科大射频电路课程总复习

1、一、一、本章知识点本章知识点 无线通信技术的发展简史，通信的定义、通信系无线通信技术的发展简史，通信的定义、通信系统的组成及通信系统中进行的两种变换和反变换，统的组成及通信系统中进行的两种变换和反变换，电磁波频段划分标准及典型应用领域，特别是射频、电磁波频段划分标准及典型应用领域，特别是射频、微波、毫米波的频段范围，移动通信接收机和发射微波、毫米波的频段范围，移动通信接收机和发射机的射频设计及现代蜂窝手机对射频前端设计的要机的射频设计及现代蜂窝手机对射频前端设计的要求，无线通信射频电路的特点，通信射频电路设计求，无线通信射频电路的特点，通信射频电路设计的重要地位和无线通信射频电路的发展趋势。的

2、重要地位和无线通信射频电路的发展趋势。二、二、重点和难点分析重点和难点分析 1. 重点重点 通信系统的组成通信系统的组成, 射频、微波、毫米波的频段范射频、微波、毫米波的频段范围，无线通信系统射频前端设计及现代蜂窝手机对射围，无线通信系统射频前端设计及现代蜂窝手机对射频前端设计的要求。频前端设计的要求。2. 难点难点 通信系统的基本结构及各组成部分的作用，以及通信系统的基本结构及各组成部分的作用，以及无线通信射频电路的特点。无线通信射频电路的特点。三、三、占课程考核的权重占课程考核的权重绪论不在考试范围内。绪论不在考试范围内。四、四、重要概念与公式重要概念与公式 1. 通信系统的基本组成结构，

3、通信系统所包含两个变通信系统的基本组成结构，通信系统所包含两个变换和反变换的含义。换和反变换的含义。 （1）通信系统的基本组成结构为通信系统的基本组成结构为（2）通信系统的两个基本变换与反变换为通信系统的两个基本变换与反变换为 发射端：第一个变换是接收机从信道中选取接收的发射端：第一个变换是接收机从信道中选取接收的已调波并将其变换为基带信号，此变换过程称为解调。已调波并将其变换为基带信号，此变换过程称为解调。第二个变换是输出变换器将解调后的基带信号变换成第二个变换是输出变换器将解调后的基带信号变换成相应的信息。相应的信息。 接收端：第一个变换是接收机从信道中选取接收的接收端：第一个变换是接收机

4、从信道中选取接收的已调波并将其变换为基带信号，此变换过程称为解调。已调波并将其变换为基带信号，此变换过程称为解调。第二个变换是输出变换器将解调后的基带信号变换成第二个变换是输出变换器将解调后的基带信号变换成相应的信息。相应的信息。2. 现代蜂窝手机对通信射频电路设计的要求。现代蜂窝手机对通信射频电路设计的要求。 良好的选择性。良好的选择性。 低噪声、高动态范围。低噪声、高动态范围。 接收机对于杂散频率有良好的抑制能力。接收机对于杂散频率有良好的抑制能力。 本振信号应该具有很低的相位噪声。本振信号应该具有很低的相位噪声。 发射机必须严格限制带外辐射。发射机必须严格限制带外辐射。 射频电路必须低功

5、耗。射频电路必须低功耗。 发射机功放要求有高的功率增加效率。发射机功放要求有高的功率增加效率。一、一、本章知识点本章知识点 常用的射频电路的有源和无源器件，无源器件电常用的射频电路的有源和无源器件，无源器件电阻、电容和电感的射频特性及等效电路。阻、电容和电感的射频特性及等效电路。 传输线的种类、传输线基础理论、传输线分析方传输线的种类、传输线基础理论、传输线分析方法，电压反射系数的定义及计算方法、驻波及驻波比、法，电压反射系数的定义及计算方法、驻波及驻波比、端接负载传输线的输入阻抗计算方法及特殊情况分析、端接负载传输线的输入阻抗计算方法及特殊情况分析、无耗传输线的功率传输特性、回波损耗和插入损

6、耗的无耗传输线的功率传输特性、回波损耗和插入损耗的定义及其计算。定义及其计算。 阻抗圆图和导纳圆图的表示方法及特点、利用阻抗圆图和导纳圆图的表示方法及特点、利用Smith圆图求解端接负载的传输线输入阻抗的方法。圆图求解端接负载的传输线输入阻抗的方法。 两端口网络的两端口网络的Z参数、参数、Y参数、参数、H参数和参数和ABCD参参数的表示方法和物理意义，网络数的表示方法和物理意义，网络S参数的定义及其物参数的定义及其物理意义，电路网络互连及其参数分析，网络理意义，电路网络互连及其参数分析，网络S参数的参数的测试条件和测试方法。测试条件和测试方法。二、二、重点和难点分析重点和难点分析 1. 重点重

7、点 电压反射系数的定义及计算方法、驻波及驻波比，电压反射系数的定义及计算方法、驻波及驻波比，耗传输线的功率传输特性、回波损耗和插入损耗的定耗传输线的功率传输特性、回波损耗和插入损耗的定义及其计算，阻抗圆图和导纳圆图的表示方法及特点，义及其计算，阻抗圆图和导纳圆图的表示方法及特点，两端口网络的两端口网络的Z参数、参数、Y参数、参数、H参数和参数和ABCD参数的参数的表示方法和物理意义。表示方法和物理意义。 2. 难点难点 端接负载传输线的输入阻抗计算方法及特殊情况端接负载传输线的输入阻抗计算方法及特殊情况分析，利用分析，利用Smith圆图求解端接负载的传输线输入阻圆图求解端接负载的传输线输入阻抗

8、的方法，网络抗的方法，网络S参数的定义及其物理意义。参数的定义及其物理意义。 三、三、占课程考核的权重占课程考核的权重本章内容占课程考核的本章内容占课程考核的15%。四、四、重要概念与公式重要概念与公式 1. 传输线理论传输线理论 （1）传输线的等效电路模型传输线的等效电路模型()()kRj LGj Cj其中，其中， ：复传播系数，：复传播系数， 为传播常数，为传播常数， 为衰减系数为衰减系数k（2）电磁波在传输线中的传输常数电磁波在传输线中的传输常数 22Pff波长波长相速相速（3）传输线特性阻抗传输线特性阻抗 0()/()VVZRj LGj CII 传输线的特性阻抗依赖于传输线上单位长传输

9、线的特性阻抗依赖于传输线上单位长度的度的4个特性参数个特性参数 、 、 、 。RLGC（4）端接负载传输线的相关公式端接负载传输线的相关公式负载处的反射系数负载处的反射系数 000LLZZZZ 负载阻抗负载阻抗 0011LZ输入反射系数输入反射系数 20( )j dinde 输入电阻输入电阻20002011( )( )11( )j dininj dinedZdZZed000cossincossinLLZdjZdZZdjZd例：例：设传输线的长度为设传输线的长度为 ，特征阻抗，特征阻抗为为 ，且负载阻抗为，且负载阻抗为 ，求输入阻抗求输入阻抗 。/6l050Z 100LZ inZ解：解： 传输线

10、的长度为传输线的长度为 ，则，则/6l263dl000cossincossinLinLZdjZdZZZdjZd 100cos50sin335050cos100sin335025 35030.8202550 3jjjjj故输入阻抗为故输入阻抗为（5）驻波及驻波比（驻波及驻波比（SWR/VSWR)0maxmaxminmin011VISWRVI （6）端接源和负载的传输线的功率传输特性端接源和负载的传输线的功率传输特性传输线无耗时传输线无耗时222201(1)181GsininLsinVPPZ 22222201(1)181jlsLGjlsLeVZe （7）回波损耗和插入损耗回波损耗和插入损耗回波损耗

11、回波损耗插入损耗插入损耗10log(/)20log()()rininRLPPdB 10log(/)20log(1)()tininILP PdB 2. Smith圆图圆图（1）应用应用Smith阻抗圆图求解端接负载传输线的输入阻抗圆图求解端接负载传输线的输入阻抗步骤阻抗步骤1. 归一化负载阻抗归一化负载阻抗 。LLZz 2. 由由 找出反射系数找出反射系数 。Lz0Lz 03. 以以 电长度电长度 顺时针旋转顺时针旋转 得到得到 。2 d0( )d0( )d 4. 记录记录 对应的归一化阻抗对应的归一化阻抗 。( )d( )inzd( )( )indzd 5. 将将 还原成还原成 。( )inz

12、d( )inZd( )( )ininzdZd /0.61.2LLozZZj(2)0.30.53inzcmj096d(2)1526.5inZcmj3. 单端口和多端口网络单端口和多端口网络（1）二端口二端口Z/Y/H/ABCD参数的定义参数的定义（2）互连网络参数分析与计算步骤互连网络参数分析与计算步骤 分别计算各两端口网络的分别计算各两端口网络的ABCD参数参数; 由级联公式得到放大器两端口网络的由级联公式得到放大器两端口网络的ABCD参数参数; 由由ABCD参数计算出放大器输入参数计算出放大器输入/输出电压输出电压/电流关电流关系，从而得到放大器电压系，从而得到放大器电压/电流增益，电流增益

13、， 输入输入/输出阻输出阻抗，抗，SWR等性能参数。等性能参数。13247856例：例：设级联网络设级联网络1 1的的ABCDABCD矩阵为矩阵为 ，级，级联网络联网络2 2的的ABCDABCD矩阵为矩阵为 ，求整个级联，求整个级联网络的网络的ABCDABCD矩阵。矩阵。 112211221378222624563440ABABABCDCDCD解：解：级联网络的整体级联网络的整体ABCDABCD矩阵等于所有子网矩阵等于所有子网络络ABCDABCD矩阵的乘积。矩阵的乘积。4. S参数参数（1）网络网络S参数的物理意义参数的物理意义in11ininS =ooZZZZ是网络端口是网络端口1的反射系数

14、的反射系数22112S =GVV是网络端口是网络端口1到端口到端口2的正向电压增益的正向电压增益out22outoutS =ooZZZZ是网络端口是网络端口2的反射系数的反射系数12S是网络端口到端口的正向电压增益是网络端口到端口的正向电压增益一、一、本章知识点本章知识点 选频回路的基本概念，选频回路的性能指标，利选频回路的基本概念，选频回路的性能指标，利用用LC串并联谐振回路进行选频的基本原理，掌握串并联谐振回路进行选频的基本原理，掌握LC串串/并联谐振回路有关谐振、谐振频率、谐振阻抗、谐并联谐振回路有关谐振、谐振频率、谐振阻抗、谐振时的电流（电压）以及品质因数的定义和计算，品振时的电流（电

15、压）以及品质因数的定义和计算，品质因数对谐振回路选频特性的影响，串并联谐振回路质因数对谐振回路选频特性的影响，串并联谐振回路的选频特性及主要性能指标。的选频特性及主要性能指标。 阻抗匹配的基本概念，进行阻抗匹配的必要性，阻抗匹配的基本概念，进行阻抗匹配的必要性，实现阻抗匹配的条件及基本方法，实现阻抗匹配的条件及基本方法，L型匹配网络的设型匹配网络的设计方法，以及相关电容、电感值的计算，和计方法，以及相关电容、电感值的计算，和T型匹配型匹配网络的结构和特点，利用网络的结构和特点，利用Smith圆图进行阻抗匹配的圆图进行阻抗匹配的基本方法及步骤。基本方法及步骤。二、二、重点和难点分析重点和难点分析

16、 1. 重点重点 选频回路的基本概念、主要性能指标，选频回路的基本概念、主要性能指标，LC串并联串并联谐振回路中有关谐振、谐振频率、谐振阻抗、谐振时谐振回路中有关谐振、谐振频率、谐振阻抗、谐振时的电流（电压）、品质因数的定义及计算以及品质因的电流（电压）、品质因数的定义及计算以及品质因数对谐振回路选频特性的影响；阻抗匹配的基本概念、数对谐振回路选频特性的影响；阻抗匹配的基本概念、进行阻抗匹配的必要性、实现阻抗匹配的条件及基本进行阻抗匹配的必要性、实现阻抗匹配的条件及基本方法、和方法、和T型匹配网络的结构和特点。型匹配网络的结构和特点。 2. 难点难点 难点在于有载品质因数的计算，串并联支路阻抗

17、难点在于有载品质因数的计算，串并联支路阻抗变换公式及应用，变换公式及应用，L型匹配网络的设计方法及其相关型匹配网络的设计方法及其相关电容、电感值的计算，利用电容、电感值的计算，利用Smith圆图进行阻抗匹配圆图进行阻抗匹配的基本方法及步骤。的基本方法及步骤。 三、三、占课程考核的权重占课程考核的权重本章内容占课程考核的本章内容占课程考核的15%。四、四、重要概念与公式重要概念与公式 1. 选频回路选频回路 （1）选频回路的基本概念：选频回路的基本概念：选频回路：从众多频率信号中，选出有用信号，滤除选频回路：从众多频率信号中，选出有用信号，滤除或抑制无用信号的电路，或抑制无用信号的电路， 通常也

18、称为滤波器通常也称为滤波器（2）选频网络的性能指标选频网络的性能指标 中心频率中心频率 通频带通频带 带内波动带内波动 带外抑制与矩形系数带外抑制与矩形系数 插入损耗插入损耗 滤波器插入到射频电路中在通带内引起的功率损滤波器插入到射频电路中在通带内引起的功率损耗，它定量的描述了功率响应幅度与耗，它定量的描述了功率响应幅度与0dB基准的差值。基准的差值。210log10log 1inAinLPLILP 回波损耗回波损耗22120log10log(1() )inRLSj 输入输出阻抗输入输出阻抗 相频特性相频特性（3）LC串串/并联谐振回路特性并联谐振回路特性串、并联特性对照表串、并联特性对照表（

19、4）串并联支路阻抗转换串并联支路阻抗转换并联电阻并联电阻 并联电抗并联电抗 22221 ()(1)SSSPSSSSrXXRrrQrr222211()(1)SSSPSSSSrXrXrrXXQ（5）有载品质因素有载品质因素Q品质因素由空载品质因素品质因素由空载品质因素 变为有载品质因素变为有载品质因素 00LQr01TePPSLQRQRRRR有载品质因素有载品质因素2. 无阻抗变换网络无阻抗变换网络（1）进行阻抗变换的必要性进行阻抗变换的必要性 可以向负载传输最大功率，最小化驻波比。可以向负载传输最大功率，最小化驻波比。 在天线、低噪声放大器或混频器等接收机前端改善在天线、低噪声放大器或混频器等接

20、收机前端改善噪声系数。噪声系数。 发射机由于匹配实现了最大功率传输，相当于提高发射机由于匹配实现了最大功率传输，相当于提高了效率，延长了电池使用寿命。了效率，延长了电池使用寿命。 滤波器或选频回路前后匹配可以发挥其最佳性能。滤波器或选频回路前后匹配可以发挥其最佳性能。（2）匹配网络的选择和计算匹配网络的选择和计算 时的时的L网络设计网络设计SLRR支路品质因素支路品质因素1SLRQR串串/并联电抗为并联电抗为SPRXQSLXQR 时的时的L网络设计网络设计SLRR支路品质因素支路品质因素1LSRQR串串/并联电抗为并联电抗为SSXQRLPRXQ一、一、本章知识点本章知识点 电路与系统噪声来源、

21、种类及效应，起伏噪声的电路与系统噪声来源、种类及效应，起伏噪声的基本概念及其特点，电阻热噪声、双极晶体管和场效基本概念及其特点，电阻热噪声、双极晶体管和场效应晶体管主要噪声来源、大小及等效电路，电抗元件应晶体管主要噪声来源、大小及等效电路，电抗元件的噪声、两端口网络的等效输入噪声源，噪声系数、的噪声、两端口网络的等效输入噪声源，噪声系数、等效噪声温度的基本概念及相关计算，噪声系数与等等效噪声温度的基本概念及相关计算，噪声系数与等效输入噪声源的关系，多级线性网络级联的噪声系数效输入噪声源的关系，多级线性网络级联的噪声系数的计算方法。的计算方法。 非线性器件的描述方法、灵敏度和动态范围的定非线性器

22、件的描述方法、灵敏度和动态范围的定义及计算方法，器件非线性的影响：谐波、增益压缩、义及计算方法，器件非线性的影响：谐波、增益压缩、堵塞、交叉调制等，堵塞、交叉调制等，1dB压缩点与三阶交调截点的定压缩点与三阶交调截点的定义、计算及其关系，非线性器件在频谱搬移中的应用。义、计算及其关系，非线性器件在频谱搬移中的应用。二、二、重点和难点分析重点和难点分析 1. 重点重点 电路与系统噪声来源、种类及效应，电路器件噪电路与系统噪声来源、种类及效应，电路器件噪声的来源及等效电路，噪声系数的定义及相关计算，声的来源及等效电路，噪声系数的定义及相关计算，等效噪声温度定义及相关计算，以及噪声系数与等效等效噪声

23、温度定义及相关计算，以及噪声系数与等效噪声温度的关系，器件非线性的影响：谐波、增益压噪声温度的关系，器件非线性的影响：谐波、增益压缩、堵塞、交叉调制等，非线性器件在频谱搬移中的缩、堵塞、交叉调制等，非线性器件在频谱搬移中的应用。应用。2. 难点难点 多级线性网络级联的噪声系数的计算方法，非线多级线性网络级联的噪声系数的计算方法，非线性器件的描述方法、灵敏度和动态范围的定义，提出性器件的描述方法、灵敏度和动态范围的定义，提出这些指标的意义及计算方法。这些指标的意义及计算方法。 三、三、占课程考核的权重占课程考核的权重本章内容占课程考核的本章内容占课程考核的20%。四、四、重要概念与公式重要概念与

24、公式 1. 通信信息容量通信信息容量（1）信息容量定义信息容量定义 在一个给定的时间内，通过一个通信系统可以传在一个给定的时间内，通过一个通信系统可以传送多少信息的一种度量。送多少信息的一种度量。（2）香农信息容量极限公式香农信息容量极限公式2log (1)SIBN 其中，其中，I为信息容量，单位为信息容量，单位b/s，B为通信系统信息为通信系统信息带宽，单位带宽，单位Hz，S/N为信噪功率比。为信噪功率比。（3）信噪比信噪比信噪比定义为信号功率与噪声功率之比，即信噪比定义为信号功率与噪声功率之比，即SnPSSNRNP2. 噪声噪声（1）电阻的热噪声电阻的热噪声等效噪声电压源等效噪声电压源等效

25、噪声电流源等效噪声电流源24nVkTRB214nIkTBR噪声额定功率噪声额定功率 2444nAVkTRBNkTBRR（2）噪声系数噪声系数 噪声系数的定义噪声系数的定义 噪声系数定义为系统输入信噪比与输出信噪比之噪声系数定义为系统输入信噪比与输出信噪比之比，即比，即/iiiiooooiSNRPNPNFSNRPNPN 无源有耗网络的噪声系数无源有耗网络的噪声系数/1/iiAoAooAPiAPPNNNFLPNGNG（3）等效噪声温度等效噪声温度等效噪声温度与噪声系数的关系为等效噪声温度与噪声系数的关系为0(1)eTFT（4）多级线性网络级联的噪声系数多级线性网络级联的噪声系数总的噪声系数总的噪声

26、系数32111211PPPFFFFGG G例：例：两级级联电路，两级级联电路， ， ； ， 求总的噪声系数，等效噪求总的噪声系数，等效噪声温度声温度 。12dBNF 112dBPG26dBNF 210dBPG解：解：由已知条件得由已知条件得10.210110101.59NFF 20.610210104NFF 121.2101101015.9PG101102101010PG则则21114 11.591.72915.9PFFFG10lg2.5dBNFF总的等效噪声温度总的等效噪声温度21110011(1)(1)eeePPTFTTFTTGG0003(1.59 1)0.7815.9TTT3. 非线性失

27、真非线性失真（1）器件非线性的影响器件非线性的影响 谐波谐波 增益压缩增益压缩 通常用通常用1dB压缩点的输入或输出功率来描述。压缩点的输入或输出功率来描述。 堵塞和交叉调制堵塞和交叉调制 相互调制相互调制 通常用三阶交调截点的输入或输出功率来描述。通常用三阶交调截点的输入或输出功率来描述。三阶互调与增益压缩的关系三阶互调与增益压缩的关系a. 1dB压缩点输入电平要比三阶截点低压缩点输入电平要比三阶截点低9.6dB，即，即31dB,in9.6dBIIPPb. 1dB压缩点输入电平要比三阶截点低压缩点输入电平要比三阶截点低10.6dB，即，即31dB,out1dB,out9.6dB+1dB=10

28、.6dBOIPPP（2）多级非线性级级联特性多级非线性级级联特性两级公式两级公式:2133 13 211()()AIIPIIPIIP（3）灵敏度和动态范围灵敏度和动态范围 灵敏度灵敏度,min()174(/)()10loginPdBmdBm HzNF dBB ,min()()oSNRdB基底噪声基底噪声()174(/)() 10logtF dBmdBm HzNF dBB 灵敏度也可表示为灵敏度也可表示为,min,min()()()()intoPdBmF dBmSNRdB例：例：某接收机的带宽为某接收机的带宽为1MHz，噪声系数为，噪声系数为5dB，要，要求最小输出信噪比为求最小输出信噪比为20

29、dB，环境温度为，环境温度为290K。求。求此接收机的灵敏度。此接收机的灵敏度。解：解：由已知条件，得由已知条件，得1BMHz,min()20oSNRdB5NFdB且环境温度为且环境温度为290K，则，则,min,min()174(/)() 10log()()inoPdBmdBm HzNF dBBSNRdB 61745 10lg102094dBm 动态范围动态范围a. 线性动态范围线性动态范围 线性动态范围定义为线性动态范围定义为1dB压缩点的输入信号电平压缩点的输入信号电平与灵敏度（或基底噪声）之比。与灵敏度（或基底噪声）之比。b. 无杂散动态范围无杂散动态范围31()2()()3ftDRd

30、BIIP dBmF dBm,min()()()toF dBmSNRdB求：此子系统的无杂散动态范围求：此子系统的无杂散动态范围解：解：基底噪声为基底噪声为174dBm/() 10logtFHZNF dBB 3174dBm/9() 10log200 10112HZdBdBm3,min1()2()()()()()3fttoDRdBIIP dBmF dBmF dBmSNRdB代入公式代入公式()53fDRdBdB例：例：已知某接收机解调器前的射频子系统已知某接收机解调器前的射频子系统200,BKHZ子系统带宽是子系统带宽是 天线等效噪声温度为天线等效噪声温度为T T0 0315,IIPdBm 三阶截

31、点是三阶截点是,9NFdB噪声系数是噪声系数是,min()12,oSNRdB解调器要求输入的信噪比是解调器要求输入的信噪比是一、一、本章知识点本章知识点 射频发射级、接收级的基本组成及完成的主要功射频发射级、接收级的基本组成及完成的主要功能，设计收发机的射频部分时应解决的关键问题，无能，设计收发机的射频部分时应解决的关键问题，无线通信接收机、发射机的基本结构和方案，镜像频率线通信接收机、发射机的基本结构和方案，镜像频率干扰、组合频率干扰和变频器引起的寄生通道干扰的干扰、组合频率干扰和变频器引起的寄生通道干扰的产生机理，高中频和低中频的利弊。产生机理，高中频和低中频的利弊。 单次变频超外差式接收

32、机的基本结构、各组成部单次变频超外差式接收机的基本结构、各组成部分的功能及其特点，二次变频超外差式接收机的组成分的功能及其特点，二次变频超外差式接收机的组成结构和特点，零中频结构和特点，零中频(直接下变频直接下变频)接收机、镜频抑制接收机、镜频抑制接收机和数字中频的基本结构和特点，接收机射频前接收机和数字中频的基本结构和特点，接收机射频前端设计考虑，直接调制与间接调制发射机的结构与特端设计考虑，直接调制与间接调制发射机的结构与特点，发射机射频前端设计考虑，无线发射接收机的性点，发射机射频前端设计考虑，无线发射接收机的性能指标及系统指标分配与计算。能指标及系统指标分配与计算。 二、二、重点和难点

33、分析重点和难点分析 1. 重点重点 单次变频超外差式接收机、二次变频超外差式接单次变频超外差式接收机、二次变频超外差式接收机、零中频收机、零中频(直接下变频直接下变频)接收机、镜频抑制接收机接收机、镜频抑制接收机和数字中频的基本结构和特点，直接调制与间接调制和数字中频的基本结构和特点，直接调制与间接调制发射机的结构与特点。发射机的结构与特点。2. 难点难点 镜像频率干扰、组合频率干扰和变频器引起的寄镜像频率干扰、组合频率干扰和变频器引起的寄生通道干扰的产生机理，接收机、发射机的技术指标生通道干扰的产生机理，接收机、发射机的技术指标及系统指标分配与计算。及系统指标分配与计算。 三、三、占课程考核

34、的权重占课程考核的权重本章内容占课程考核的本章内容占课程考核的15%。四、四、重要概念与公式重要概念与公式 1. 射频发射级射频发射级/接收级的基本组成及完成功能接收级的基本组成及完成功能（1）射频发射级的基本组成及完成功能射频发射级的基本组成及完成功能完成功能：完成功能：产生正弦载波产生正弦载波完成基带信号对载波的调制完成基带信号对载波的调制将通带信号搬移到所需的频段将通带信号搬移到所需的频段放大到足够的功率并发射放大到足够的功率并发射不干扰相邻信道不干扰相邻信道（2）射频接收级的基本组成及完成功能射频接收级的基本组成及完成功能完成功能：完成功能： 从众多的电波中选出有用信号从众多的电波中选

35、出有用信号 将微弱信号放大到解调器所要求的电平值将微弱信号放大到解调器所要求的电平值 将通带信号变为基带信号将通带信号变为基带信号 2. 接收机方案接收机方案（1）单次变频超外差式接收机单次变频超外差式接收机特点：特点： BPF1作频带选择作频带选择, BPF2作信道选择作信道选择,实现了频带选实现了频带选择和信道的分离。择和信道的分离。 合理分配系统增益，放大器稳定性好。合理分配系统增益，放大器稳定性好。 适用于信号载频远高于中频频率的情况。适用于信号载频远高于中频频率的情况。 在较低固定中频上放大，在较低固定中频上放大，ADC和解调较容易。和解调较容易。单次变频超外差式接收机缺点及解决办法

36、单次变频超外差式接收机缺点及解决办法 镜像干扰镜像干扰解决办法：选择高中频或镜频抑制滤波器解决办法：选择高中频或镜频抑制滤波器 组合干扰组合干扰解决办法：减小混频器非线性解决办法：减小混频器非线性（2）二次变频超外差式接收机二次变频超外差式接收机二次变频超外差式接收机特点二次变频超外差式接收机特点: 高第一中频有利于镜频抑制，有好的频带选择性。高第一中频有利于镜频抑制，有好的频带选择性。 低第二中频有利于低第二中频有利于IFA的稳定性和降低对解调器的的稳定性和降低对解调器的要求。要求。（3）零中频零中频(直接下变频直接下变频)接收机接收机特点：特点： 由于由于 ，故将调制的，故将调制的RF信号

37、直接变频到信号直接变频到基带信号，不存在镜像干扰，并且结构简单。基带信号，不存在镜像干扰，并且结构简单。LORFLORF 信道间隔离度差（频率窜透）信道间隔离度差（频率窜透） 噪声严重噪声严重 存在低噪声放大器偶次谐波失真干扰存在低噪声放大器偶次谐波失真干扰1 f2. 无线通信发射机方案无线通信发射机方案（1）直接变换法直接变换法特点：特点： 调制和上变频合一在发射频率上调制。调制和上变频合一在发射频率上调制。缺点：缺点： 由于发射信号是以本振频率为中心的带通信号，由于发射信号是以本振频率为中心的带通信号，经功率放大器发射后的强信号会泄漏或反射回来影响经功率放大器发射后的强信号会泄漏或反射回来

38、影响本振，牵引本振频率。本振，牵引本振频率。（2）两步法两步法优点优点: 较低频率处调制容易，正交两支路易一致。较低频率处调制容易，正交两支路易一致。缺点：对上变频滤波器要求高。缺点：对上变频滤波器要求高。一、一、本章知识点本章知识点 低噪声放大器简介、低噪声放大器在通信射频前低噪声放大器简介、低噪声放大器在通信射频前端的位置、低噪声放大器的主要特点，双极、砷化镓端的位置、低噪声放大器的主要特点，双极、砷化镓（GaAs）和）和CMOS射频集成电路工艺，双极型晶体管射频集成电路工艺，双极型晶体管共射小信号等效电路以及场效应管小信号模型。共射小信号等效电路以及场效应管小信号模型。 低噪声放大器的主

39、要性能指标，低噪声放大器基低噪声放大器的主要性能指标，低噪声放大器基本电路、低噪放设计的基本任务、直流偏置电路设计、本电路、低噪放设计的基本任务、直流偏置电路设计、阻抗匹配阻抗匹配/转换电路设计、常见的转换电路设计、常见的LNA电路配置，低噪电路配置，低噪声放大器的设计步骤、低噪声放大器的简要设计过程声放大器的设计步骤、低噪声放大器的简要设计过程及简单实例。及简单实例。 二、二、重点和难点分析重点和难点分析 1. 重点重点 低噪声放大器的主要特点及性能指标，低噪声放低噪声放大器的主要特点及性能指标，低噪声放大器基本电路与基本任务，直流偏置电路、阻抗匹配大器基本电路与基本任务，直流偏置电路、阻抗

40、匹配/转换电路设计，低噪声放大器的设计步骤。转换电路设计，低噪声放大器的设计步骤。 2. 难点难点 双极型晶体管共射小信号等效电路以及场效应管双极型晶体管共射小信号等效电路以及场效应管小信号模型，低噪声放大器的简要设计过程及简单实小信号模型，低噪声放大器的简要设计过程及简单实例。例。 三、三、占课程考核的权重占课程考核的权重本章内容占课程考核的本章内容占课程考核的10%。四、四、重要概念与公式重要概念与公式 1. 低噪声放大器的主要特点和性能指标低噪声放大器的主要特点和性能指标（1）低噪声放大器的主要特点低噪声放大器的主要特点 LNA靠近接收机的最前端，要求它的噪声系数越小靠近接收机的最前端，

41、要求它的噪声系数越小越好。越好。 LNA所接受的信号是很微弱的，故它是一个信号线所接受的信号是很微弱的，故它是一个信号线性放大器。性放大器。 低噪声放大器的输入端必须与前接的天线滤波器低噪声放大器的输入端必须与前接的天线滤波器或天线匹配。或天线匹配。 低噪声放大器应具有一定的选频能力，因此它一低噪声放大器应具有一定的选频能力，因此它一般是频带放大器。般是频带放大器。（2）低噪声放大器的性能指标低噪声放大器的性能指标 低功耗低功耗 工作频率工作频率 噪声系数噪声系数 增益增益自动增益控制自动增益控制 输入输出阻抗匹配输入输出阻抗匹配 线性范围线性范围 隔离度和稳定性隔离度和稳定性2. 低噪声放大

42、器设计低噪声放大器设计（1）低噪声放大器基本电路低噪声放大器基本电路如上图所示，放大器电路包括：如上图所示，放大器电路包括： 直流（电压直流（电压/电流）偏置电路电流）偏置电路 阻抗匹配阻抗匹配/转换电路转换电路 控制和保护电路（按需要）控制和保护电路（按需要）（2）低噪声放大器设计的基本任务低噪声放大器设计的基本任务 确定直流工作点确定直流工作点Q，设计直流偏置电路，设计直流偏置电路 确定确定Q点下有源器件特性点下有源器件特性(稳定性、增益、噪声系数、稳定性、增益、噪声系数、功率、效率、交调失真比等功率、效率、交调失真比等) 设计阻抗匹配设计阻抗匹配/转换电路，实现要求的放大器性能转换电路，

43、实现要求的放大器性能 设计控制和保护电路（按需要）设计控制和保护电路（按需要）（3）低噪声放大器各部分电路设计低噪声放大器各部分电路设计 直流（电压直流（电压/电流）偏置电路设计电流）偏置电路设计 直流偏置电路有两种类型，一种是无源偏置，另直流偏置电路有两种类型，一种是无源偏置，另一种为有源偏置。无源偏置又有为固定基流偏置、基一种为有源偏置。无源偏置又有为固定基流偏置、基极分压射极偏置和四分之一波长传输线偏置等形式。极分压射极偏置和四分之一波长传输线偏置等形式。 阻抗匹配阻抗匹配/转换电路设计转换电路设计 阻抗匹配阻抗匹配/转换电路设计取决与放大器要求的增益、转换电路设计取决与放大器要求的增益

44、、噪声系数、功率、效率和调失真比等指标。噪声系数、功率、效率和调失真比等指标。LNA阻抗匹配阻抗匹配/转换电路设计步骤转换电路设计步骤a. 确定要求的最小噪声源阻抗确定要求的最小噪声源阻抗b. 将最小噪声源阻抗匹配到输入信号源阻抗（输入阻将最小噪声源阻抗匹配到输入信号源阻抗（输入阻抗匹配网络）抗匹配网络）c. 确定放大器输出阻抗确定放大器输出阻抗d. 匹配放大器输出阻抗到负载阻抗（输出匹配网络）匹配放大器输出阻抗到负载阻抗（输出匹配网络）（4 4）低噪声放大器的设计步骤低噪声放大器的设计步骤 依据应用要求（噪声，频率，带宽，增益，功耗依据应用要求（噪声，频率，带宽，增益，功耗等）选择合适的晶体

45、管等）选择合适的晶体管 确定确定LNA电路电路 确定放大器的直流工作点和设计偏置电路确定放大器的直流工作点和设计偏置电路 确定最小噪声输入阻抗确定最小噪声输入阻抗 将最小噪声输入阻抗匹配到信号源阻抗（输入匹将最小噪声输入阻抗匹配到信号源阻抗（输入匹配网络）配网络） 确定放大器输出阻抗确定放大器输出阻抗 匹配放大器输出阻抗到负载阻抗（输出匹配网络）匹配放大器输出阻抗到负载阻抗（输出匹配网络） 仿真仿真LNA性能和优化性能和优化 电路制作和性能调试电路制作和性能调试 性能的测量和标定性能的测量和标定一、一、本章知识点本章知识点 功率放大器在射频电路中的位置、高频功率放大功率放大器在射频电路中的位置

46、、高频功率放大器与小信号放大器的区别、晶体管高频大电流工作引器与小信号放大器的区别、晶体管高频大电流工作引入的问题及解决方法，射频功率放大器的分类、各类入的问题及解决方法，射频功率放大器的分类、各类功率放大器的基本概念及特点、不同类型功率放大器功率放大器的基本概念及特点、不同类型功率放大器中晶体管极上的电压和电流波形、功率放大器不同类中晶体管极上的电压和电流波形、功率放大器不同类型的效率与特性。型的效率与特性。 功放的非线性特性及典型的线性化技术、功率放功放的非线性特性及典型的线性化技术、功率放大器基本电路、功率放大器设计的基本任务、直流大器基本电路、功率放大器设计的基本任务、直流（电压（电压

47、/电流）偏置电路设计、阻抗匹配电流）偏置电路设计、阻抗匹配/转换电路设转换电路设计、常见的计、常见的PA电路配置、功率放大器设计的技术要求、电路配置、功率放大器设计的技术要求、功率放大器的设计步骤、功率放大器的简要设计过程功率放大器的设计步骤、功率放大器的简要设计过程及简单实例。及简单实例。二、二、重点和难点分析重点和难点分析 1. 重点重点 功率放大器的分类，功率放大器的基本电路及其功率放大器的分类，功率放大器的基本电路及其设计的基本任务，直流（电压设计的基本任务，直流（电压/电流）偏置电路、阻电流）偏置电路、阻抗匹配抗匹配/转换电路设计，功率放大器设计的技术要求转换电路设计，功率放大器设计

48、的技术要求与基本设计步骤。与基本设计步骤。2. 难点难点 功率放大器不同类型的效率与特性。功率放大器功率放大器不同类型的效率与特性。功率放大器的简要设计过程及简单实例。的简要设计过程及简单实例。三、三、占课程考核的权重占课程考核的权重本章内容占课程考核的本章内容占课程考核的10%。四、四、重要概念与公式重要概念与公式 1. 功率放大器的性能指标与分类功率放大器的性能指标与分类 （1）功率放大器的性能指标功率放大器的性能指标 输出功率输出功率 效率效率 增益增益 杂散输出与噪声杂散输出与噪声 线性度线性度 （2）功率放大器的分类功率放大器的分类 功率放大器总体可分成功率放大器总体可分成A、B、C

49、、D、E、F六类。六类。而这六个小类又可以归入不同的大类，这种大类的分而这六个小类又可以归入不同的大类，这种大类的分类原则，大致有两种：一种是按照晶体管的导通情况类原则，大致有两种：一种是按照晶体管的导通情况分，另一种按晶体管的等效电路分。分，另一种按晶体管的等效电路分。 按照信号一周期内晶体管的导通情况，即按导通按照信号一周期内晶体管的导通情况，即按导通角大小，功率放大器可分角大小，功率放大器可分A、B、C三类。在信号的一三类。在信号的一周期内管子均导通，导通角周期内管子均导通，导通角 （在信号周期一（在信号周期一周内，导通角度的一半定义为导通角周内，导通角度的一半定义为导通角 ），称为），

50、称为A类。类。一周期内只有一半导通的成为一周期内只有一半导通的成为B类，即类，即 。导通。导通时间小于一半周期的称为时间小于一半周期的称为C类，此时类，此时 。 1809090 如果按照晶体管的等效电路分，则如果按照晶体管的等效电路分，则A、B、C属于属于一大类，它们的特点是：输入均为正弦波，晶体管都一大类，它们的特点是：输入均为正弦波，晶体管都等效为一个受控电流源。而等效为一个受控电流源。而D、E、F属于另一类功放，属于另一类功放，它们的导通角都近似它们的导通角都近似 ，均属于高功率的非线性放，均属于高功率的非线性放大器。大器。902. 功放的非线性特性与线性化技术功放的非线性特性与线性化技

51、术（1）功放的非线性特性功放的非线性特性 幅度非线性幅度非线性 相位非线性相位非线性（2）功放的非线性指标功放的非线性指标 1dB1dB压缩点和三阶交调截点压缩点和三阶交调截点 1dB 1dB压缩点和三阶交调截点是描述功率放大器非线压缩点和三阶交调截点是描述功率放大器非线性的重要指标。性的重要指标。 三阶交调系数三阶交调系数 3IMD 三阶交调幅度输出基波幅度 三阶交调分量是对功率放大器的线性影响最大的三阶交调分量是对功率放大器的线性影响最大的交调分量，通常用三阶交调系数交调分量，通常用三阶交调系数 来衡量。来衡量。 3IMD单位单位()dBc 临近信道干扰率临近信道干扰率 射频信号非线性的程

52、度由带外辐射电平决定，各射频信号非线性的程度由带外辐射电平决定，各种协议都对频谱再生做出了严格规定，通常用种协议都对频谱再生做出了严格规定，通常用ACPR ACPR (Adjacent Channel Power Ratio)(Adjacent Channel Power Ratio)来表示。来表示。 它的含义是：泄漏到相邻信道的总功率与主信道它的含义是：泄漏到相邻信道的总功率与主信道的总功率的对数比值，它是衡量的总功率的对数比值，它是衡量WCDMAWCDMA放大器线性性放大器线性性能的一项重要指标，不同的通信标准对能的一项重要指标，不同的通信标准对ACPRACPR有具体有具体的要求。的要求。

53、（3）功放的典型线性化技术功放的典型线性化技术 反馈技术反馈技术 前馈技术前馈技术 预失真技术预失真技术一、一、本章知识点本章知识点 混频器的功能及特征，混频器在通信机中的重要地混频器的功能及特征，混频器在通信机中的重要地位，增益、噪声系数、线性范围、输入阻抗、口间隔离位，增益、噪声系数、线性范围、输入阻抗、口间隔离等混频器的典型性能指标，单边噪声和双边噪声的原理，等混频器的典型性能指标，单边噪声和双边噪声的原理，干扰哨声、寄生通道干扰与互调干扰的产生机理。干扰哨声、寄生通道干扰与互调干扰的产生机理。 混频器的基本工作原理，混频的本质、混频器的结混频器的基本工作原理，混频的本质、混频器的结构，

54、非线性器件、乘法器等混频器的基本实现方法，单构，非线性器件、乘法器等混频器的基本实现方法，单二极管混频器、二极管双平衡混频器等无源混频器的基二极管混频器、二极管双平衡混频器等无源混频器的基本设计原理，有源混频器的基本设计原理及其设计考虑。本设计原理，有源混频器的基本设计原理及其设计考虑。二、二、重点和难点分析重点和难点分析 1. 重点重点 混频器的基本工作原理，混频的本质、混频器混频器的基本工作原理，混频的本质、混频器的结构，非线性器件、乘法器等混频器的基本实现的结构，非线性器件、乘法器等混频器的基本实现方法。方法。2. 难点难点 单二极管混频器、二极管双平衡混频器等无源单二极管混频器、二极管

55、双平衡混频器等无源混频器的基本设计原理，有源混频器的基本设计原混频器的基本设计原理，有源混频器的基本设计原理及其设计考虑。理及其设计考虑。三、三、占课程考核的权重占课程考核的权重本章内容占课程考核的本章内容占课程考核的5%。四、四、重要概念与公式重要概念与公式 1. 混频器的基本原理及性能指标混频器的基本原理及性能指标 （1）混频器的基本原理混频器的基本原理 混频器工作原理就是将射频信号与本振信号相乘，混频器工作原理就是将射频信号与本振信号相乘，然后再利用滤波器选出相应频率的信号。然后再利用滤波器选出相应频率的信号。本振信号：本振信号：射频信号：射频信号：( )cosLOLOLOvtVtcos

56、RFRFRFvVt相乘得：相乘得：1coscos2LORFLORFRFLORFLOvvV Vtt（2） 混频器的主要性能指标。混频器的主要性能指标。 增益增益 混频器增益定义为输出中频功率与输入射频功率之混频器增益定义为输出中频功率与输入射频功率之比，有源混频器的增益大于比，有源混频器的增益大于1，而无源混频器的增益小，而无源混频器的增益小于于1。 噪声噪声 混频器的噪声主要来源与电路器件噪声和中频与射混频器的噪声主要来源与电路器件噪声和中频与射频输入信号噪声。频输入信号噪声。 失真失真非线性器件失真的平方项用于频谱线性搬移（即混非线性器件失真的平方项用于频谱线性搬移（即混频），而高次方项产生

57、组合频率，形成干扰失真。频），而高次方项产生组合频率，形成干扰失真。 线性动态范围线性动态范围 混频器的线性动态范围：与放大器的定义一样，下限混频器的线性动态范围：与放大器的定义一样，下限取基底噪声，上限取变频增益取基底噪声，上限取变频增益1dB压缩点对应的输入射压缩点对应的输入射频功率频功率 。 口间隔离口间隔离 混频器的口间隔离度要求比较高，以减少不必要的干混频器的口间隔离度要求比较高，以减少不必要的干扰。扰。 阻抗匹配阻抗匹配为了实现最大功率传输，应尽量使混频器的各端口与外为了实现最大功率传输，应尽量使混频器的各端口与外围电路相匹配。围电路相匹配。,1in dBP（3）总结二极管双平衡混频器的特性。总结二极管双平衡混频器的特性。 通过四只工作在线性时变状态的二极管完成了混频通过四只工作在线性时变状态的二极管完成了混频功能。功能。 三个端口的隔离特性，靠四只二极管的性能一致性三个端口的隔离特性，靠四只二极管的性能一致性及变压器的对称性保证。及变压器的对称性保证。 无源混频器无源混频器变频损耗大于变频损耗大于1。 线性动态范围大。线性动态范围大。 由于其结构具有对称性，可以减小组合频率分量，由于其结构具有对称性，可以减小组合频率分量，性能优于单二极管混频器，大门结构较为复杂。性能优于单二极管混频器，大门结构较为复杂。（4）单管跨导型混频