RF射频技术原理和应用
射频收发核心电路射频即Radio Frequency，通常缩写为RF。表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300KHz～30GHz之间。射频简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。有线电视系统就是采用射频传输方式。在电子学理论中，电流流过导体，导体周围会形成磁场；交变电流通过导体，导体周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波频率低于100khz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频率高于100khz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力，我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频，射频技术在无线通信领域中被广泛使用
射频识别技术（Radio Frequency Identification，缩写RFID），射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。
从信息传递的基本原理来说，射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型(初级与次级之间的能量传递及信号传递)，在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型(雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机)。
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。
RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。
至今，射频识别技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。
RFID工作频率指南和典型应用
不同频段的RFID产品会有不同的特性，下面详细介绍无源的感应器在不同工作频率产品的特性以及主要的应用。
目前定义RFID产品的工作频率有低频、高频和超高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品,而且不同频段的RFID产品会有不同的特性。其中感应器有无源和有源两种方式，下面详细介绍无源的感应器在不同工作频率产品的特性以及主要的应用。
一、低频(从125KHz到134KHz)
其实RFID技术首先在低频得到广泛的应用和推广。该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作, 也就是在读写器线圈和感应器线圈间存在着变压器耦合作用.通过读写器交变场的作用在感应器天线中感应的电压被整流,可作供电电压使用. 磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。
特性：
1. 工作在低频的感应器的一般工作频率从120KHz到134KHz, TI 的工作频率为
134.2KHz。该频段的波长大约为2500m.
2. 除了金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。
3. 工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。
4．低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵，但是有10年以上的使用寿命。
5．虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。
6．相对于其他频段的RFID产品，该频段数据传输速率比较慢。
7．感应器的价格相对与其他频段来说要贵。
主要应用：
1．畜牧业的管理系统
2．汽车防盗和无钥匙开门系统的应用
3．马拉松赛跑系统的应用
4．自动停车场收费和车辆管理系统
5．自动加油系统的应用
6．酒店门锁系统的应用
7．门禁和安全管理系统
符合的国际标准：
a) ISO 11784 RFID畜牧业的应用－编码结构
b) ISO 11785 RFID畜牧业的应用－技术理论
c) ISO 14223-1 RFID畜牧业的应用－空气接口
d) ISO 14223-2 RFID畜牧业的应用－协议定义
e) ISO 18000-2 定义低频的物理层、防冲撞和通讯协议
f) DIN 30745 主要是欧洲对垃圾管理应用定义的标准
二、高频(工作频率为13.56MHz)
在该频率的感应器不再需要线圈进行绕制，可以通过腐蚀活着印刷的方式制作天线。感应器一般通过负载调制的方式进行工作。也就是通过感应器上的负载电阻的接通和断开促使读
写器天线上的电压发生变化，实现用远距离感应器对天线电压进行振幅调制。如果人们通过数据控制负载电压的接通和断开，那么这些数据就能够从感应器传输到读写器。
特性：
1. 工作频率为13.56MHz，该频率的波长大概为22m。
2. 除了金属材料外，该频率的波长可以穿过大多数的材料，但是往往会降低读取距离。感应器需要离开金属一段距离。
3. 该频段在全球都得到认可并没有特殊的限制。
4. 感应器一般以电子标签的形式。
5. 虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。
6. 该系统具有防冲撞特性，可以同时读取多个电子标签。
7. 可以把某些数据信息写入标签中。
8. 数据传输速率比低频要快，价格不是很贵。
主要应用：
1．图书管理系统的应用
2．瓦斯钢瓶的管理应用
3．服装生产线和物流系统的管理和应用
4．三表预收费系统
5．酒店门锁的管理和应用
6．大型会议人员通道系统
7．固定资产的管理系统
8．医药物流系统的管理和应用
9．智能货架的管理
符合的国际标准：
a) ISO/IEC 14443 近耦合IC卡，最大的读取距离为10cm.
b) ISO/IEC 15693 疏耦合IC卡，最大的读取距离为1m.
c) ISO/IEC 18000-3 该标准定义了13.56MHz系统的物理层，防冲撞算法和通讯协议。
d) 13.56MHz ISM Band Class 1 定义13.56MHz符合EPC的接口定义。
三、超高频(工作频率为860MHz到960MHz之间)
超高频系统通过电场来传输能量。电场的能量下降的不是很快，但是读取的区域不是很好进行定义。该频段读取距离比较远，无源可达10m左右。主要是通过电容耦合的方式进行实现。
特性：
1．在该频段，全球的定义不是很相同－欧洲和部分亚洲定义的频率为868MHz，北美定义的频段为902到905MHz之间，在日本建议的频段为950到956之间。该频段的波长大概为30cm左右。
2．目前，该频段功率输出目前统一的定义(美国定义为4W，欧洲定义为500mW)。可能欧洲限制会上升到2W EIRP。
3．超高频频段的电波不能通过许多材料，特别是水，灰尘，雾等悬浮颗粒物资。相对于高频的电子标签来说，该频段的电子标签不需要和金属分开来。
4．电子标签的天线一般是长条和标签状。天线有线性和圆极化两种设计，满足不同应用的需求。
5．该频段有好的读取距离，但是对读取区域很难进行定义。
6．有很高的数据传输速率，在很短的时间可以读取大量的电子标签。
主要应用：
1．供应链上的管理和应用
2．生产线自动化的管理和应用
3．航空包裹的管理和应用
4．集装箱的管理和应用
5．铁路包裹的管理和应用
6．后勤管理系统的应用
符合的国际标准：
a) ISO/IEC 18000-6 定义了超高频的物理层和通讯协议；空气接口定义了Type A和Type B两部分；支持可读和可写操作。
b) EPCglobal 定义了电子物品编码的结构和甚高频的空气接口以及通讯的协议。例如：Class 0, Class 1, UHF Gen2。
c) Ubiquitous ID 日本的组织，定义了UID编码结构和通信管理协议。
在将来，超高频的产品会得到大量的应用。例如WalMart, Tesco, 美国国防部和麦德龙超市都会在它们的供应链上应用RFID技术。
有源RFID技术（2.45GHz、5.8G）
有源RFID具备低发射功率、通信距离长、传输数据量大,可靠性高和兼容性好等特点,与无源RFID相比,在技术上的优势非常明显。被广泛地应用到公路收费、港口货运管理等应用中。
射频识别技术(RFID，Radio Frequency Identification)实际上是自动识别技术(AEI，Automatic Equipment Identification)在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备(人员、物品) 在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别和管理。
射频识别技术的原理和意义 课题名称RFID技术的原理和应用姓名青伟 学号22 班级2012级5 专业通信工程（3G） 完成日期2016年5月15号
目录 一、绪论 1．射频识别技术简介 二、射频识别系统 2.1 RFID系统的构成 2.2 RFID的技术特点 2.3 RFID技术发展现状 2.4 RFID标签的制作 三、RFID技术的应用 四、RFID技术应用的发展和市场应用趋势 4.1RFID系统标签的发展趋势 4.2 RFID系统低频化逐步向高频化发展 4.3 提高RFID系统的大数据处理能力 4.4 RFID技术的市场应用趋势 五、对RFID技术的展望和总结
一、绪论 1．关于射频识别技术的简介 射频识别技术，英文全称是Radio Frequency Identification，简称是RFID 技术，是自动识别技术的一种。RFID技术是通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，自动对目标物体加以识别然后获取相关信息的一种无线通信技术。从20世纪90年代开始，我国的RFID技术开始慢慢起步，它将射频识别技术、微电子及IC卡技术相互结合，利用无线射频的方式对记录媒体进行读写，从而达到识别目标然后完成数据交换。 RFID技术可以完成对运动中的物体的快速识别和多个物体识别，识别的距离从几十厘米到几十米；因为RFID技术独特的读写方式，可以输入数千字节的自定义信息到电子标签，间接管理产品上附带的电子标签所包含的信息。RFID技术不需要接触，识别工作不需要人工的参与，因此保密程度非常高。RFID电子标签和人们一般生活中的使用的卡（例如普通磁卡或IC卡）不同，很容易隐藏，不容易被损坏，因此使用寿命极长，可以适应各种复杂的环境并能很好的发挥作用。 正因为上述的诸多特点，RFID技术在世界范围内得到了广泛的应用。主要是商品防伪领域、交通运输行业、工业、人脸及指纹识别、管理行业（如小区安全管理、后勤仓库管理、图书管理、医疗卫生管理等）、国防和军事等诸多方面。它涉及到电子通信技术、材料科学、微波技术、计算机软件、印刷技术、芯片制造等许多领域，综合性强，可广泛应用，与我们的生活有千丝万缕的关系。 二、射频识别系统 2.1 RFID系统的构成 射频识别系统一般都是由读写器、电子标签、天线和主机四部分组成。（1）读写器: 读写器是一种读写设备，是连接电子标签与应用系统的桥梁，可发送和接收电子标签信息，并与主机相互间进行通信，执行主机发出的命令。所有的射频识别系统的读写器都可以简化为两个基本功能模块:控制单元和高频接口。 （2）电子标签: 电子标签是一种非接触式IC卡，由耦合元件和芯片组成，电子标签里面内置天线，用来和读写器上的射频天线进行通信。RFID电子标签通常根据有无工作电源和工作频段来分。根据电源可分为有源、无源和半有源三类，也称主动式、被动式和半主动式，不同类型的标签的工作原理不同，有源RFID标签是向读写器发送无线电波，读写器接收到信息的同时以无线电波的形式反馈回去，将新的信息写入电子标签，从而完成数据间的交换，工作频率很高，有源标签的识别距离是100m之内，使用寿命在2-4年，价格高；无源RFID标签是在内部内置微型天线，在读写器的工作区域内，收到读写器发出的电磁波，再利用磁电互感原理产生感应电流并发出电磁波信号，从而进行数据的交换，工作频率较低，无源标签
射频大作业 基于PSpice仿真的振幅调制电路设计数字调制与解调的集成器件学习
目录 题目一：基于PSpice仿真的振幅调制电路设计与性能分析 一、实验设计要求 (3) 二、理论分析 1、问题的分析 (3) 2、差动放大器调幅的设计理论 (4) 2.1、单端输出差动放大器电路 2.2、双端输出差动放大器电路 2.3、单二极管振幅调制电路 2.4、平衡对消二极管调幅电路 三、PSpice仿真的振幅调制电路性能分析 (10) 1、单端输出差动放大器调幅电路设计图及仿真波形 2、双端输出差动放大器调幅电路设计图及仿真波形 3、单二极管振幅调制电路设计图及仿真波形 4、平衡对消二极管调幅电路设计图及仿真波形 四、实验总结 (16) 五、参考文献 题目二数字调制与解调的集成器件学习 一、实验设计要求 (17) 二、概述 (17) 三、引脚功能及组成原理 (18) 四、基本连接电路 (20) 五、参考文献 (21) 六、英文附录 (21)
题目一基于PSpice仿真的振幅调制电路设计 摘要 随着大规模集成电路的广泛发展,电子电路CAD及电子设计自动化（EDA）已成为电路分析和设计中不可缺少的工具。此次振幅调制电路仿真设计基于PSpice，利用其丰富的仿真元器件库和强大的行为建模工具，分别设计了差分对放大器和二极管振幅调制电路，由此对线性时变电路调幅有了更进一步的认识；同时，通过平衡对消技术分别衍生出双端输出的差分对放大器和双回路二极管振幅调制电路，消除了没用的频率分量，从而得到了更好的调幅效果。本文对比研究了单端输出和双端输出的差分对放大器调幅电路及单二极管和双回路二极管调幅电路，通过对比观察时域和频域波形图，可知平衡对消技术可以很好地减小失真。 关键词：PSpice 振幅调制差分对放大器二极管振幅调制电路平衡对消技术 一、实验设计要求 1.1 基本要求 参考教材《射频电路基础》第五章振幅调制与解调中有关差分对放大器调幅和二极管调幅的原理，选择元器件、调制信号和载波参数，完成PSpice电路设计、建模和仿真，实现振幅调制信号的输出和分析。 1.2 实践任务 (1) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率，通过理论计算分析，正确选择晶体管和其它元件；搭建单端输出的差分对放大器，实现载波作为差模输入电压，调制信号控制电流源情况下的振幅调制；调整二者振幅，实现基本无失真的线性时变电路调幅；观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (2) 参考例5.3.1，修改电路为双端输出，对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 (3) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率，通过理论计算分析，正确选择二极管和其它元件；搭建单二极管振幅调制电路，实现载波作为大信号，调制信号为小信号情况下的振幅调制；调整二者振幅，实现基本无失真的线性时变电路调幅；观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (4) 参考例5.3.2，修改电路为双回路，对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 1.3 写作报告 (1) 按论文形式撰写，包括摘要、正文和参考文献，等等。 (2) 正文包括振幅调制电路的设计原理、理论分析结果、实践任务中各阶段设计的电路、参数、波形和频谱，对观察记录的数据配以图像和表格，同时要有充分的文字做分析和对比，有规律性认识。 (3) 论文结构系统、完备、条理清晰、理论正确、数据翔实、分析完整。 1.4 相关提示 (1) 所有电路和信号参数需要各人自行决定，各人有不同的研究结果，锻炼学生的独立研究和实验分析能力。 (2) 为了提高仿真精度和减小调试难度，可以将调制信号和载波的频率设置得较低。 二、理论分析 1、问题的分析 根据题目的要求，差分对放大器和二极管振幅调制电路目的都是实现基本无
无线射频技术的3大应用场景 一、什么是无线射频技术 ●RFID是一种无线通讯技术，它使用无线射频在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数 据传输。无线信号是由无线射频调谐到的电磁场能够从附着在物品上的标签条发送数据，并且自动识别和跟踪物品。这种通信方式避免了系统与飙之间的机械或者光学接触。 但也能实现目标识别和数据交换目的。 ●与以往的条形查询密码和磁性卡片集成电路卡相比，无线射频技术具有非接触，读取速 度快，无磨损，不受环境影响，寿命长，使用方便，有防碰撞功能等功能。 二、无线射频系统的三大组成部分 ●标签条 (标签条，即无线电卡):由耦合器件和芯片组成。标签包含用于与无线射频天线通讯的内置天线。 ●阅读器 复制读取标签中的信息数据。 ●天线 在标签和阅读器间传送无线射频信号。
三、无线射频的作用 1、不仅像条形码那样查询识别一类物品，还可以识别具体到某一个物品，做到更细化识别。 2、利用无线射频技术可以从用外部材料就能读取数据，而不需要激光读取。 3、不仅可以同时识别多个物体，而且可以存储的数据量很大。 四、无线射频技术的应用 ●物流行业 目前物流业的应用，物流业在国民经济中占有重要地位。电子标签系统核心技术在物流和供应链领域的应用不仅可以突破物流领域基础数据采集的“瓶颈”问题，而且提高了物流活动各个环节的自动化处理水平，提高了物流效率和精准性，降低了物流成本。解决零售市场库存不足、失窃、供应链丢失等问题。物流供应链已成为电子标签系统技术发展的主要应用行业，每年快速增长，推动着电子标签系统行业的发展。 ●自动收费系统 高速公路电子收费系统高速公路电子收费系统是电子标签系统技术最成功的应用之一。高速公路的过路费一直存在一些问题。一个是交通拥挤，很多车辆必须与收费站汽车停车并列，成为交通的瓶颈。另一个是少数非法收费者挪用了过路费，使那个国家失去了大量的财政收入。电子标签系统技术在高速公路自动收费中的应用，不仅体现了非接触身份识别的优点，还可以在自动完成收费后，让车辆能够快速通过收费站，从而减少拥堵。
1. 什么是RF 答：RF 即Radio frequency 射频，主要包括无线收发信机。 2. 当今世界的手机频率各是多少（CDMA，GSM、市话通、小灵通、模拟手机等） 答：EGSM RX: 925-960MHz, TX:880-915MHz； CDMA cellular(IS-95)RX: 869-894MHz, TX:824-849MHz。 3. 从事手机Rf工作没多久的新手，应怎样提高 答：首先应该对RF系统(如功能性)有个系统的认识，然后可以选择一些芯片组，研究一个它们之间的连通性(connectivities among them)。 4. RF仿真软件在手机设计调试中的作用是什么 答：其目的是在实施设计之前，让设计者对将要设计的产品有一些认识。 5. 在设计手机的PCB时的基本原则是什么 答：基本原则是使EMC(电磁兼容性）最小化。 6. 手机的硬件构成有RF/ABB/DBB/MCU/PMU，这里的ABB、DBB和PMU等各代表何意答：ABB是Analog BaseBand， DBB是Ditital Baseband，MCU往往包括在DBB芯片中。 PMU是Power Management Unit,现在有的手机PMU和ABB在一个芯片上面。将来这些芯片(RF,ABB,DBB,MCU,PMU)都会集成到一个芯片上以节省成本和体积。 7. DSP和MCU各自主要完成什么样的功能二者有何区别
答：其实MCU和DSP都是处理器，理论上没有太大的不同。但是在实际系统中，基于效率的考虑，一般是DSP处理各种算法，如信道编解码，加密等，而MCU处理信令和与大部分硬件外设（如LCD等）通信。 8. 刚开始从事RF前段设计的新手要注意些什么 答：首先，可以选择一个RF专题，比如PLL，并学习一些基本理论，然后开始设计一些简单电路，只有在调试中才能获得一些经验，有助加深理解。 9. 推荐RF仿真软件及其特点 答：Agilent ADS仿真软件作RF仿真。这种软件支持分立RF设计和完整系统设计。详情可查看Agilent网站。 10. 哪里可以下载关于手机设计方案的相应知识，包括几大模快、各个模块的功能以及由此对硬件的性能要求等内容 答：可以看看和，或许有所帮助。关于TI的wireless solution,可以看看中的wireless communications. 11. 为什么GSM使用GMSK调制，而W-CDMA采用HPSK调制 答：主要是由于GSM和WCDMA标准所定。有兴趣的话，可以看一些有关数字调制的书，了解使用不同数字调制技术的利与弊。 12. 如何解决LCD model对RF的干扰 答：PCB设计过程中，可以在单个层中进行LCD布线。 13. 手机设计过程中，在新增加的功能里，基带芯片发射数据时对FM产生噪声干扰，如何解决这个问题
一、知识题 1、自动识别技术是应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动地获取被 识别物品的相关信息，常见的自动识别技术有语音识别技术、图像识别技术、射频识别技术、条码识别技术（至少列出四种）。 2、RFID的英文缩写是Radio Frequency Identification。 3、RFID系统通常由电子标签、读写器和计算机通信网络三部分组成。 4、在RFID系统工作的信道中存在有三种事件模型： ①以能量提供为基础的事件模型 ②以时序方式提供数据交换的事件模型 ③以数据交换为目的的事件模型 5、时序指的是读写器和电子标签的工作次序。通常，电子标签有两种时序： TTF（Target Talk First），RTF（Reader Talk First）。 6、读写器和电子标签通过各自的天线构建了二者之间的非接触信息传输通道。根据观测点与天线之间 的距离由近及远可以将天线周围的场划分为三个区域：非辐射场区、辐射近场区、辐射远场区。 7、读写器和电子标签之间的数据交换方式也可以划分为两种，分别是负载调制、反向散射调制。 8、按照射频识别系统的基本工作方式来划分，可以将射频识别系统分为全双工、半双工、时序系统。 9、按照读写器和电子标签之间的作用距离可以将射频识别系统划分为三类： 密耦合系统、远耦合系统、远距离系统。 10、典型的读写器终端一般由天线、射频模块、逻辑控制模块三部分构成。 11、控制系统和应用软件之间的数据交换主要通过读写器的接口来完成。一般读写器的I/O接口形式 主要有：USB、WLAN、以太网接口、RS-232串行接口、RS-485串行接口。 12、从功能上来说，电子标签一般由天线、调制器、编码发生器、时钟、存储电路组成。 13、读写器之所以非常重要，这是由它的功能所决定的，它的主要功能有： 与电子标签通信、标签供能、多标签识别、移动目标识别。 14、根据电子标签工作时所需的能量来源，可以将电子标签分为有源/无源/半有源标签。 15、电子标签的技术参数主要有传输速率、读写速度、工作频率、能量需求。 16、最常用的差错控制方法有奇偶校验、循环冗余校验等。 17、在偶校验法中，无论信息位多少，监督位只有1位，它使码组中“1”的数目为偶数。 18、RFID系统中的数据传输也分为两种方式：阅读器向电子标签的数据传输，称为下行链路传输；电 子标签向阅读器的数据传输，称为上行链路传输。 19、电感耦合式系统的工作模型类似于变压器模型。其中变压器的初级和次级线圈分别是： 阅读器天线线圈和电子标签天线线圈。 20、电子标签按照天线的类型不同可以划分为线圈型、微带贴片型、偶极子型三种。 21、RFID系统中有两种类型的通信碰撞存在，一种是阅读器碰撞，另一种是电子标签碰撞。 22、为了防止碰撞的发生，射频识别系统中需要设计相应的防碰撞技术，在通信中这种技术也称为多 址技术，多址技术主要分为以下四种：空/频/码/时分多址。 23、TDMA算法又可以分为基于概率的ALOHA算法和确定的二进制算法两种。 24、RFID系统通常由电子标签、读写器、应用软件三部分组成。 25、RFID系统按照工作频率分类，可以分为低频、高频、超高频、微波四类。 26、高频RFID系统典型的工作频率是13.56MHz。 27、超高频RFID系统遵循的通信协议一般是ISO18000-7、ISO18000-6。 28、目前国际上与RFID相关的通信标准主要有：ISO/IEC 18000标准、EPC Global 标准。 29、电子标签含有物品唯一标识体系的编码，其中电子产品代码（EPC）是全球产品代码的一个分支，
射频滤波器的基础理论 ——巴特沃思滤波器的设计 摘要：本文介绍了射频技术中的关于传输线理论、smith圆图等理论知识，同时，通过对巴特沃思滤波器设计来认识滤波器的基本理论和相关知识。 关键词：传输线理论，史密斯圆图，巴特沃思滤波器 一、射频技术基本理论 1、传输线理论 在信号完整性和电源完整性，工程师必须理解传输线理论基础，这里给出简单的传输线理论，并随后引出关于特性阻抗的概念。传输线指的是能够传输电信号的连接器。在低频时候，例如一个台灯的电源线长2米，其电源的工作频率是50Hz，波长就是6000公里。这根电源线相对于波长来讲是非常短的，不需要考虑波动效应，我们可以把它看成短路。而对于一个便携式产品如手提电脑、PDA等PCB板设计，假如工作频率在100MHz或者几个GHz，工作的波长和连接器的尺寸可以相互比拟，在连接器上面信号已经有明显的波动效应，这时必须考虑传输线效应。在PCB设计者常见的传输线有微带线、带线、电缆、连接器等等。对于多线传输网络，需要耦合传输线理论进行分析。传输线理论本质上属于以为分布参数电路理论。传输线即可以作为传输媒介，也可以用来制作各种类型的器件，如谐振电路、滤波器、阻抗匹配电路、脉冲形成网络等等，现代天线也与传输线密切相关，传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。微波传输线是一种分布参数电路，线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数，它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。传输线方程是传输线理论中的基本方程。传输线阻抗匹配方法常用阻抗变换器和分支匹配器(单分支、双分支和三分支)。阻抗圆图和导纳圆图是传输线进行阻抗计算和阻抗匹配的重要工具。传输线有长线和短线之分。所谓长线是指传输线的几何长度与线上传输电磁波的波长比值大于或接近1，反之称为短线。根据传输线上的分布参数是否均匀分布，可将其分为均匀传输线和不均匀传输线。 2、史密斯圆图 史密斯圆图是以保角映射原理为基础的图解方法，通过史密斯圆图，可以让使用者迅速的得出在传输线上任意一点阻抗，电压反射系数，VSWR等数据，简单方便，所以在电磁波研究领域一直被广泛应用。虽然随着各种微波CAD软件的发展，已经很少进行手工计算，但在利用软件对射频电路进行设计和分析时掌握史密斯圆图的意义仍然十分重要。Smith圆图是用来分析传输线匹配问题的有效方法。它具有概念明晰、求解直观、精度高等特点，因而被广泛应用于射频工程中分析传输线问题。Smith圆图是一款用于电机与电子工程学的图表，主要用于传输线的阻抗匹配上。一条传输线的电阻抗力会随其长度而改变，要设计一套匹配的线路，需要通过不少繁复的计算程序，史密夫图表的特点便是省却一些计算程序。
射频识别系统组成与工作原理 1射频识别技术的简介 1.1射频识别系统的分类 2射频识别系统组成 2.1标签的组成 22阅读器的组成 3射频识别系统工作原理 3.1耦合方式 3.2通信流程 3.3标签到阅读器的数据传输方法 1射频识别技术的简介 射频识别技术(Radio Frequency Identification , RFID)，射频识别技术 是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过 所传递的信息达到识别目的的技术。基本的RFID系统至少包含阅读器(Reader)和标签(Tag)。RFID标签由芯片与天线组成，每个标签具有唯一的 电子编码。标签附着在物体上以标识目标对象。RFID阅读器的主要任务是 控制射频模块向标签发射读取信号，并接受标签的应答，对标签的识别信息进行处理。 由于RFID技术巨大的应用前景，许多企业争先研发。目前，RFID己成为IT业界的热点。各大软硬件厂商，包括IBM、Motorola、Philips、TI、Oarclel、Sun、BEA、SAP在内的各家企业都对RFID技术及其应用表现出浓厚的兴趣，相继投入大量的研发经费，推出各自的软件和硬件产品机系统应用解决方案。在应用领域，以Wal-mart、UPS、Gielltte等为代表的大批企业己经开始准备采用RFID 技术对实际系统进行改造，以提高企业的工作效率并为客户提供各种增值业务。 1.1射频识别系统的分类 RFID系统按照不同的原则有多种分类方法。依其采用的频率不同可分为低频系统、中频系统和高频系统三大类；根据标签内是否装有电池为标签通信提供能量，又可将其分为有源系统和无源系统两大类；从标签内保存的信息注入的方 式可为分集成电路固化式、现场有线改写式和现场无线改写式三大类；根据读取 电子标签数据的技术实现手段，可将其分为广播发射式、倍频式和反射调制式三大类。另外还可依据标签的材质、系统工作距离和阅读器的工作状态等方面对RFID系统进行分类。以下是各主要分类方法的简单描述： 低频系统，一般是指工作频率在100-500kHz 之间的系统。典型的工作频率有：
物联网技术课后习题答案 第一章 1.“智慧地球”是由IBM公司提出的，并得到美国总统奥巴马的支持。 2.RFID属于物联网的感知层。 3.物联网有四个关键性的技术，其中传感技术能够接受物品“讲话”的内容。 4.物联网存在的问题有：技术标准问题，安全问题，协议问题，IP地址问题，终端问题共五大问题。制造技术不是。 5.物联网的理念是基于互联网、射频识别技术（RFID）、电子标签，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术，无线数据通信技术等，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。 6.中国的第一个提出建设物联网的城市是无锡。2009年8月温家宝总理来到无锡“物联网”技术研发中心考察，指出要尽快突破核心技术，把传感器技术和3G技术的发展结合起来。 7.物联网包含体系结构有三层，分别是感知层，网络层和应用层。基于应用服务设想，物联网可分为感知、传输、支撑、应用四大部分。其中感知和传输属于硬件系统中的感知层和网络层，支撑和应用属于软件系统中的应用层。 8.物联网的显着特点是技术高度集成，学科复杂交叉和综合应用广泛。 9.物联网，较直接的说，就是把实际金额所有的物体连接起来形成的网络，其关键技术有RFID、传感技术、无线网络技术和人工智能技术，其核心是智能技术，能让物品开口说话的是RFID。物联网的关键技术有：RFID，传感技术，无线网络技术，虚拟化技术与云计算 简答题 1.简述物联网的定义，分析物联网的“物”的条件。P8 答：物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。特别注意的是物联网中的“物”，不是普通意义的万事万物，这里的“物”要满足以下条件：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有处理运算单元(CPU)；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、遵循物联网的通信协议；9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。 2.简述15年周期定律和摩尔定律。 答：十五年周期定律：计算模式每隔15年发生一次变革。摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。 3.名词解释：RFID，EPC，ZigBee。 答：RFID (Radio Frequency Identification)即射频识别，俗称电子标签，一种自动识别技术，可以快速读写、长期跟踪管理，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别。EPC(Electronic Product Code)，即产品电子代码，为每一件单品建立全球的、开放的标识标准，实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。 4.简述物联网的体系结构。 答：物联网可以简要分为核心层、接入层，软件核心层主要是应用层，硬件接入层包括网络层和感知层。感知层一般包括RFID感应器、传感器网关、接入网关、RFID标签、传感器节点、智能终端等，网络层包括无线传感网、移动通讯网络、互联网、信息中心、网管中心等；软件应用层是为了管理、维护物联网以及为完成用户的某种特定任务而编写的各种程序的总和。 5.分析物联网的关键技术和应用难点。 答：关键技术为RFID、无线网络技术、传感技术、人工智能技术。应用难点在于其技术标准问题、数据安全问题、IP地址问题、终端问题。6举例说明物联网的应用领域及前景。 答：物联网应用领域很广，几乎可以包含各行各业。目前在环境保护、社区服务、商务金融等方面，例如“移动支付”、“移动购物”、“手机钱包”、“手机银行”、“电子机票”等，前景广阔可观，应用潜力巨大，无论是服务经济市场，还是国家战略需要，物联网都能占据重要地位 第二章 一、选择题 1. EPC-256Ⅰ型的编码方案为_____C_____。 A) 版本号2 位，EPC 域名管理21 位，对象分类17 位，序列号24 位 B) 版本号2 位，EPC 域名管理26 位，对象分类13 位，序列号23 位 C) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象分类56 位，序列号160 位 D) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象分类56 位，序列号128 位2．EPC 条形码的编码方式有一维条码与二维条 码两种，其中二维条码_____C_____。 A) 密度高，容量小 B) 可以检查码进行错误侦测，但没有错误纠正 能力 C) 可不依赖资料库及通讯网路的存在而单独 应用 D) 主要用于对物品的标识 3. 模拟信号到转换成数字信号的三个阶段为 ____A______。 A) 抽样-量化-编码B) 抽样-编码-量化 C) 编码-抽样-量化D) 量化-编码-抽样 4.下列因素不会影响读写器识别电子标签有效 距离的是_____D______。 A) 读写器的发射功率B) 系统的工作频率 C) 电子标签的封装形式D) 阅读器和应答器耦 合的方式 5. 下列哪种情况会导致极化损失最大 ____B_____。 A) 用+ 45° 极化天线接收垂直极化或水平极化 波 B) 用水平极化的接收天线接收垂直极化的来 波 C) 用垂直极化天线接收+45° 极化或-45°极 化波 D) 用线极化天线接收任一圆极化波 二、填空题 1. 目前的EPC 系统中应用的编码类型主 要有三种：__64___位、__96___位和__256___位， EPC编码由___版本号_、___产品域名管理__、____ 产品分类部分_和_____序列号___四个字段组成。 2. EPC 系统由___产品电子编码体系（EPC） _、___射频识别系统__及__高层信息网络系统_ 三部分组成。 3. RFID 系统主要由____应答器_、___阅读 器_和____高层__组成。其中阅读器用于产生____ 射频载波_完成与_____应答器__之间的信息交互 的功能。 4. 应答器具体可以分为____无源（被动式） 应答器__、___半无源（半被动式）应答器___和 ____有源（主动式）应答器__。 5. RFID 的种类有__近场天线___,__远场天线 _,___偶极子天线_____,__微带贴片天线 ______,___RFID 电感耦合射频天线_______五种。 三、简答题 1、什么是EPC 中文称为产品电子代码，是国际条码组织推出 的新一代产品编码体系。 2、请简要叙述EPC系统的组成，以及各个部分 的英文简写 EPC系统有产品电子编码体系、RFID系统及高 层信息网络系统三部分组成，共六个方面。产 品电子编码体系:EPC编码标准RFID系统:EPC 标签,识读器,高层信息网络系统:Savant（神经 网络软件）,对象名称解析服务,实体标记语言。 EPC载体、读写器、EPC产品管理中间件、网 络、ONS、PML服务器、数据库等。 其中ONS ( Object Naming Servicer，对象名称 解服务器)，它用来把EPC转化成IP地址，用来 定位相应的计算机和完成相应的信息交互服 务。 PML ( Physical Markup Language，实体标识语 言)服务器中，存储用PML描述的实物信息，如 实物名称、种类、性质、生产日期、生产厂家 信息、实物存放位置、实物的使用说明等。 3、EPC编码有几项技术要求每项要求具体如何 EPC数字信息代表了该产品的生产地区、生产 商、生产日期、产品属性等数据信息。 目前的EPC系统中应用的编码类型主要有三 种：64位、96位和256位，EPC由版本号、产 品域名管理、产品分类部分和序列号四个字段 组成，版本号字段代表了产品所使用的EPC的 版本号，这一字段提供了可以编码的长度。 产品域名管理字段标识了该产品生产厂商的具 体信息，如厂商名字，负责人以及产地。 产品的分类字段部分可以使商品的销售商能够 方便地对产品进行分类。序列号用于对具体单 个产品进行编码。对于具体的编码标准现在已 经推出有：EPC-96Ⅰ型，EPC-64Ⅰ型、Ⅱ型、 Ⅲ型，EPC-256Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等编码方案。 4、条形码分为几种请简要说明每种条形码的特 点 条形码可以有一维的，还有二维条形码，黑条 和空白的排列就代表了商品的产品属性等特征 信息，因而在许多领域有广泛的应用，因其各 自特点差异，其用途也各不相同，日常我们多 见到的是一维条码。 在EPC条形码的编码方式中在水平和垂直方向 的二维空间存储信息的条码，称为二维条码 （2-dimensional bar code），可直接显示英文、 中文、数字、符号、图形；存储数据量大，可 存放1k字符，可用扫描仪直接读取内容，无需 另接数据库；保密性高（可加密）；安全级别最 高时，损污50%仍可读取完整信息。 5、RFID系统基本组成部分有哪些 标签，应答器，阅读器，天线和中间件。 关键组件主要有应答器、阅读器和处理软件二 维条形码。 6、电子标签分为哪几种简述每种标签的工作原 理（没查到） 7、RFID产品的基本衡量参数有哪些 阅读器性能参数：工作频率、作用距离、数据 传输速率、安全要求、存储容量与成本，RFID 系统的连通性，多电子标签同时识读性。 天线部分：天线效率，方向性系数，增益系数， 波瓣宽度，方向图 8、简述天线的工作原理。 天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率 接收或辐射出去的装置，是电路与空间的界面 器件，用来实现导行波与自由空间波能量的转 化，在电磁能量的转换过程中，完成信息的交 互。 无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线 （电线）输送到天线，由天线以电磁波形式辐 射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下 来，并通过馈线送到无线电接收机。 9、对于抛物面天线，已知它的抛物面直径为 2m，中心工作波长为2cm，根据统计出来的经 验数据，请计算其增益近似为多少。 答：对于抛物面天线，可用下式近似计算其增 益：G（dBi）= 10 lg { 4.5 ×（D / λ0）2} 式中，D为抛物面直径；λ0为中心工作波长； 4.5是统计出来的经验数据。 现在D=2m，中心工作波长λ0=0.02m，代入公 式得G=95.42 dBi。 如果已知天线长度0.5 ，G(dBi)=10lg{2×0.5/2} 10、RFID天线主要分为哪几种各自的特点如何 近场天线：设计比较简单，一般采用工艺简单， 成本低廉的线圈型天线。 远场天线：工作距离较远，一般位于读写器天 线的远场。 偶极子天线：可靠性极高，高增益，高功率， 窄频带场合使用。 微带贴片天线：质量轻，体积小，剖面薄，成 本低，易于大量生产。 第三章 一、选择题 1. 在我们每个人的生活里处处都在使用着 各种各样的传感器，下列使用到光电传感器 的是____C_______。 A) 电视机B) 燃气热水器报警 C) 数码照相机D) 微波炉 2. 根据传感技术所蕴涵的基本效应， 可以将传感器分为三种类型，下列类型中 ___D_______不在其中。 A) 物理型B) 化学型 C) 生物型D) 自然型 3. 下列特性中，_____C______不是气敏传感 器的特性之一。 A) 稳定性B) 选择性 C) 互换性D) 电源电压特性 4. 具有很高的线性度和低的温度漂移的传 感器是____B_______。 A) 温度传感器B) 智能传感器 C) 超声波传感器D) 湿度传感器 5. 在微电子机械系统(MEMS)中，材料以 _____A______为主。 A) 硅B) 钨 C) 铁D) 钼 二、填空题 1. 传感器是一种能把特定的___被测信号 ________，按一定规律转换成某种可用___信号输 出_____的器件或装置，以满足信息的传输、处 理、记录、显示和控制等要求。___敏感元件_____ 与__转换元件___是传感器的两个基本元件， 2. 传感器的输出量对于随时间变化的输入量的 响应特性称为传感器的___动态特性________，衡 量静态特性的重要指标是___线性度________、___ 灵敏度________、___迟滞________和__重复性 _________等。 3. 湿度传感器按照结构分类法可分为____电阻 式_______和___电容式________两种基本形式，其 湿度传感器的敏感元件分别为___湿敏电阻 ________和__湿敏电容_________。 4. 超声波传感器的主要性能指标有___工作频 率________、___工作温度________和___灵敏度 ________。 5. 传感器信号处理的主要目的是，根据传感器 输出信号的特点采取不同的信号处理方 法来提高测量系统的__测量精度_________和___ 线性度________。 三、简答题 1.简述传感器的基本原理及组成 基本原理：把特定的被测信号，按一定规律转 换成某种可用信号输出。 组成：敏感元件及转换元件 2.简述传感器的静态特性和动态特性 静态特性：是指被测量的值处于稳定状态时的 输出与输入关系。 动态特性：是指其输出对随时间变化输入量的 响应特性。 3.简述超声波传感器的系统组成及工作原理。 系统组成：发送传感器，接收传感器，控制部 分与电源部分。 工作原理：超声波是一种在弹性介质中的机械 振荡，有两种形式：横向振荡（横波）及纵向 振荡（纵波）。超声波可以在气体、液体及固体 中传播，其传播速度不同。另外，它也有折射
关于射频识别技术在日常生活中的应用 摘要：射频识别即RFID技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。由于其方便快捷性，目前RFID技术应用很广，如：在零售业，图书馆，门禁系统，铁道交通管理，相信在未来会发挥更重要的作用。关键词；射频识别 RFID 条形码应答器 射频识别是一种无线射频识别技术，是自动识别技术的一种。其英文名是Radio FrequencyI dentification，RFID的基本技术原理起源于二战时期，最初盟军利用无线电数据技术来识别敌我双方的飞机和军舰。战后，随着芯片和电子技术的提高和普及，欧洲开始率先将RFID技术应用到公路收费等民用领域。到二十一世纪初，RFID迎来了一个崭新的发展时期，其在民用领域的价值开始得到世界各国的广泛关注，特别是在西方发达国家，RFID技术大量应用于门票防伪、生产自动化、门禁、公路收费、停车场管理、身份识别、货物跟踪等民用领域中，其新的应用范围还在不断扩展，层出不穷。本世纪初，RFID进入中国，并很快得到政府的大力支持，2006年6月，中国发布了《中国RFID技术政策白皮书》，标志着RFID的发展已经提高到国家产业发展战略层面。到2008年底，中国参与RFID的相关企业达数百家，已经初步形成了从标签及设备制造到软件开发集成等一个较为完整的RFID产业链，据专家估计，2008年中国RFID相关产值达到80亿元左右，并将在未来5-10年保持快速发展。 RFID的工作原理是：标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。一套完整的RFID系统，是由阅读器与电子标签也就是所谓的应答器及应用软件系统三个部份所组成，其工作原理是阅读器发射一特定频率的无线电波能量给应答器，用以驱动应答器电路将内部的数据送出，此时阅读器便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。简单点讲就是：标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。 当然，有人停留解释后会有种感觉，即射频技术与条形码很相似，但射频技术与条形码其实是两种不同的技术，有不同的适用范围，有时会有重叠。两者之间最大的区别是：条形码是“可视技术”，扫描仪在人的指导下工作，只能接收它视野范围内的条形码。相比之下，射频识别不要求看见目标，只要在接受器的作用范围内就可以被读取。条形码本身还具有其他缺点，如果标签被划破，污染或是脱落，扫描仪就无法辨认目标。条形码只能识别生产者和产品，并不能辨认具体的商品，贴在所有同一种产品包装上的条形码都一样，无法辨认哪些产品先过期。而射频标签的芯片内存有该产品的详细信息：产品的名称、产地、材料、批次、生产日期，以及产品有效等信息。 由于ID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，这也是其最重要是的优点之一，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒。它通过射频信号自动识别目标
射频简称RF，也就是射频电波，它是一种高频交流变化电磁波，医学上把频率0.5MHz——8MHz的交流高频电流称为射频电波，美容仪器比较常见的是3MHZ,5MHZ.射频其实就是一种热效应，它能加速血液循环，增加皮肤供氧量；令真皮胶原组织大量新生，加强结缔组织再生能力，随着增长，胶原的新生，皱纹逐渐消失，皮肤收紧，令皮肤表现年轻活力有弹力。 单极射频和双极射频的区别：正负两极没有在同一界面作用，穿透深度不可控---深层治疗，治疗有效深度10-15MM,皮下温度能达到68-72度。操作单极射频，后背需要垫一块负极板。 双极射频，正负两极在同一界面作用，穿透深度为两电极距离的1/2，治疗有效深度为2-4MM,皮下温度能达到60度以上。 射频基础知识: 射频能量由发射器（或正极）至天线（或负极）的闭合回路，能量遇到组织中的阻抗而产生热量，依据电极形状不同，电流大小和靶组织的阻抗不同所产生的热量有所不同。 皮肤是富含电解质及其他化合物的人体组织，这些物质属于导体，电流经过时产生热量，作用的射频能量可以依据靶组织特点进行调节，此外，皮肤中的水分会因诸多因素产生变化，如身体部位不同每天时间不同，环境湿度不同，局部使用的导电介质不同等等。因此，在不同的治疗中通过皮肤的射频电流会因为不同的因素而产生变化。双极射频持续均匀完全贯通作用于皮肤组织，遇到皮肤阻抗产生热量，并作用于真皮深层，表皮不受影响。胶原受热超过68-72摄氏度时，胶原纤维收缩变紧，在对真皮的刺激中会引发一系列的修复过程，在治疗后的一个月，机体自身修复过程促使真皮纤维细胞形成新胶原，新胶原以一种紧密方式沉积，因此皱纹减少，皮肤看起来更紧致坚实和年轻，明显改善皱纹和皮肤松弛。单极射频：在治疗头释放很多的能量一小部分流经组织，最后经过身体流向地极，效果明显，客户感觉较强烈。 双极射频:定向作用于较深层的皮肤组织,表皮受到保护,并且不会造成辐射泄露. 二专业知识 物理学定义,射频是指可发射传播的电磁波,简称RF射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流每秒变化大于10万次的交流电称为高频电流医学上把频率0.5MHz 8MHz的交流高频电流称为射频电波 射频专业知识 1.1单极射频 a.正负两极没有在同一界面作用 b.穿透深度不可控深层治疗 c.治疗有效深度为10~15mm d.皮下温度能达到68-72度 1.2双极射频 a.正负两极在同一界面作用 b.穿透深度为两电极距离的1/2 浅层治疗 c.治疗有效深度为2~4mm d.皮下温度能达到60度以上 1.3热效应a.加速血液循环,增加供氧量;
电子与通信工程王世杰2014282120188 第八次作业1、一晶体管的S参量如下： f=750MHz：s11=0.114-j*0.551，s12=0.044+j*0.029，s21=-4.608+j*7.312，s22=0.490-j*0.449; f=1000M：s11=-0.058-j*0.452，s12=0.054+j*0.022，s21=-2.642+j*6.641，s22=0.379-j*0.424; 画出晶体管在两个频率下的输出及输入稳定圆并计算各自μ，K,D值。 解： 当f=750MHz，编程画出输出及输入稳定圆，并计算μ，K,D的值。 程序如下： close all; % close all opened graphs clear all; % clear all variables s11=0.114-1j*0.551; s12=0.044+1j*0.029; s21=-4.608+1j*7.312; s22=0.490-1j*0.449; s_param=[s11,s12;s21,s22]; % convert the S-parameters into matrix notation smith_chart; % create a Smith Chart input_stability(s_param, 'r'); % plot input stability circle in red color smith_chart; % create a Smith Chart output_stability(s_param, 'b');% plot output stability circle in blue color [d,k,u]=K_factor(s_param); 输入输出稳定圆如下：
射频与微波技术原理及应用培训教材 华东师范大学微波研究所 一、Maxwell(麦克斯韦)方程 Maxwell 方程是经典电磁理论的基本方程，是解决所有电磁问题的基础，它用数学形式概括了宏观电磁场的基本性质。其微分形式为 0 B E t D H J t D B ρ???=- ????=+??=?= (1.1) 对于各向同性介质，有 D E B H J E εμσ=== (1.2) 其中D 为电位移矢量、B 为磁感应强度、J 为电流密度矢量。 电磁场的问题就是通过边界条件求解Maxwell 方程，得到空间任何位置的电场、磁场分布。对于规则边界条件，Maxwell 方程有严格的解析解。但对于任意形状的边界条件，Maxwell 方程只有近似解，此时应采用数值分析方法求解，如矩量法、有限元法、时域有限差分法等等。目前对应这些数值方法，有很多商业的电磁场仿真软件，如Ansoft 公司的Ensemble 和HFSS 、Agilent 公司的Momentum 和ADS 、CST 公司的Microwave Studio 以及Remcom 公司的XFDTD 等。 由矢量亥姆霍兹方程联立Maxwell 方程就得到矢量波动方程。当0,0J ρ==时，有 222200E k E H k H ?+=?+= (1.3) 其中k 为传播波数，22k ωμε=。 二、传输线理论 传输线理论又称一维分布参数电路理论，是射频、微波电路设计和计算的理论基
础。传输线理论在电路理论与场的理论之间起着桥梁作用，在微波网络分析中也相当重要。 1、微波等效电路法 低频时是利用路的概念和方法，各点有确切的电压、电流概念，以及明确的电阻、电感、电容等，这是集总参数电路。在集总参数电路中，基本电路参数为L、C、R。由于频率低，波长长，电路尺寸与波长相比很小，电磁场随时间变化而不随长度变化，而且电感、电阻、线间电容和电导的作用都可忽略，因此整个电路的电能仅集中于电容中，磁能集中于电感线圈中，损耗集中于电阻中。 射频和微波频段是利用场的概念和方法，主要考虑场的空间分布，测量参数由电压U、电流I转化为频率f、功率P、驻波系数等，这是分布参数电路。在分布参数电路中，电磁场不仅随时间变化也随空间变化，相位有明显的滞后效应，线上每点电位都不同，处处有储能和损耗。 由于匀直无限长的传输系统在现实中是不存在的，因此工程上常用微波等效电路法。微波等效电路法的特点是：一定条件下“化场为路”。具体内容包括： (1)、将均匀导波系统等效为具有分布参数的均匀传输线； (2)、将不均匀性等效为集总参数微波网络； (3)、确定均匀导波系统与不均匀区的参考面。 2、传输线方程及其解 传输线方程是传输线理论的基本方程，是描述传输线上的电压、电流的变化规律及其相互关系的微分方程。电路理论和传输线之间的关键不同处在于电尺寸。集总参数电路和分布参数电路的分界线可认为是l/λ≥0.05。 以传输TEM模的均匀传输线作为模型，如图1所示。在线上任取线元dz来分析(dz<<λ)，其等效电路如图2所示。终端负载处为坐标起点，向波源方向为正方向。 图1. 均匀传输线模型图2、线元及其等效电路根据等效电路，有