射频微波工程介绍
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射频与微波技术期末总结一、引言射频与微波技术是电子工程的一个重要分支,它涉及到无线通信、雷达、卫星通信等许多领域。
在过去的几十年里,射频与微波技术经历了巨大的发展和创新,为我们的现代化生活和通信提供了巨大的便利。
本次期末总结将对射频与微波技术的相关知识做一个系统的回顾和总结。
二、射频与微波技术的概述1. 射频与微波技术的起源和发展射频与微波技术起源于20世纪初期,最初应用于无线电通信领域。
后来随着雷达和卫星通信技术的发展,射频与微波技术逐渐成为独立的学科领域,并广泛应用于各个领域。
2. 射频与微波技术的基本概念射频与微波技术是指在射频和微波频段工作的电子设备和系统的设计、分析和应用。
射频频段通常定义为3-3000 MHz,微波频段通常定义为1-300 GHz。
射频和微波波段有很多特殊的性质,例如衰减、穿透能力以及大气吸收等。
三、射频与微波技术的电路设计1. LNA设计低噪声放大器(LNA)是射频电路中非常重要的组成部分。
它的作用是放大输入信号并尽量减小噪声。
在LNA设计中,需要考虑噪声系数、增益和稳定性等因素。
2. 射频开关设计射频开关的设计是为了实现信号的路由和选择。
它对射频系统的性能和功能有着重要的影响。
在射频开关的设计中,需要考虑传输损耗、隔离度和插入损耗等。
3. 射频功率放大器设计射频功率放大器(PA)是将低功率信号放大到高功率的关键部分。
它在无线通信系统中起到提高信号传输距离和质量的作用。
在射频功率放大器的设计中,需要考虑效率、线性度和带宽等因素。
四、射频与微波技术的无线通信应用1. 无线电通信射频与微波技术在无线电通信中有着广泛的应用。
它可以用于手机、无线局域网和卫星通信等。
2. 雷达技术雷达是利用射频与微波技术实现目标探测、跟踪和测距的一种技术。
它在军事和民用领域都有广泛的应用。
3. 卫星通信卫星通信是通过射频与微波技术实现地球上不同地区之间的通信。
它在电视广播、互联网和军事通信等方面有着重要的应用。
射频工程师知识大纲射频工程师知识大纲通常包括以下主题:1. 射频基础知识:- 基本电磁理论、麦克斯韦方程组- 频率、周期、波长等基本概念- 传输线理论,如平衡传输线和非平衡传输线- 射频信号的传播和衰减- 射频连接器和电缆2. 无线通信系统:- 无线通信系统的基本概念和架构- 无线信号调制和解调技术,如振幅调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)等- 无线信号传播和衰减的影响因素,如损耗、阻尼、多径效应等- 基础天线理论和射频功率放大器(PA)设计3. 射频电路设计:- 射频放大器设计,包括低噪声放大器(LNA)、功率放大器(PA)等- 信号发生和混频器设计,如震荡器和频率合成器- 射频滤波器设计,如带通滤波器、带阻滤波器等- 调制和解调电路设计,如射频调制解调器(RF Modem)4. 射频测试和测量:- 射频测量概念和基本原理- 射频测试设备和仪器的使用,如频谱分析仪、网络分析仪等- 射频参数的测量和分析,如增益、功率、带宽、频率等- 无线信号质量评估和干扰分析技术5. 射频系统集成与优化:- 射频系统的整体设计和优化方法- 射频系统性能分析和改进技术- 射频系统的天线和信号传输线的布局和优化- 射频系统与其他模块(如数字信号处理、微处理器、传感器等)的集成6. 射频安全和合规:- 射频设备安全标准和规范,如 FCC、IC、欧洲 CE 等- 射频设备的电磁兼容性(EMC)和电磁干扰(EMI)问题 - 射频设备的无线电频率分配和合规要求这是一个基本的射频工程师知识大纲,不同的公司和行业可能会根据实际需求有所不同,还需要根据具体情况进行深入学习和研究。
第一章用HFSS仿真微波传输线和元件 01.1 Ansoft HFSS概述 01.1.1 HFSS简介 01.1.2 HFSS的应用领域 (1)1.2 HFSS软件的求解原理 (1)1.3 HFSS的基本操作介绍 (3)1.3.1 HFSS的操作界面和菜单功能介绍 (3)1.3.2 HFSS仿真分析基本步骤 (4)1.3.3 HFSS的建模操作 (5)1.4 HFSS设计实例1——矩形波导的设计 (10)1.4.1 工程设置 (10)1.4.2 建立矩形波导模型 (11)1.4.3 设置边界条件 (12)1.4.4 设置激励源wave port (14)1.4.5 设置求解频率 (15)1.4.6 计算及后处理 (15)1.4.7 添加电抗膜片 (17)1.5 HFSS设计实例2——E-T型波导的设计 (23)1.5.1 初始设置 (23)1.5.2 建立三维模型 (24)1.5.3 分析设置 (27)1.5.4 保存工程 (27)1.5.5 分析 (27)1.5.6 生成报告 (28)1.6 HFSS设计实例3——H-T型波导的设计 (31)1.6.1 创建工程 (31)1.6.2 创建模型 (32)1.6.3 仿真求解设置 (36)1.6.4 比较结果 (37)1.7 HFSS设计实例4——双T型波导的设计 (39)1.7.1 初始设置 (39)1.7.2 建立三维模型 (40)1.7.3 分析设置 (43)1.7.4 保存工程 (44)1.7.5 分析 (44)1.7.6 生成报告 (45)1.8 HFSS设计实例5——魔T型波导的设计 (47)1.8.1 建立匹配膜片与金属杆 (48)1.8.2 分析设置 (48)1.9 HFSS设计实例6——圆波导的设计 (52)1.9.1 初始设置 (52)1.9.2 建立三维模型 (53)1.9.3 分析设置 (55)1.9.4 保存工程 (56)1.9.5 分析 (56)1.9.6 生成报告 (57)1.10 HFSS设计实例7——同轴线的设计 (64)1.10.1 初始设置 (64)1.10.2 建立三维模型 (65)1.10.3 分析设置 (68)1.10.4 保存工程 (69)1.10.5 分析 (69)1.10.6 生成报告 (70)1.11 HFSS设计实例8——微带线的设计 (77)1.11.1 初始设置 (77)1.11.2 建立三维模型 (78)1.11.3 建立波导端口激励 (79)1.11.4 分析设置 (80)1.11.5 保存工程 (80)1.11.6 分析 (81)1.11.7 生成报告 (82)1.11.8 产生场覆盖图 (82)1.12 HFSS设计实例9——单极子天线的设计 (85)1.12.1 创建工程 (85)1.12.2 创建模型 (85)1.12.3 设置变量 (89)1.12.4 设置模型材料和边界参数 (90)1.12.5 设置求解频率和扫描范围 (93)1.12.6 设置辐射场 (93)1.12.7 确认设置并分析 (93)1.12.8 显示结果 (94)1.13 HFSS设计实例10——方形切角圆极化贴片天线的设计 (98)1.13.1 设计原理及基本公式 (99)1.13.2 创建工程和运行环境设定 (99)1.13.3 创建模型 (99)1.13.4 求解设置 (100)1.13.5 有效性验证和仿真 (100)1.13.6 输出结果 (100)1.13.7 设置变量与参数建模 (102)1.13.8 创建参数分析并求解 (102)1.13.9 优化求解 (104)1.13.10 输出优化后的结果 (105)1.14 参考文献 (108)资料收集于网络如有侵权请联系网站删除谢谢第一章用HFSS仿真微波传输线和元件1.1 Ansoft HFSS概述1.1.1 HFSS简介Ansoft HFSS (全称High Frequency Structure Simulator, 高频结构仿真器)是Ansoft公司推出的基于电磁场有限元方法(FEM)的分析微波工程问题的三维电磁仿真软件,可以对任意的三维模型进行全波分析求解,先进的材料类型,边界条件及求解技术,使其以无以伦比的仿真精度和可靠性,快捷的仿真速度,方便易用的操作界面,稳定成熟的自适应网格剖分技术使其成为高频结构设计的首选工具和行业标准,已经广泛地应用于航空、航天、电子、半导体、计算机、通信等多个领域,帮助工程师们高效地设计各种高频结构,包括:射频和微波部件、天线和天线阵及天线罩,高速互连结构、电真空器件,研究目标特性和系统/部件的电磁兼容/电磁干扰特性,从而降低设计成本,减少设计周期,增强竞争力。
微波与射频技术在通信系统中的应用一、微波技术在通信系统中的应用微波技术广泛应用于各种通信系统中,如固定电话、移动电话、广播电视、雷达等,并广泛应用于卫星通信系统和导航系统等。
1.微波技术在固定电话中的应用微波技术被广泛应用于固定电话系统中。
微波在固定电话系统中的应用,主要是实现电话信号的传输。
在电话系统中,微波可以通过无线电波将电话信号从一个地方传递到另一个地方,实现电话通信。
通过微波技术,可以实现多个电话信号在同一时间传输,从而提高电话系统的传输速度和传输质量。
2.微波技术在移动电话中的应用移动通信是微波技术的重要应用领域之一,无线电波可以传输移动信号。
微波技术可以将移动电话信号从手机传输到基站,并将信号传输回手机。
通过微波技术,可以实现移动电话的语音和数据传输,包括短信,数据传输,互联网访问等。
移动通信通过微波技术,可以实现跨国和跨洲的流动通信,实现全球通信。
3.微波技术在广播电视中的应用微波技术在广播电视系统中应用过程中,主要是实现广播电视信号的无线传输。
在广播电视系统中,微波可以传输广播和电视信号,从而扩大广播和电视的覆盖范围,并解决传统电视和广播系统的地形限制和困难。
二、射频技术在通信系统中的应用射频技术是现代通信系统中非常重要的一种技术,广泛应用于通信系统中的无线信号传输中。
1.射频技术在卫星通信中的应用卫星通信是射频技术一个重要应用领域。
在卫星通信系统中,射频信号是实现卫星和地面终端之间的通信关键。
在卫星通信系统中使用射频技术,可以从地面向卫星发射电磁波,传输各种信号。
通过射频技术,卫星可以将接收自地面的射频信号转换为数字信号,并将其传输回地面接收器,实现卫星与地面之间的信息交流。
2.射频技术在雷达中的应用雷达是一种基于射频技术的测量技术。
在雷达系统中,射频脉冲信号被发送到空间中,然后接收到反射回来的信号。
通过将发送和接收的信号进行比较,可以计算出反射能力和距离等信息。
因此,射频技术在雷达测量技术中发挥着重要作用。
射频微波基础知识射频简称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的。
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成为射频,英文缩写:RF一、射频和微波技术基础知识1、什么是射频?射频(RF)是指无线通信系统中使用的电磁频率范围。
它涵盖了广泛的频率范围,通常从3kHz(千赫)到300GHz(千兆赫)。
射频信号的特点是能够长距离传播并穿过障碍物,这使其成为各种通信应用的理想选择。
2、微波频率微波是射频频率的一个子集,频率范围为300MHz(兆赫)到300GHz。
虽然微波仍然是像射频一样的电磁波,但它们具有更短的波长,这在特定应用中提供了某些优势,例如高数据传输速率和精确成像能力。
二、射频和微波技术的应用1、无线通信射频和微波技术最突出的应用之一是在无线通信系统中。
从简单的无线电传输到复杂的蜂窝网络,射频技术使移动设备上的语音通话、短信、互联网浏览和视频流成为可能。
此外,Wi-Fi网络、蓝牙连接和其他无线协议依赖RF信号进行无缝数据交换。
2、卫星通信卫星通信严重依赖微波频率。
地球静止轨道或近地轨道卫星利用微波远距离传输电视信号、互联网数据和电话,确保在传统通信基础设施有限,或无法使用的偏远地区实现全球连接。
3、雷达系统微波雷达系统对各种应用至关重要,包括空中交通管制、天气监测和军事防御。
雷达使用微波脉冲来探测物体的存在、距离和速度,从而进行精确的跟踪和分析。
4、医疗应用射频和微波技术在医学领域有着重要的应用,例如磁共振成像(MRI)和微波消融。
射频微波领域开⼭⿐祖们的那些事!微波技术最初⽤于军事领域,⽽如今,这种技术已在商⽤、⼯业、医疗和汽车领域全⾯开花结果。
在我们享受微波技术给我们的⽣活和⽣产带来便利和翻天覆地的变化的同时,请不要忘记通过改⾰和发明,塑造微波产业的众多传奇⼈物、地⽅和事件的故事及其卓越贡献。
BILL HEWLETT和DAVE PACKARD1938年这对朋友和斯坦福⼤学的校友在加利福尼亚Palo Alto的⼀个车库⾥建⽴了他们的第⼀个⼯作场地。
据说他们最初的创办资本只有538美元。
他们创造了第⼀个Hewlett-Packard(惠普)产品——⼀个电阻电容声频振荡器。
HP 200A型⽤来测试声装设备。
六⼗年以后,他们拥有了⼀个资⾦250亿美元的能够推动技术进步的公司(⽽且有⼀个独⽴的上市公司——Agilent技术公司,能够完成⾃⼰的实验和测试项⽬)。
除了技术⾰新,这些著名的创始⼈还以他们创造的被称为“惠普⽅式”的⼯作环境⽽著称。
BARRIE GILBERT电路设计师,持有60多项专利,创造了现在许多集成电路都适⽤的线性传递规律。
他还以联合波形采样技术和⼀种仪器的实时⽰波法⽽闻名。
现代通信主要依赖于他那被⽤作混频器和频率转换器的Gilbert单元。
模拟器件同仁Gilbert,在Oregon建⽴了ADI 的西北实验设计中⼼。
在那⾥他继续研究⾼速⾮线性电路技术的射频产品。
JAMES CLERK MAXWELL他常被称为“现代物理之⽗”,发现了磁学理论。
他的以计算电磁学为基础⽅程式并被Heinrich Hertz证明是正确的。
Maxwell提出能量的概念既留在物体内也留在场内。
他的成果影响并孕育了通信学、热⼒学⼯程学数学等更多领域。
但是令⼈惊讶的是他杰出的电磁理论直到他去世以后才被认同。
GUGLIELMO MARCONI这位诺贝尔获得者为了证明⽆线通讯的可能性作了⼤量的⼯作。
他的⼀些主要的成就包括1896年他获得的⽆线电信系统的第⼀项专利。
射频与微波⼯程实践⼊门-第1章-⽤HFSS仿真微波传输线和元件第⼀章⽤HFSS仿真微波传输线和元件 01.1 Ansoft HFSS概述 01.1.1 HFSS简介 01.1.2 HFSS的应⽤领域 (1)1.2 HFSS软件的求解原理 (1)1.3 HFSS的基本操作介绍 (3)1.3.1 HFSS的操作界⾯和菜单功能介绍 (3)1.3.2 HFSS仿真分析基本步骤 (4)1.3.3 HFSS的建模操作 (5)1.4 HFSS设计实例1——矩形波导的设计 (10)1.4.1 ⼯程设置 (10)1.4.2 建⽴矩形波导模型 (11)1.4.3 设置边界条件 (12)1.4.4 设置激励源wave port (14)1.4.5 设置求解频率 (15)1.4.6 计算及后处理 (15)1.4.7 添加电抗膜⽚ (17)1.5 HFSS设计实例2——E-T型波导的设计 (23)1.5.1 初始设置 (23)1.5.2 建⽴三维模型 (24)1.5.3 分析设置 (27)1.5.4 保存⼯程 (27)1.5.5 分析 (27)1.5.6 ⽣成报告 (28)1.6 HFSS设计实例3——H-T型波导的设计 (31)1.6.1 创建⼯程 (31)1.6.2 创建模型 (32)1.6.3 仿真求解设置 (35)1.6.4 ⽐较结果 (37)1.7 HFSS设计实例4——双T型波导的设计 (39)1.7.1 初始设置 (39)1.7.2 建⽴三维模型 (40)1.7.3 分析设置 (43)1.7.4 保存⼯程 (44)1.7.5 分析 (44)1.7.6 ⽣成报告 (45)1.8 HFSS设计实例5——魔T型波导的设计 (47) 1.8.1 建⽴匹配膜⽚与⾦属杆 (48)1.8.2 分析设置 (48)1.9 HFSS设计实例6——圆波导的设计 (52)1.9.1 初始设置 (52)1.9.2 建⽴三维模型 (53)1.9.3 分析设置 (55)1.9.4 保存⼯程 (56)1.9.5 分析 (56)1.9.6 ⽣成报告 (57)1.10 HFSS设计实例7——同轴线的设计 (64) 1.10.1 初始设置 (64)1.10.2 建⽴三维模型 (65)1.10.3 分析设置 (68)1.10.4 保存⼯程 (69)1.10.5 分析 (69)1.10.6 ⽣成报告 (70)1.11 HFSS设计实例8——微带线的设计 (77) 1.11.1 初始设置 (77)1.11.2 建⽴三维模型 (78)1.11.3 建⽴波导端⼝激励 (79)1.11.4 分析设置 (80)1.11.5 保存⼯程 (80)1.11.6 分析 (81)1.11.7 ⽣成报告 (82)1.11.8 产⽣场覆盖图 (82)1.12 HFSS设计实例9——单极⼦天线的设计 (85) 1.12.1 创建⼯程 (85)1.12.2 创建模型 (85)1.12.3 设置变量 (89)1.12.4 设置模型材料和边界参数 (90)1.12.5 设置求解频率和扫描范围 (93)1.12.6 设置辐射场 (93)1.12.7 确认设置并分析 (93)1.12.8 显⽰结果 (94)1.13 HFSS设计实例10——⽅形切⾓圆极化贴⽚天线的设计 (98) 1.13.1 设计原理及基本公式 (99)1.13.2 创建⼯程和运⾏环境设定 (99)1.13.3 创建模型 (99)1.13.4 求解设置 (100)1.13.5 有效性验证和仿真 (100)1.13.6 输出结果 (100)1.13.7 设置变量与参数建模 (102)1.13.8 创建参数分析并求解 (102)1.13.9 优化求解 (104)1.13.10 输出优化后的结果 (105)1.14 参考⽂献 (108)第⼀章⽤HFSS仿真微波传输线和元件 01.1 Ansoft HFSS概述 01.1.1 HFSS简介 01.1.2 HFSS的应⽤领域 (1)1.2 HFSS软件的求解原理 (1)1.3 HFSS的基本操作介绍 (3)1.3.1 HFSS的操作界⾯和菜单功能介绍 (3)1.3.2 HFSS仿真分析基本步骤 (4)1.3.3 HFSS的建模操作 (5)1.4 HFSS设计实例1——矩形波导的设计 (10)1.4.1 ⼯程设置 (10)1.4.2 建⽴矩形波导模型 (11)1.4.3 设置边界条件 (12)1.4.4 设置激励源wave port (14)1.4.5 设置求解频率 (15)1.4.6 计算及后处理 (15)1.4.7 添加电抗膜⽚ (17)1.5 HFSS设计实例2——E-T型波导的设计 (23)1.5.1 初始设置 (23)1.5.2 建⽴三维模型 (24)1.5.3 分析设置 (27)1.5.4 保存⼯程 (27)1.5.5 分析 (27)1.5.6 ⽣成报告 (28)1.6 HFSS设计实例3——H-T型波导的设计 (31) 1.6.1 创建⼯程 (31)1.6.2 创建模型 (32)1.6.3 仿真求解设置 (35)1.6.4 ⽐较结果 (37)1.7 HFSS设计实例4——双T型波导的设计 (39) 1.7.1 初始设置 (39)1.7.2 建⽴三维模型 (40)1.7.3 分析设置 (43)1.7.4 保存⼯程 (44)1.7.5 分析 (44)1.7.6 ⽣成报告 (45)1.8 HFSS设计实例5——魔T型波导的设计 (47) 1.8.1 建⽴匹配膜⽚与⾦属杆 (48)1.8.2 分析设置 (48)1.9 HFSS设计实例6——圆波导的设计 (52) 1.9.1 初始设置 (52)1.9.2 建⽴三维模型 (53)1.9.3 分析设置 (55)1.9.4 保存⼯程 (56)1.9.5 分析 (56)1.9.6 ⽣成报告 (57)1.10 HFSS设计实例7——同轴线的设计 (64) 1.10.1 初始设置 (64)1.10.2 建⽴三维模型 (65)1.10.3 分析设置 (68)1.10.4 保存⼯程 (69)1.10.5 分析 (69)1.10.6 ⽣成报告 (70)1.11 HFSS设计实例8——微带线的设计 (77) 1.11.1 初始设置 (77)1.11.2 建⽴三维模型 (78)1.11.3 建⽴波导端⼝激励 (79)1.11.4 分析设置 (80)1.11.5 保存⼯程 (80)1.11.6 分析 (81)1.11.7 ⽣成报告 (82)1.11.8 产⽣场覆盖图 (82)1.12 HFSS设计实例9——单极⼦天线的设计 (85)1.12.1 创建⼯程 (85)1.12.2 创建模型 (85)1.12.3 设置变量 (89)1.12.4 设置模型材料和边界参数 (90)1.12.5 设置求解频率和扫描范围 (93)1.12.6 设置辐射场 (93)1.12.7 确认设置并分析 (93)1.12.8 显⽰结果 (94)1.13 HFSS设计实例10——⽅形切⾓圆极化贴⽚天线的设计 (98)1.13.1 设计原理及基本公式 (99)1.13.2 创建⼯程和运⾏环境设定 (99)1.13.3 创建模型 (99)1.13.4 求解设置 (100)1.13.5 有效性验证和仿真 (100)1.13.6 输出结果 (100)1.13.7 设置变量与参数建模 (102)1.13.8 创建参数分析并求解 (102)1.13.9 优化求解 (104)1.13.10 输出优化后的结果 (105)1.14 参考⽂献 (108)第⼀章⽤HFSS仿真微波传输线和元件1.1 Ansoft HFSS概述1.1.1 HFSS简介Ansoft HFSS (全称High Frequency Structure Simulator, ⾼频结构仿真器)是Ansoft公司推出的基于电磁场有限元⽅法(FEM)的分析微波⼯程问题的三维电磁仿真软件,可以对任意的三维模型进⾏全波分析求解,先进的材料类型,边界条件及求解技术,使其以⽆以伦⽐的仿真精度和可靠性,快捷的仿真速度,⽅便易⽤的操作界⾯,稳定成熟的⾃适应⽹格剖分技术使其成为⾼频结构设计的⾸选⼯具和⾏业标准,已经⼴泛地应⽤于航空、航天、电⼦、半导体、计算机、通信等多个领域,帮助⼯程师们⾼效地设计各种⾼频结构,包括:射频和微波部件、天线和天线阵及天线罩,⾼速互连结构、电真空器件,研究⽬标特性和系统/部件的电磁兼容/电磁⼲扰特性,从⽽降低设计成本,减少设计周期,增强竞争⼒。
电子信息工程中的射频与微波技术射频(Radio Frequency)和微波(Microwave)技术是电子信息工程中不可或缺的两个分支。
这两种技术都涉及到无线传输和通信,尤其是在无线电设备的制造和应用领域,但它们又各具特色,有着各自的应用范围和优劣势。
本文将就射频和微波技术,它们的定义、发展历程、应用领域以及未来的前景进行探讨。
一、射频技术射频技术是指在高频和超高频范围内(约从3kHz到300GHz)传输和处理无线电信号的技术。
射频技术在电视、手机、广播、无线网络、卫星通信、雷达和导航等领域得到广泛应用。
它的来源可追溯到19世纪末,当时马克士威提出了电磁场的统一理论,开启了电磁波研究的新时代。
随着技术的不断发展,射频技术也得到了进一步的提高和完善,目前已经成为现代通信领域的关键技术。
射频技术的应用非常广泛,在无线电器材、导航系统、广告媒体等方面都有广泛的应用。
其中最为重要的莫过于无线电通信了。
我国在无线电通信方面的应用非常广泛,除了现在很多人都能接触到的无线局域网和蜂窝移动通信,还有新兴的物联网、车联网、以及无人机领域都是射频技术的重要应用。
无论是哪个行业,都必须依靠射频技术才能实现远距离通信,这也是射频技术的最大优势。
二、微波技术微波技术是指在高频(3GHz~30GHz)甚至极高频(30GHz~300GHz)范围内传输和处理无线电信号的技术。
微波技术在雷达、卫星通信、无线电和电视广播等领域得到广泛应用。
它的产生时间比较晚,大部分应用都集中在二战以后的60年代左右。
随着技术的不断发展,微波技术也得到了很大的提高和发展,被广泛应用于航空航天、国防军工、通信和广播等领域。
和射频技术相比,微波技术的传输距离更远、频率更高、传输速度更快、噪声更小,因此其实用性更为广泛。
在卫星通信和雷达领域,微波技术的应用尤其重要。
卫星通信可以实现全球通信,让人们无论在哪里都可以通过卫芯地的链接完成信息交流。
而雷达技术,则可以检测和跟踪任何物体的运动,是空军、海军等军事行业的必要设备。
射频微波基础知识:基本概念和术语•波器技术第一群(新5G群)全面开放十天射频微波基础知识射频基础知识1、功率/电平(dBm):放大器的输出能力,一般单位为w、mw、dBm注:dBm是取1mw作基准值,以分贝表示的绝对功率电平。
换算公式:电平(dBm)=10lgw5W → 10lg5000=37dBm10W → 10lg10000=40dBm20W → 10lg20000=43dBm从上不难看出,功率每增加一倍,电平值增加3dBm2、增益(dB):即放大倍数,单位可表示为分贝(dB)。
即:dB=10lgA(A为功率放大倍数)3、插损:当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减,单位用dB表示。
4、选择性:衡量工作频带内的增益及带外辐射的抑制能力。
-3dB带宽即增益下降3dB时的带宽,-40dB、-60dB同理。
5、驻波比(回波损耗):行驻波状态时,波腹电压与波节电压之比(VSWR)附:驻波比——回波损耗对照表:SWR 1.2 1.25 1.30 1.35 1.40 1.50回波损耗(dB) 21 19 17.6 16.6 15.6 14.06、三阶交调:若存在两个正弦信号ω1和ω2 由于非线性作用将产生许多互调分量,其中的2ω1-ω2和2ω2-ω1两个频率分量称为三阶交调分量,其功率P3和信号ω1或ω2的功率之比称三阶交调系数M3。
即M3 =10lg P3/P1 (dBc)7、噪声系数:一般定义为输出信噪比与输入信噪比的比值,实际使用中化为分贝来计算。
单位用dB。
8、耦合度:耦合端口与输入端口的功率比, 单位用dB。
9、隔离度:本振或信号泄露到其他端口的功率与原有功率之比,单位dB。
10、天线增益(dB):指天线将发射功率往某一指定方向集中辐射的能力。
一般把天线的最大辐射方向上的场强E与理想各向同性天线均匀辐射场场强E0相比,以功率密度增加的倍数定义为增益。
Ga=E2/ E0211、天线方向图:是天线辐射出的电磁波在自由空间存在的范围。
射频基本知识目录1. 射频概述 (2)1.1 射频定义与特点 (3)1.2 射频应用领域 (4)1.3 射频技术发展历史 (5)2. 射频信号及其特性 (6)2.1 电磁波与射频波 (7)2.2 频率范围与波长 (8)2.3 电磁波的时域和频域特性 (9)2.4 功率测量与单位 (10)2.5 幅度调制与相位调制 (12)3. 射频电路 (13)3.1 阻抗与反射系数 (14)3.2 匹配电路 (15)3.3 功率放大器 (16)3.4 滤波器与调谐电路 (17)3.5 衰减器与分频器 (19)4. 射频设备与系统 (20)4.1 信号源与检测器 (22)4.2 无线传输系统 (23)4.3 通信系统 (24)4.4 雷达系统 (25)4.5 测试与测量设备 (26)5. 射频技术应用案例 (28)5.1 5G 通信技术 (29)5.2 物联网应用 (30)6. 射频技术未来发展趋势 (31)1. 射频概述射频(Radio Frequency,简称RF)通信技术是现代通信的重要组成部分,它涉及无线电波的传输。
射频技术是通过发射机和接收机之间的无线电波来传输信号的,这些信号用于各种通信应用,如无线广播、移动通信系统、卫星通信和无线网络等。
在射频领域中,电磁波被用来承载信息,从简单的调幅(AM)广播到复杂的数字广播以及移动电话网络的高速数据传输,射频技术无处不在。
射频信号的特征可以从它们的波长和频率来描述,通常情况下,射频波的波长介于几厘米到几米之间,对应的频率范围从大约30 kHz 到300 GHz。
这个宽度频段使得射频技术可以涵盖从低频的无线电广播到高频的微波和无线宽带通信等多个应用领域。
射频系统通常包括调制和解调两个关键步骤,调制是将低频基带信号转换成高频的射频信号,使得信号可以通过无线电波传播。
这个过程涉及将基带信号的特性(如幅度和频率)嵌入到一个更高的射频载波上。
解调则在接收端进行,是将射频信号转换回可识别的低频信号,以便于进一步处理。
微波与射频滤波器的设计技术及实现微波与射频滤波器的设计技术及实现微波与射频滤波器是无线通信和雷达等系统中必不可少的基本组件。
它们主要用于过滤和选择频率,以保证系统能够正确地工作。
本文将介绍微波与射频滤波器的设计技术及实现。
一、微波与射频滤波器的分类微波与射频滤波器按其结构分类,可以分为三种类型:谐振器滤波器、微带滤波器和波导滤波器。
谐振器滤波器是一种基于谐振原理的滤波器,它由电容器和电感器构成。
谐振器滤波器广泛用于VHF、UHF、LSB等无线通信系统中,因其具有简单、可靠、成本低等优点而备受青睐。
微带滤波器是一种新型的滤波器,它具有小巧轻便、制造成本低等优点,并可以轻松地集成到其他无线通信设备中,如手机、无线路由器、蓝牙等。
波导滤波器是一种典型的微波滤波器,主要用于微波波段的通信系统和雷达系统中。
波导滤波器具有频带宽度宽、高品质因数等优点。
二、微波与射频滤波器的设计技术1. 频带选择:首先需要确定滤波器要工作的频段范围。
2. 滤波器的拓扑结构:根据所需要的滤波特性,选择合适的拓扑结构,如低通、高通、带通、带阻或全通。
3. 元件选择:根据拓扑结构以及所需要的频带范围、衰减和带宽等参数,选择合适的元件,如电容、电感、电阻等。
4. 拓扑优化:通过改变设计参数,使滤波器性能达到最佳。
5. 电路仿真与调试:使用电路仿真软件对滤波器进行仿真,并通过电路实验对滤波器进行优化和调试。
三、微波与射频滤波器的实现通常,微波与射频滤波器的实现分为两种方式:一种是集成电路实现,另一种是离散元件实现。
集成电路实现的滤波器具有尺寸小、重量轻、成本低等优点,并且可靠性较高,但在电性能和频率响应方面存在一定的局限性。
离散元件实现的滤波器具有设计灵活、可调性强等优点,但成本较高,制造复杂度也比较高。
总的来说,微波与射频滤波器在无线通信和雷达等系统中发挥着重要的作用,其设计技术和实现方式也在不断地更新和进步。
未来,随着无线通信技术的不断发展,微波与射频滤波器的应用也将会越来越广泛。
射频微波(知识点)一、射频/微波技术及其基础1、射频/微波技术的基础 ? 什么是微波技术研究微波的产生、放大、传输、辐射、接收和测量的科学。
射频/微波技术是研究射频/微波信号的产生、调制、混频、驱动放大、功率放大、发射、空间传输、接收、低噪声放大、中频放大、解调、检测、滤波、衰减、移相、开关等各个电路及器件模块的设计和生产的技术,利用不同的电路和器件可以组合成相应的射频/微波设备。
微波技术主要是指通信设备和系统的研究、设计、生产和应用。
? 微波技术的基本理论是以麦克斯韦方程为核心的场与波的理论2、射频/微波的基本特性? 频率高、穿透性、量子性、分析方法的独特性射频频段为30 ~ 300MHz,微波频段为300MHz ~ 3000GHz,相对应波长为1m ~0.1mm,照射于介质物体时能深入到该物质的内部。
根据量子理论,电磁辐射能量不是连续的,而是由一个个的“光量子”组成,单个量子的能量与其频率的关系为e = h2f-15式中,h = 4310电子伏2秒 (eV2S) 成为普朗克常数3、射频/微波技术在工程里的应用? 无线通信的工作方式1、单向通信方式通信双方中的一方只能接收信号,另一方只能发送信号,不能互逆,收信方不能对发信方直接进行信息反馈AB f1f1 发射机接收机2、双向单工通信方式通信双方只能交替地进行发信和收信,收发不能同时进行。
AB送话器送话器 f1f1TT按-讲开关按-讲开关RR f1f1受话器受话器3、双向半双工通信方式通信双方中的一方使用双频双工方式,可同时收发;另一方则使用双频单工方式,AB发信时要按下“送话”开关。
送话器送话器f1f2TT按-讲开关双工器 RRf2f1受话器受话器4、双向全双工通信方式通信双方可以通信进行发信和收信,这时收信与发信一般采用不同的工作频率,通过双工器来完成收信和发信的隔离。
AB送话器送话器 f1f2TT双工器双工器RR f2f1受话器受话器二、电磁波频谱1、电磁波频谱及频段划分频段频率波长 ELF(极低频) 30 ~ 300Hz 10000 ~ 1000Km VF(音频) 300 ~ 3000Hz 1000 ~ 100Km VLF(甚低频) 3 ~ 30KHz LF(低频)30 ~ 300KHz HF(高频) 3 ~ 30MHz 100 ~ 10Km 10 ~ 1Km 100 ~ 10m 10 ~ 1m 10 ~1cm 1 ~ 0.1cm MF(中频) 300 ~ 3000KHz 1 ~ 0.1Km VHF(甚高频) 30 ~ 300MHz SHF (超高频) 3 ~ 30GHz EHF(极高频) 30 ~300GHz 光波 UHF(特高频) 300 ~ 3000MHz 100 ~ 10cm 亚毫米波 300 ~ 3000GHz 1 ~ 0.1mm 100 ~ 1000THz 300 ~ 3000 nm 2、射频/微波系统工程的无线电频段划分及代号波段代号频率范围(GHz)波长范围(cm)P L S C X Ku K Ka U V W 0.23 ~ 1 1 ~ 2 2 ~ 4 4 ~ 8 8 ~ 12.5 12.5 ~ 18 18 ~ 27 27 ~ 40 40 ~ 60 60 ~ 80 80 ~ 100 130 ~ 30 30 ~ 15 15 ~ 7.5 7.5 ~ 3.75 3.75 ~ 2.5 2.5 ~ 1.67 1.67 ~ 1.11 1.11 ~ 0.75 0.75 ~ 0.5 0.5 ~ 0.375 0.375 ~ 0.33、移动通信频段体制分配频段(MHz)实际频段(MHz)运营商频道间隔上行825 ~ 835 上行 825 ~ 835 CDMA-IS95 中国电信 1.23MHz 下行 870 ~ 880 下行 870 ~ 880 GSM900 上行 890 ~ 915 上行 890 ~ 909 中国移动 200KHz DCS1800 上行 1710 ~ 1755 上行 1710 ~ 1720 中国移动 WCDMA W-LAN 下行 1805 ~ 1815 下行1840 ~ 1850 下行 1805 ~ 1850 上行 1745 ~ 1755 上行 1920 ~ 1980 上行 1940 ~ 1955 下行 2110 ~ 2170 下行 2130 ~ 2145 上行 825 ~ 835 下行 870 ~ 880 2021 ~ 2025 下行 870 ~ 880 B 中国联通中国联通 5MHz 中国电信 1.23MHz 中国移动1.6MHz CDMA2000 上行 825 ~ 835 TD-SCDMA A 2021 ~ 2025 A 1880 ~ 1920 B2.4 ~ 2.48GHz ? CDMA系统的各信道频率频道序号上行频率下行频率备注 37 78 119 160 201 242 283 826.11MHz 871.11MHz 827.34MHz 872.34MHz 828.57MHz 873.57MHz829.80MHz 874.80MHz 831.03MHz 876.03MHz 832.26MHz 877.26MHz 833.49MHz878.49MHz ? GSM900系统的频道配置GSM-900系统采用等间隔方式,频道间隔为200KHz,同一信道的收发频率间隔为45MHz, 频道序号和频道标称中心频率的关系为F上行(n)= 890.2 +(n-1)30.2 MHz F下行(n)= F上行(n)+ 45 MHz 式中:频道序号 n = 1 ~ 124 在我国的GSM900网络中,1~94号载频分配给中国移动使用,96~124号载频分配给中国联通使用,95号载频作为保护隔离,不用于业务。