射频电路设计(第一章)

wu汉大学射频电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解射频电路的基本概念、原理及分类。

2. 掌握射频电路中关键参数的计算与测量方法。

3. 掌握射频电路的阻抗匹配、传输线理论及其在实际应用中的重要性。

技能目标：1. 能够运用所学知识设计简单的射频电路。

2. 能够分析和解决射频电路中常见的问题，如信号干扰、阻抗不匹配等。

3. 能够运用相关软件（如ADS、Multisim等）进行射频电路的仿真与优化。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对射频电路的兴趣，激发其探索精神。

2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据分析和实际问题解决。

3. 培养学生的团队协作能力，使其在项目实践中学会沟通、分工与协作。

本课程针对五汉大学电子工程及相关专业高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果。

旨在使学生掌握射频电路的基本理论和实践技能，培养其在射频领域的问题分析和解决能力，为后续深造或从事相关工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 射频电路基本概念与原理：射频信号特性、射频电路的分类及基本工作原理。

教材章节：第一章 射频电路概述2. 射频电路关键参数：频率、带宽、增益、噪声、线性度等参数的定义与计算。

教材章节：第二章 射频电路关键参数3. 阻抗匹配与传输线理论：介绍阻抗匹配的重要性，传输线理论及其在实际应用中的运用。

教材章节：第三章 阻抗匹配与传输线理论4. 射频电路设计与仿真：基于ADS、Multisim等软件进行射频电路设计与仿真。

教材章节：第四章 射频电路设计与仿真5. 射频电路实验与调试：实验操作步骤，常见问题分析及解决方法。

教材章节：第五章 射频电路实验与调试6. 射频电路应用案例：分析典型射频电路在实际应用中的设计与优化。

教材章节：第六章 射频电路应用案例教学内容按照教学大纲安排和进度进行，确保学生能够系统、科学地掌握射频电路相关知识，为实践操作和项目开发打下坚实基础。

三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合，旨在激发学生的学习兴趣，提高教学效果。

射频电路设计是无线通信领域中的关键技术，它与无线通信的性能和特性直接相关。

的目的是为了实现高效的信号传输、抗干扰能力强、信噪比高、频谱资源利用效率高、低功耗等性能优异的无线通信系统。

一、的基本概念射频电路是指在无线通信系统中用于调制、解调、放大、滤波和发射、接收无线信号的电路。

由于无线通信系统中信号的频率一般在几百万赫兹到几千兆赫兹之间，因此射频电路工作在高频范围内，其特点是频率高、电压小、电流大、噪声大、传输距离短等。

的主要任务是实现信号的滤波、放大、混频、调制等操作，从而完成信号的处理和传输。

一般来说，需要考虑以下方面的因素：1.频段和带宽：确定射频电路工作的频率范围和工作带宽。

2.信号处理的功能：确定射频电路要实现的信号处理功能，如滤波、放大、混频、调制等。

3.电路结构和拓扑：确定射频电路的具体拓扑结构和电路元件，并进行系统级的优化设计。

二、中的关键技术1.滤波技术：滤波是射频信号处理中最常用的技术之一，它的主要作用是将所需的信号从噪声和干扰中分离出来。

滤波器一般分为低通、带通、高通和带阻滤波器。

在设计射频电路时，需要根据实际情况进行合理的滤波器选择和设计。

2.放大技术：放大器是中最常用的元件之一，它的主要功能是将信号增强到足够的水平以便在后续处理中进行正常传输。

在中，需要根据具体设计要求选择合适的放大器拓扑结构和参数。

3.混频技术：混频器用于将两个不同频率的信号相乘，产生出新的频率，这个过程叫做混频。

在接收端，混频器主要用于将接收到的高频信号转换为中频信号，同时滤波器用于去除混频后的高频信号。

4.调制技术：调制用于将基带信号（低频）和射频信号（高频）结合起来。

在通信系统中，调制技术是实现高效传输的关键。

常见的调制方式包括振幅调制、频率调制和相位调制等。

5.射频功率放大技术：射频功率放大器是一种用于放大射频信号的放大器，通常要求具有高效、大功率、尽可能小的失真等特点。

在中，功率放大器的设计是一个非常关键的环节，其设计的好坏直接影响整个无线通信系统的性能。

射频电路设计--理论与应用第1章引言1　1 射频设计的重要性1　2 量纲和单位1　3 频谱1　4 无源元件的射频特性1　4　1 高频电阻1　4　2 高频电容1　4　3 高频电感1　5 片状元件及对电路板的考虑1　5　1 片状电阻1　5　2 片状电容1　5　3 表面安装电感1　6 小结参考文献习题第2章传输线分析2　1 传输线理论的实质2　2 传输线举例2　2　1 双线传输线2　2　2 同轴线2　2　3 微带线2　3 等效电路表示法2　4 理论基础2　4　1 基本定律2　5 平行板传输线的电路参量2　6 各种传输线结构小结2　7 一般的传输线方程2　7　1 基尔霍夫电压和电流定律表示式2　7　2 行进的电压和电流波2　7　3 阻抗的一般定义2　7　4 无耗传输线模型2　8 微带传输线2　9 端接负载的无耗传输线2　9　1 电压反射系数2　9　2 传播常数和相速2　9　3 驻波2　10 特殊的终端条件2　10　1 端接负载无耗传输线的输入阻抗2　10　2 短路传输线2　10　3 开路传输线2　10　4 1/4波长传输线2　11 信号源和有载传输线2　11　1 信号源的相量表示法2　11　2 传输线的功率考虑2　11　3 输入阻抗匹配2　11　4 回波损耗和插入损耗2　12 小结参考文献习题第3章 Smith圆图　3　1 从反射系数到负载阻抗3　1　1 相量形式的反射系数3　1　2 归一化阻抗公式3　1　3 参数反射系数方程3　1　4 图形表示法3　2 阻抗变换3　2　1 普通负载的阻抗变换3　2　2 驻波比3　2　3 特殊的变换条件3　2　4 计算机模拟3　3 导纳变换3　3　1 参数导纳方程3　3　2 叠加的图形显示3　4 元件的并联和串联3　4　1 R和L元件的并联3　4　2 R和C元件的并联3　4　3 R和L元件的串联3　4　4 R和C元件的串联3　4　5 T形网络的例子3　5 小结参考文献习题第4章单端口网络和多端口网络4　1 基本定义4　2 互联网络4　2　1 网络的串联4　2　2 网络的并联4　2　3 级连网络4　2　4 ABCD网络参量小结4　3 网络特性及其应用4　3　1 网络参量之间的换算关系4　3　2 微波放大器分析4　4 散射参量4　4　1 散射参量的定义4　4　2 散射参量的物理意义4　4　3 链形散射矩阵4　4　4 Z参量与S参量之间的转换4　4　5 信号流图模型4　4　6 S参量的推广4　4　7 散射参量的测量4　5 小结参考文献习题第5章射频滤波器设计5　1 谐振器和滤波器的基本结构5　1　1 滤波器的类型和技术参数5　1　2 低通滤波器5　1　3 高通滤波器5　1　4 带通和带阻滤波器5　1　5 插入损耗5　2 特定滤波器的实现5　2　1 巴特沃斯滤波器5　2　2 切比雪夫滤波器5　2　3 标准低通滤波器设计的反归一化5　3 滤波器的实现5　3　1 单位元件5　3　2 Kurodac规则5　3　3 微带线滤波器的设计实例5　4 耦合微带线滤波器5　4　1 奇模和偶模的激励5　4　2 带通滤波器单元5　4　3 级连带通滤波器单元5　4　4 设计实例5　5 小结c参考文献习题第6章有源射频元件6　1 半导体基础6　1　1 半导体的物理特性6　1　2 PN结6　1　3 肖特基(Schottky)接触6　2 射频二极管6　2　1 肖特基二极管6　2　2 PIN二极管6　2　3 变容二极管6　2　4 IMPATT二极管6　2　5 隧道二极管6　2　6 TRAPATT,134BARRITT和Gunn二极管6　3 BJT双极结晶体管（Bipolar　JunctioncTransistor) 6　3　1 结构6　3　2 功能6　3　3 频率响应6　3　4 温度性能6　3　5 极限值6　4 射频场效应晶体管6　4　1 结构6　4　2 功能6　4　3 频率响应6　4　4 极限值6　5 高电子迁移率晶体管6　5　1 结构6　5　2 功能6　5　3 频率响应6　6 小结参考文献习题　第7章有源射频电路器件模型　7.1 二极管模型7.1.1 非线性二极管模型7.1.2 线性二极管模型7.2 晶体管模型7.2.1 大信号BJT模型7.2.2 小信号BJT模型7.2.3 大信号FET模型7.2.4 小信号FET模型7.3 有源器件的测量7.3.1 双极结晶体管的DC特性7.3.2 双极结晶体管的AC参量的测量7.3.3 场效应晶体管参量的测量7.4 用散射参量表征器件特性7.5 小结参考文献习题第8章匹配网络和偏置网络　8　1 分立元件的匹配网络8　1　1 双元件的匹配网络8　1　2 匹配禁区.c频率响应以及品质因数8　1　3 T形匹配网络和π形匹配网络　8　2 微带线匹配网络8　2　1 从分立元件到微带线8　2　2 单节短截线匹配网络8　2　3 双短截线匹配网络8　3 放大器的工作状态和偏置网络8　3　1 放大器的工作状态和效率8　3　2 双极结晶体管的偏置网络8　3　3 场效应晶体管的偏置网络8　4 小结参考文献习题第9章射频晶体管放大器设计　9　1 放大器的特性指标9　2 放大器的功率关系9　2　1 射频源9　2　2 转换功率增益9　2　3 其他功率关系9　3 稳定性判定9　3　1 稳定性判定圆9　3　2 绝对稳定9　3　3 放大器的稳定措施9　4 增益恒定9　4　1 单向化设计法9　4　2 单向化设计误差因子9　4　３双共轭匹配设计法9　4　4 功率增益和资用功率增益圆9　5 噪声系数圆9　6 等驻波比圆9　7 宽带高功率多级放大器9　7　1 宽带放大器9　7　2 大功率放大器9　7　3 多级放大器9　8 小结参考文献习题第10章振荡器和混频器10　1 振荡器的基本模型10　1　1 负阻振荡器10　1　2 反馈振荡器的设计10　1　3 振荡器的设计步骤10　1　4 石英晶体振荡器10　2 高频振荡器电路10　2　1 固定频率振荡器10　2　2 介质谐振腔振荡器10　2　3 YIG调谐振荡器10　2　4 压控振荡器10　2　5 耿氏二极管（Gunncdiode）振荡器10　3 混频器的基本特征10　3　1 基本原理10　3　2 频域分析10　3　3 单端混频器设计10　3　4 单平衡混频器10　3　5 双平衡混频器10　4 小结参考文献习题附录A 常用物理量和单位　附录B 圆柱导体的趋肤公式附录C 复数附录D 矩阵变换 附录E 半导体的物理参量附录F 长和短的二极管模型附录G 耦合器附录H 噪声分析附录I MATLAB简介附录J 本书中英文缩写词。

射频电路理论与设计课后答案【篇一：射频电路仿真与设计】>摘要: 随着无线通信技术的不断发展，传统的设计方法已经不能满足射频电路和系统设计的需要，使用射频eda 软件工具进行射频电路设计已经成为必然趋势。

目前，射频领域主要的eda 工具首推的是agilent 公司的ads 。

ads 是在 hp eesof 系列 eda 软件基础上发展完善起来的大型综合设计软件。

由于其功能强大，仿真手段和方法多样化，基本上能满足现代射频电路设计的需要，已经得到国内射频同行的认可，成为现今射频电路和系统设计研发过程中最常用的辅助设计工具。

关键词：射频电路设计原理，设计方法与过程，仿真方法，展望未来引言：随着通信技术的发展，通信设备所用频率日益提高，射频（r f ）和微波（ mw ）电路在通信系统中广泛应用，高频电路设计领域得到了工业界的特别关注，新型半导体器件更使得高速数字系统和高频模拟系统不断扩张。

微波射频识别系统（ rfid ）的载波频率在915mhz 和 2450mhz 频率范围内；全球定位系统（ gps ）载波频率在 1227.60mhz 和 1575.42mhz 的频率范围内；个人通信系统中的射频电路工作在1.9ghz ，并且可以集成于体积日益变小的个人通信终端上；在 c 波段卫星广播通信系统中包括4ghz 的上行通信链路和6ghz 的下行通信链路。

通常这些电路的工作频率都在1ghz 以上，并且随着通信技术的发展，这种趋势会继续下去。

但是，处理这种频率很高的电路，不仅需要特别的设备和装置，而且需要直流和低频电路中没有用到的理论知识和实际经验，这对射频电路设计提出更高的要求。

正文：1.射频电路设计原理频率范围从 300khz ～30ghz 之间，射频电流是一种每秒变化大于10000 次的称为高频电流的简称。

具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频。

高频电路基本上是由无源元件、有源器件和无源网络组成的，高频电路中无源线性元件主要是电阻 (器 )、电容 (器)和电感(器 ) 。