射频技术的基本原理

核心提示射频技术的基本原理是指处理信号的电磁波长与电路或器件尺寸处于同一数量级的电路,此时由于器件尺寸和导线尺寸的关系,电路需要用分布参数的相关理论来处理。这类电路都可以认为是射频电路,对其频率没有严格要求,如长距离传输的交流输电线(50或60Hz

射频技术的基本原理是指处理信号的电磁波长与电路或器件尺寸处于同一数量级的电路,此时由于器件尺寸和导线尺寸的关系,电路需要用分布参数的相关理论来处理。

这类电路都可以认为是射频电路,对其频率没有严格要求,如长距离传输的交流输电线(50或60Hz)有时也要用RF的相关理论来处理。

一个无线通信收发机的系统模型,它包含了发射机电路、接收机电路以及通信天线。这个收发机可以应用于个人通信和无线局域网络中。

在这个系统中,数字处理部分主要是对数字信号进行处理,包括采样、压缩、编码等;然后通过A/D转换器转换器变成模拟形式进入模拟信号电路单元。

模拟信号电路分为两部分:发射部分和接收部分。发射部分的主要作用是:数-模转换输出的低频模拟信号与本地振荡器提供的高频载波经过混频器上变频成射频调制信号,射频信号经过天线辐射到空间中去。

接收部分的主要作用是:空间辐射信号经过天线耦合到接收电路中去,接收到的微弱信号经过低噪声放大器被放大后与本地振荡信号经过混频器下变频为包含中频信号分量的信号。

滤波器的作用就是将有用的中频信号滤出来后输入模-数转换器转换成数字信号,然后进入数字处理部分处理。

射频集成电路

好像没看到过这样的“公式”哎?I是表示高频电流的虚部、Re(UI)表示UI的实部吗? 通常高频功率都是采用三角形式的交流计算公式如P=I2ZL。。。纯电抗器件的功率都是无功功率,因为电压和电流相位差为90度,所以用复数形式来运算的话,其中一个若为实部另一个就只能有虚部,有功功率为0,只能计算无功功率,所以电压和电流和复数形式中有一个只能取其复共轭值了。

这个跟电工基础里面用复数来计算交流电路的功率是一样的概念。。。。。P=05Re(VI)式中,P是有功功率,只和负载阻抗的实部有关;V和I 是高频电压和电流的最大值,转化为有效值须除以根号2,所以根号2的平方等于二分之一即05;Re(VI)是取(VI)复数值的实部;复共轭是表示此时负载阻抗呈现容性(因为功率是电压和电流的乘积,正弦信号的瞬时电压和电流对应于复数表达式的实部,而容性负载上的电流却没有实部只有虚部——有功功率为0,所以要用其共轭值才能计算出无功功率)。。。瞬时功率——P(t)= Vcos(wt) Icos(wt+pt) = (1/2)VIcosp+(1/2)VIcos(2wt+p) = VoIo cosp+ VoIocos(2wt+p) ,式中(wt) 是高频信号的角频率,p是电压和电流之间的相位差;Vo、Io分别是电压和电流的有效值。建议阅读一下电工基础课程中关于“交流电路的复数运算方法”的章节。

射频电路的组成

当然不是数字集成电路了

是模拟电路

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本书是《CMOS射频集成电路设计》的第二版,这本被誉为射频集成电路设计的指南书全面深入地介绍了设计千兆赫兹(GHz)CMOS射频集成电路的细节。本书首先简要介绍了无线电发展史和无线系统原理;在回顾集成电路元件特性、MOS器件物理和模型、RLC串并联和其他振荡网络以及分布式系统特点的基础上,介绍了史密斯圆图、S参数和带宽估计技术;着重说明了现代高频宽带放大器的设计方法,详细讨论了关键的射频电路模块,包括低噪声放大器(LNA)、基准电压源、混频器、射频功率放大器、振荡器和频率综合器。对于射频集成电路中存在的各类噪声及噪声特性(包括振荡电路中的相位噪声)进行了深入的探讨。本书最后考察了收发器的总体结构并展望了射频电路未来发展的前景。书中包括许多非常实用的电路图和其他插图,并附有许多具有启发性的习题,因此是高年级本科生和研究生学习有关射频电子学方面课程的理想教科书,对于从事射频集成电路设计或其他领域实际工作的工程技术人员也是一本非常有益的参考书。

如何学习射频电路?

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。高频电路中使用的元器件与低频电路中使用的元器件频率特性是不同的。高频电路中无源线性元件主要是电阻(器)、电容(器)和电感(器)。

在电子技术领域,射频电路的特性不同于普通的低频电路。主要原因是在高频条件下,电路的特性与低频条件下不同,因此需要利用射频电路理论去理解射频电路的工作原理。在高频条件下,杂散电容和杂散电感对电路的影响很大。杂散电感存在于导线连接以及组件本身存在的内部自感。杂散电容存在于电路的导体之间以及组件和地之间。在低频电路中,这些杂散参数对电路的性能影响很小,随着频率的增加,杂散参数的影响越来越大。在早期的VHF频段电视接收机中的高频头,以及通信接收机的前端电路中,杂散电容的影响都非常大以至于不再需要另外添加电容。

此外,在射频条件下电路存在趋肤效应。与直流不同的是,在直流条件下电流在整个导体中流动,而在高频条件下电流在导体表面流动。其结果是,高频的交流电阻要大于直流电阻。

在高频电路中的另一个问题是电磁辐射效应。随着频率的增加,当波长可与电路尺寸12比拟时,电路会变为一个辐射体。这时,在电路之间、电路和 外部环境之间会产生各种耦合效应,因而引出许多干扰问题。这些问题在低频条件下往往是无关紧要的。

射频电路要快速入门,不可能的。这东西对经验要求十分得高,除非你能找到一个很好的老师或者师傅,他愿意倾心相授。不过你也可以做一些工作。

1、复习一下高等数学,既然有研一基础,恐怕数学上应该有一些积累。主要是一些积分变换(傅立叶、拉普拉斯、Z),常微偏微方程这些东西,在微波和电磁波领域,最基础的就是麦克斯韦方程,经常跟它打交道,你的数学基础好,会省力很多,也容易做论文什么。

2、有空的话,温习一下电路基础里面的分布参数电路,模电中的基本放大电路,高频电子线路。另外,你得补一下微波方面的课程,我记得我本科的时候,微波有三门课,应用电磁学(应该是对应你的微波原理),微波与光导波技术,射频电子技术(属于高频加强版,但不是高频,高频是另外单独的课程)。也可以再看看《高速数学设计》这本书,可能有用。

射频电路这个领域难度很大,进步比较慢,不过做的人很少,找工作容易。

 
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