哈工大高频电子线路

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1、哈 尔 滨 工 业 大 学 2 第 一 章 绪 论1. 研 究 对 象2. 无 线 电 发 送 设 备 的 组 成 与 原 理3. 无 线 电 接 收 设 备 的 组 成 与 原 理4. 无 线 信 道 及 传 播 方 式 3 第 1节 研 究 对 象一 、 通 信 系 统 信 息 的 时 代 信 息 的 传 递 ： 古 代 、 现 代 信 息 的 传 递 离 不 开 通 信 系 统一 、 通 信 系 统信 息 的 时 代信 息 的 传 递 ： 古 代 、 现 代信 息 的 传 递 离 不 开 通 信 系 统实 现 信 息 传 输 所 需 的 设 备 总 和 称 为 通 信 系 统 。 4 通

2、 信 系 统 的 基 本 组 成 通信系统基本组成框图输入变换器传输信道接收设备输出变换器发送设备麦克CCD数据喇叭LCD数据基 带 信 号 已 调 信 号 已 调 信 号 基 带 信 号有线无 线双工半双工单工方式 5 第 1节 研 究 对 象二 、 研 究 对 象高 频 电 路 是 通 信 系 统 ， 特 别 是 无 线 通 信 系 统 的 基 础 ， 是 无线 通 信 设 备 的 重 要 组 成 部 分 。 通 信 系 统 中 的 发 送 设 备 和 接 收 设 备 的 各种 高 频 功 能 电 路 的 功 能 、 原 理 和 基 本 组 成 。 高 频 ： 指 课 程 讨 论 的 频

3、率 范 围 : 几 百 K 几 百 MHz 6 通 信 系 统 的 基 本 组 成 通信系统基本组成框图输入变换器传输信道接收设备输出变换器发送设备麦克CCD数据喇叭LCD数据基 带 信 号 已 调 信 号 已 调 信 号 基 带 信 号有线无 线 7 第 2节 无 线 电 发 送 设 备 的 组 成 与 原 理一 、 无 线 发 送 的 基 本 任 务 无 线 电 发 送 是 以 自 由 空 间 为 传 输 信 道 ， 把 需 要 传 送 的 信 息(声 音 、 文 字 或 图 象 )变 换 成 无 线 电 波 传 送 到 远 方 的 接 收 点二 、 信 息 传 输 的 基 本 要 求 传

4、 送 距 离 要 远 要 能 实 现 多 路 传 输 ， 且 各 路 信 号 传 输 时 ， 应 互 不 干 扰 8 三 、 基 带 信 号 的 特 点 ： 不 同 的 原 始 信 息 占 有 不 同 的 频 带 宽 度 。 基 带 信 号 占 有 的 频 带 属 于 低 频 范 围 。直 接 发 送 基 带 信 号 存 在 的 问 题l 很 难 实 现 多 路 通 信 l 要 求 有 很 长 的 天 线 ， 在 工 艺 及 使 用 上 都 是 很 困难 的 。 9 四 、 载 波 调 制 传 送 方 式 ： 调 制 ： 载 波 调 制 是 用 需 传 送 的 信 息 （ 基 带 信 号 ）

5、（ 调 制 信号 ） 去 控 制 高 频 载 波 的 参 数 ， 使 载 波 信 号 的 某 一 个 或 几 个参 数 （ 振 幅 、 频 率 或 相 位 ） 按 照 需 传 送 的 信 息 （ 调 制 信号 ） 的 规 律 变 化 。 调 制 方 式模拟调制振幅调制(AM) 频率调制(FM) 相位调制(PM)数字调制振幅键控(ASK)频率键控(FSK)相位键控(PSK) 10 五 、 无 线 电 发 送 设 备 的 组 成 (以 调 幅 广 播 为 例 ) 11 第 3节 无 线 电 接 收 设 备 的 组 成 与 原 理一 、 无 线 电 接 收 的 基 本 任 务 是 将 通 过 空 间

6、 传 来 的 电 磁 波 接 收 下 来 ， 并 从 中 取 出 需 要 接收 的 信 息 信 号 。二 、 解 调 解 调 是 调 制 的 逆 过 程 。 即 从 已 调 波 中 恢 复 出 原 基 带 信 号 的过 程 。 与 模 拟 调 制 相 对 应 ， 也 分 为 三 种 ：l 检 波 振 幅 调 制 (AM) l 鉴 频 频 率 调 制 (FM) l 鉴 相 相 位 调 制 (PM) 12 三 、 直 接 检 波 式 接 收 机特 点 ： 电 路 简 单 接 收 灵 敏 度 太 差 ， 选 择 性 也 差 ， 很 少 直 接 采 用 。选频电路检波器 13 四 、 直 接 放 大

7、式 接 收 机特 点 ： 灵 敏 度 较 高 ， 输 出 功 率 也 较 大 ， 特 别 适 用 于 固 定 频 率 的 接 收 。 在 用 于 多 个 电 台 接 收 时 ， 其 调 谐 比 较 复 杂 。 高 频 小 信 号 放 大 器 的 整 个 接 收 频 带 内 ， 频 率 高 端 的 放大 倍 数 比 低 端 要 低 。 选频电路高频放大器低频电压放大器低频功率放大器检波器 14 五 、 超 外 差 接 收 机 (以 调 幅 广 播 为 例 )特 点 ： 有 固 定 频 率 的 中 频 放 大 器 ， 它 不 仅 可 以 实 现 较 高 的 放 大 倍 数 ，而 且 选 择 性 也

8、 很 容 易 得 到 满 足可 以 同 时 兼 顾 高 灵 敏 度 与 高 选 择 性 电 路 比 较 复 杂 ， 且 存 在 一 定 的 干 扰 15 音频放大器调制器激励放大输出功率放大 载波振荡器天线开关 高频放大混频器中频放大与滤波解调器音频放大器 话筒 本地振荡器 扬声器 变频器 无 线 通 信 系 统 的 基 本 组 成 16 第 4节 无 线 信 道 及 传 播 方 式无 线 电 波电 磁 波 ：无 线 电 波 只 是 一 种 波 长 比 较 长 （ 频 率 相 对 较 低 ） 的 电 磁 波 ，占 据 的 频 率 范 围 很 广 。对 频 率 或 波 长 进 行 分 段 ， 分

9、 别 称 为 频 段 或 波 段 。c = f 无线电波10 5红外线10 10可见光紫外线10 15 X射线10 20宇宙射线10 25 f/Hz/m 310 3 310 2(3.87.8)10 7310 7 310 12 310 17 17 无线电波的划分、传播方式与用途波 段 名 称 波 长 范 围 频 率 范 围 频 段 名 称 主 要 传 播 方 式 和 用 途超长波 10100km 303kHz 甚低频 VLF 地 波远 距 离 导 航 ； 声 纳 ； 电 报 ； 电 话长 波 110km 30030kHz 低频 LF 地 波导 航 系 统 ； 航 标 信 号 ； 电 报 通 信中

10、 波 1001000m 30.3MHz 中频 MF 地 波 或 天 波 / 调 幅 广 播 ；舰 船 无 线 通 信 ； 测 向 ； 遇 险 和 呼 救短 波 10100m 303MHz 高频 HF 天 波 或 地 波 / 调 幅 广 播 ； 短 波 通信 ； 飞 机 与 船 通 信 ； 岸 与 船 通 信米 波 110m 30030MHz 甚高频 VHF 直 线 传 播 / 电 视 广 播 ；调 频 广 播 ； 航 空 通 信 ； 导 航 设 备 微波分米波10100cm 30.3GHz 特高频 UHF 直 线 传 播 / 电 视 广 播 ； 雷 达 ； 遥 控遥 测 ； 导 航 ； 卫 星

11、 通 信 ； 移 动 通 信厘米波110cm 303GHz 超高频 SHF 直 线 传 播 / 卫 星 通 信 ； 空 间 通 信 ；微 波 接 力 ； 机 载 雷 达 ； 气 象 雷 达毫米波110m m 30030GHz 极高频 EHF 直 线 传 播雷 达 着 陆 系 统 ； 射 电 天 文 18 不 同 频 段 信 号 的 产 生 、 放 大 和 接 收 的 方 法 不 同 ， 传 播 的 能力 和 方 式 也 不 同 ， 因 而 它 们 的 分 析 方 法 和 应 用 范 围 也 不 同l对 于 米 波 以 上 （ 1 m） 的 信 号 通 常 用 集 总 （ 中 ） 参 数 的 方

12、 法 来分 析 与 实 现l对 于 米 波 以 下 （ 1 m） 的 信 号 通 常 用 分 布 参 数 的 方 法 来 分 析 与实 现 ， 当 然 ， 这 也 是 相 对 的 。电 波 在 无 线 信 道 传 播 ， 发 射接 收 ， 能 量 损 失 很 大l只 能 接 收 极 小 一 部 分l强 度 衰 减 大电 波 在 无 线 信 道 中 的 主 要 传 播 方 式 ： 与 信 号 频 率 相 关l地 波 （ 绕 射 ） 传 播 l天 波 （ 反 射 和 折 射 ） 传 播l直 线 （ 视 距 ） 传 播l散 射 传 播 、 卫 星 中 继 等 19 (a) 射线 (b) (c) 电离

13、层 (d) 对流层无 线 电 波 的 主 要 传 播 方 式 （ a） 直 射 传 播 ; （ b） 地 波 传 播 ; （ c） 天 波 传 播 ; （ d） 散 射 传 播 20 1、 绕 射 传 播 （ 地 波 ） 电 波 沿 着 地 球 弯 曲 表 面 传 播 适 合 频 率 f： 1.5MH z以 下 (为 200m以 上 )的 中 长 波 特 点 ： 传 播 性 能 稳 定 可 靠 ， 但 由 于 地 面 不 是 理 想 的 导 体 有能 量 的 损 耗 。 主 要 用 于 长 距 离 通 信 、 导 航 和 广 播 。 21 2、 折 射 和 反 射 传 播 （ 天 波 ） 利

14、用 电 离 层 的 折 射 和 反 射 来 实 现 传 播 适 合 频 率 f： 1.5MHz30MHz （ 10m200m)的 短 波 特 点 ： 电 离 层 特 性 受 多 种 因 素 影 响 ， 因 此 通 信 稳 定 性 较 差 ，但 传 播 距 离 远 。 主 要 用 于 广 播 、 船 舶 通 信 、 和 飞 行 通 信 。电离层 22 3、 直 线 传 播 （ 空 间 波 ） 电 波 从 发 射 天 线 发 出 ， 沿 直 线 传 播 到 接 收 天 线 适 合 频 率 f： 30MHz以 上 (波 长 为 10m以 下 ) 的 超 短 波 特 点 ： 这 种 传 播 的 距 离

15、 只 限 制 在 视 距 范 围 内 （ 也 叫 视 距 传播 ） 增 高 天 线 可 以 提 高 直 线 传 播 的 距 离 。 23 通信卫星4、 卫 星 中 继 等 24 1. 信 号 的 放 大 高 频 小 信 号 放 大 器 、 高 频 功 率 放 大 器 2. 信 号 的 产 生 正 弦 波 振 荡 器 3. 信 号 的 变 换 变 频 调 制 ： 调 幅 、 调 角 （ 调 频 和 调 相 ） 解 调 ： 检 波 、 鉴 频 和 鉴 相 4. 反 馈 控 制 本 课 程 的 主 要 研 究 内 容 ： 25 本 课 程 参 考 资 料 阳 昌 汉 主 编 . 高 频 电 子 线 路 学 习 指 导 . 高 等 教 育 出 版 社 2006. 阳 昌 汉 主 编 . 高 频 电 子 线 路 学 习 与 解 题 指 导 . 哈 尔 滨 工 程 大 学 出 版 社 2004 . 张 肃 文 主 编 . 高 频 电 子 线 路 .高 等 教 育 出 版 社 2006. 杨 霓 清 主 编 . 高 频 电 子 线 路 . 机 械 工 业 出 版 社 2007. 高 吉 祥 主 编 . 高 频 电 子 线 路 . 电 子 工 业 出 版 社 2003. 于 洪 珍 编 著 . 通 信 电 子 电 路 . 清 华 大 学 出 版 社 2005.