射频电路设计介绍.ppt

射频电路设计 ——理论与应用; 近年来由于通信技术及计算机技术的迅猛发展，工作频率日益提高，射频和微波电路得到广泛应用。 目前大多数教材都是面向两种不同的读者： 1. 具有坚实理论基础的研究生常常通过电磁场处理方法进入这个领域。该方法确实涵盖了波导和传输线方面的知识，但却远未触及高频放大器、振荡器及混频器设计方面的重要内容。 2. 对数学和物理的严格性不太感兴趣的工程技术人员则更喜欢采用电路理论来处理问题。该方法不涉及或表面涉及到电压、电流的波动性质，而波的反射和传输特性是影响射频电路特性的重要因素。; 本教材不采用电磁场理论也能讲清楚传输 线原理。这样除了有物理课程中场和波方面的 知识外，具备基本电路理论及微电子学方面的 知识即可。 本书主要分析低频电路和元件当工作频率 升高到射频波段（30MHz~4GHz）时所遇到的 困难和解决办法，并重点讨论横电磁波（电场 与磁场传播方向正交）的传输特性及用微带线 （由特定长度和宽度的敷铜带）制成的各种射 频器件的原理和方法。;目 录; 第1章 引 言;一般射频系统方框图;移动电话2GHz功率放大器第一级简化电路;功率放大器印刷电路板布局; 1.2 量纲和单位;其中磁导率μ和介电常数ε与材料有关，μ0=4π×10-7(H/m)， ε0=8.85×10-12 (F/m) ， μr和εr为相对值。;解：自由空间的相对磁导率和介电常数等于1; 1.3 频谱; 1.4 无源元件的射频特性;ωL/RDC≌a/2δ; 在RF和MW电路中应用的主要是薄膜片状电阻，(P22) 其等效电路：;解： AWG26的d=16mil，a= 8×2.54×10-5m=0.2032mm;其中： 是介质的电导率，现在习惯上引入串联;由1.16式，泄漏电阻：; 1.4.3 高频电感;根据空气芯螺旋管电感公式：; 1.5 片状元件及对电路板的考虑; 第1章 小 结;习 题 一; 第2章 传输线分析; 设导线方向与z 轴方向一致， 长度为1.5cm，忽略其电阻，在 f=1MHz时电压空间变化不明显。 当 f =10GHz时， =0.949cm，与 导线长度相似，测量结果如图。 所以在低频时若忽略导线电 阻，且不存在电压空间变化才能用基尔霍夫电压定律： 当频率高到必须考虑电压和电流 的???间特性时，基尔霍夫定律不 能直接应用，而要用分布参量R、 L、C和G表示(根据经验，当分 立元件平均尺寸大于波长1/10时 应该应用传输线理论)。; 2.2 传输线举例; 2.2.3 微带线; 2.3 等效电路表示法; 2.4 理论基础;外加的源 电流密度; 法拉第定律：作为源的磁通量B= H 的时间变化率象源一样引起旋转电场：; 2.5 平行板传输线的电路参量;由传导电流密度σE 表征的运动电荷在其周围引起的旋转磁场;在导体表面：;介质中电导：; 2.7.1 基尔霍夫电压和电流定律表示式;例2.4 推导平行板传输线方程。;而磁场的线积分：;通解; 2.8 微带传输线;当 时：;当 时：;若 则; 2.9.1 电压反射系数;复传播常数定义：; 2.9.3 驻波;为了量化失配度，引入驻波比：; 2.10 特殊的终端条件; 2.10.4 1/4 波长传输线;例2.8 假设晶体管的输入阻抗为25Ω，在工作频率500MHz时与 50Ω微带线相匹配。已知介质厚度为1mm, ε= 4，忽略其损耗， 求出匹配时λ/4平行板线变换器的长度、宽度和特性阻抗。; 2.11 信号源和有载传输线; 2.11.2 传输线的功率考虑;ZG; 第2章 小 结;习 题 二; 第3章 Smith圆图; 3.1.2 归一化阻抗公式;r = 0， 圆心在原点, 半径为1 r = 1， r→∞ 随着r 增加，圆心沿着+Γ 轴从0 移到+1; 3.2.1 普通负载的阻抗变换; 3.2.2 驻波比;zL=0.97; 3.2.3 特殊的变换条件;短路线;短路线变换：; 3.3 导纳变换; 3.4 元件的并联和串联;B;习 题 三; 第4章 单端口和多端口网络;其中;h 参量矩阵(混合矩阵)：;若输入电压及输出电流叠加，而输入 电流及输出电压不变则用 h 参数：;例4.5 求 T 形网络的ABCD参量。;例4.6 求传