第三章. 汽车天线电子电路设计概述 射频及电子电路设计原理.难点.docxVIP

第三章. 汽车天线电子电路设计概述: 射频及电子电路设计原理.基本概念：天线特性阻抗：Z是指天线输入电压和电流的比值，由于天线是个电抗性器件，所以天线的阻抗是随着输入电压的频率而变，众所周知，从信号源获得最大功率的条件就是要使天线的阻抗相等。如果阻抗不能和信号源匹配，对于发射天线来说轻者就会是发射功率不能全部通过天线辐射出去，重者会使天馈系统的反射大，造成发热损坏天馈系统和发射机。反过来对接收天线来说就会使天线接收信号不能够完全送到接收机中。是接收到的信号场强低。要做到匹配必须要使天馈系统的阻抗和接收机的阻抗一致。驻波比：SWR比喻从发射机把高频电磁波送到天线过程中会由于不匹配造成一部份反射回来，称为反射和入射，表达式：SWR=R/r=(1+K)/(1-K) R,r为输入和输出阻抗也是入射和反射阻抗，K为反射系数。由于天线和放大器不可能做到完全匹配，所以驻波比是大于1。增益：是指电信号或者电磁波在通过器件或者设备传输过程中的电平幅度变化。表达为db=20log.u2/u1天线相对增益：是指被测天线和标准天线测量场强的比值。放大器增益：指的是输出端和输入端的比值。带宽：也叫通带，是表示天线或者放大器能够工作的频率范围。这个指标决定了在工作频段内的各点的增益是否平坦。往往增益和带宽相矛盾的。频率响应：指的是设备在各个频率下的增益和参考频点差值。噪声系数：NF指的是有源设备在没有任何信号输入情况下输出电平，输入端信噪比和输出信噪比的比值。这个指标和器件本身特性和工作状态有直接关系，和外部信号没有关系，是由期间内部产生。归纳一下天线主要指针的定义特性阻抗：是指在特定频率下在天线端的相位相同，并符合直流特性的定律。该指针是判定信号传输的最大效率。天线特性阻抗要和放大器输出阻抗一致才能获得最大输出。2，驻波比：是判定在信号传输过程中效率和匹配程度，反射系数和入射系数的比值。3，带宽范围：指天线在工作频率范围内的传输特性。4，频率响应：是指在工作频带内增益的波动，俗称幅频特性。5，带宽和增益这两项指标是互成反比的，要互相兼顾才能使天线达到好的效果。就是说放大器的增益高也不会起到好的效果的。放大器的带宽是由匹配电路的谐振Q值决定的，Δf=F/Q第三章第1节: AM/FM电子电路设计.6，此天线为内藏式天线，内部空间有限，根据天线写真特性，FM部份和AM天线则利用绕在塑料棒上面的线圈实现的。为公用一个天线，由于AM部份波长很长所以靠长度来实现天线的匹配不可能，所以只能保证FM天线的指针。AM相对差一些，不做匹配考虑了。电路组成原理鳍式天线结构组成：通常的天线包括AM/FM两个频段，AM部分的工作频率带宽约1MHZ。FM部分工作频率带宽约20MHZ。所以放大器的带宽大于工作带宽。FM电路和组件的实现放大电路：由于天线本身没天线杆，所以FM部分增益大于15DB才可以以满足接收机输入电平要求，可以采用单极放大电路就能够实现，负载采用低Q值的迭层电感，即可以保证低端的抑制，高端的增益得到提升，还可以满足带宽，放大器电路采用共发射极电路就可以满足电压增益，负反馈电路可采用串联电流或者并联电压负反馈电路，用以提高电路的稳定性和带宽。偏置电路要考虑发大器的动态范围和三极管功耗，三极管的选型直流电流放大系数HFE在180-250之间，截止频率大于7GHZ,工作电压Vceo大于12伏。考虑到有一定电平输出，IcM大于0.1A,要考虑晶体管的噪声系数指标，NF≦2。电阻和电感要考虑工作电流的余量。最常用的三极管的型号有2SC3356。是小信号放大电路常用的三极管之一。电感组件：采用高频迭层电感0603封装电感，铁氧体最大电感量可以做到22UH，0805的可以做到33UH,铁氧体电感能做到100UH。铁氧体电感的自谐频率比较低，所以不能用在频率过高电路中，国内用得最多的就是风华高科的品牌。电容件：电容的型号类型和材质，一般小容值的可以选用NPO的，此种电容对温度变化不敏感，高频电路中采用较多。并联电压负反馈放大电路，通过调整反馈电阻来改变工作电流和反馈深度，此种电路电路简单输入阻抗适中。放大电路负载部份零件的选用：如果选用电阻可以获得较宽的通带，但是在低端的抑制就不会理想，容易使较低频率的其它信号也会放大，其它信号产生交调干扰，选用低Q值可以获得较宽的通带。适当迭层电感的电感量可以在频率较低的时候没有增益，而在高频率时就会得到增益。匹配电路：天线输入输出端的匹配，可以采用一级串联和一级并联的带通滤波电路的匹配。也可以采用高通或者低通电路，根据不同的搭配可以获得合适的阻抗匹配效果，比如增加电感量减小电容，可以增加特性阻抗，反之可以减小。输出端接地的电阻是用来调整输出阻抗，但是会牺牲一些增益，天线杆部份为AM/FM共享，所以匹配和隔离很重要，匹配不好会造成两个部份互