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《射频通信电路设计》学习笔记(一) 1.1 射频概念 1864~1873年，英国物理学家麦克斯韦通过电磁学的研究，提出了著名的Maxwell方程组，并在理论上预言了电磁波的存在。 1887~1891年，德国物理学家赫兹通过电磁学实验首次证实了电磁波的存在 1901年，马可尼利用电磁波实现了横跨大西洋的无线通信。 表1.1 频率和波段的划分 缩写 频率范围 波长 极低频 ELF 30~300Hz 1000~10000km 音频 VF 300~3000Hz 100~1000km 甚低频 VLF 3~30kHz 10~100km 低频 LF 30~300kHz 1~10km 中频 MF 300~3000kHz 0.1~1km 高频 HF 3~30MHz 10~100m 甚高频 VHF 30~300MHz 1~10m 特高频 UHF 300~3000MHz 0.1~1m 超高频 SHF 3~30GHz 1~10cm 极高频 EHF 30~300GHz 1~10mm **50Hz交流电?----ELF??????????????????????????????? **电视广播????? ----VHF和UHF **调幅广播???? ----MF???????????????????????????????? **GSM通信????? ----UHF **调频广播???? ----VHF?????????????????????????????? **卫星通信?????? ----SHF 表1.2? IEEE和商用波段划分 频率 波长 射频/微波 P波段 0.23~1.0GHz 30~130cm L波段 1.0~2.0GHz 15~30cm S波段 2.0~4.0GHz 7.5~15cm C波段 4.0~8.0GHz 3.75~7.5cm X波段 8.0~12.5GHz 2.4~3.75cm Ku波段 12.5~18.0GHz 1.67~2.4cm K波段 18.0~26.5GHz 1.13~1.67cm Ka波段 26.5~40.0GHz 0.75~1.13cm 毫米波 Q波段 33.0~50.0GHz 6~9.1mm U波段 40.0~60.0GHz 5~7.5mm V波段 50.0~75.0GHz 4~6mm E波段 60.0~90.0GHz 3.3~5mm W波段 75.0~110.0GHz 2.7~4mm F波段 90.0~140.0GHz 2.1~3mm D波段 110.0~170.0GHz 1.8~2.7mm G波段 140.0~220.0GHz 1.4~2.1mm 1.2 射频通信电路应用简介 在电子通信系统中，只有使用更高的载波频率，才能获得更大的带宽。按照10%的带宽计算，有线电视系统中使用100MHz的载波可以获得10MHz的带宽 1.3 射频电路设计的特点 1.3.1 分布参数 ?? 集总参数元件：指一个独立的局域性元件，能够在一定的频率范围内提供特定的电路性能。在低频电路设计中，可以把元件看作集总参数元件，认为元件的特性仅由二传手自身决定，元件的电磁场都集中在元件内部。如电容、电阻、电感等；一个电容的容抗是由电容自身的特性决定，不会受周围元件的影响，如果把其他元件靠近这个电容器，其容抗不会随之产业化。 ? 分布参数元件：指一个元件的特性延伸扩展到一定的空间范围内，不再局限于元件自身。由于分布参数元件的电磁场分布在附近空间中，其特性要受周围环境的影响。 ? 同一个元件，在低频电路设计中可以看作是集总参数元件，但是在射频电路设计中可能需要作为分布参数元件进行处理。例如，一定长度的一段传输线，在低频电路中可以看作集总参数元件；在射频电路中，就必须看作分布参数元件。 ?分布电容（CD）：指在元件自身封装、元件之间、元件到接地平面和线路板布线间形成非期望电容。分布电容与元件眯并联关系。 分布电感（LD）：指元件引脚、连线、线路板布线等形成的非期望电感。分布电感通常与元件为串联关系。 **在低频电路设计中，通常忽略分布电容和分布电感对电路的影响。随着电路工作频率的升高，在射频电路设计中必须同时考虑分布电容和分布电感的影响。 分布电容容抗计算公式：?????????????????????? ??????????????????????????????????????? XD=1/ωCD=1/2π?CD 分布电感感抗计算公式： ????????????????????????????? XD=ωLD=2π?LD 如：分布电容CD=1pF，其在?=2kHz、2MHz和2GHz时的容抗： ???? ?=2kHz时：XD=79.6MΩ ???