射頻電路的原理及發展

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點擊次數:19 更新時間:2021年07月20日10:32:43 打印此頁 關閉

什么是射頻電路

 射頻簡稱RF,射頻即射頻電流,是高頻交變電磁波的簡稱。 每秒變化小于1000次的交流電稱為低頻電流,變化超過1000次的交流電稱為高頻電流,而射頻就是這樣的高頻電流。  

 射頻電路是指電磁波長與電路或設備的大小在同一數量級的電路。 此時,由于器件尺寸與導線尺寸的關系,電路需要通過分布參數的相關理論進行處理。 這種電路可以認為是對頻率沒有嚴格要求的射頻電路,如遠距離傳輸交流電源線(50或50或50)。  60Hz) 有時也用RF的相關理論來處理。  

射頻電路的原理及發展

 射頻電路的主要應用領域是無線通信。 下面以本系統為例,分析射頻電路在整個無線通信系統中的作用。  

 這是一個無線通信收發器(收發器)系統模型,它包括發射電路、接收電路和通信天線。 該收發器可用于個人通信和無線局域網。 在本系統中,數字處理部分主要是對數字信號進行處理,包括采樣、壓縮、編碼等; 然后通過A/D轉換器轉換成模擬形式進入模擬信號電路單元。  

 模擬信號電路分為發射部分和接收部分兩部分。 發射部分的主要作用是:將數模轉換輸出的低頻模擬信號和本振提供的高頻載波通過混頻器上變頻為射頻調制信號, 射頻信號通過天線輻射到空間中。 接收部分的主要作用是:空間輻射信號通過天線耦合到接收電路,接收到的微弱信號經低噪聲放大器放大后通過混頻器與本振信號下變頻得到 包含中頻信號分量的信號。 濾波器的作用是濾除有用的中頻信號,輸入模數轉換器將其轉換為數字信號,再進入數字處理部分進行處理。  

在電子技術領域,射頻電路的特性不同于普通的低頻電路。 主要原因是在高頻條件下,電路的特性與低頻條件下不同。 因此,有必要運用射頻電路理論來了解射頻電路的工作原理。 在高頻條件下,雜散電容和雜散電感對電路影響很大。 雜散電感存在于接線的內部自感和元件本身。 電路的導體之間以及元件與地之間存在雜散電容。 在低頻電路中,這些雜散參數對電路的性能影響不大。 隨著頻率的增加,雜散參數的影響變得更大。 在早期的VHF波段電視接收機的高頻頭和通信接收機的前端電路中,雜散電容的影響很大,不再需要額外增加電容。  

 另外,該電路在射頻條件下具有趨膚效應。 與直流電不同的是,在直流電條件下,電流在整個導體中流動,而在高頻條件下,電流在導體表面流動。 因此,高頻交流電阻大于直流電阻。  

 高頻電路中的另一個問題是電磁輻射的影響。 隨著頻率的增加,當波長與電路尺寸 12 相當時,電路就變成了輻射體。 這時,電路之間以及電路與外部環境之間會出現各種耦合效應,從而導致許多干擾問題。 這些問題在低頻條件下通常是無關緊要的。  

 隨著通信技術的發展,通信設備使用的頻率越來越高。 射頻(RF)和微波(MW)電路在通信系統中得到廣泛應用,高頻電路設計領域獲得了產業,特別是新型半導體器件使得高速數字系統和高 頻率模擬系統。 微波射頻識別系統(RFID)的載波頻率在915MHz和2450MHz頻率范圍內; 全球定位系統(GPS)載頻在1227.60MHz和1575.42MHz頻率范圍內; 個人通信系統中的射頻電路工作在1.9GHz,可以集成在越來越小的個人通信終端上;  C波段衛星廣播通信系統包括4GHz上行通信鏈路和6GHz下行通信鏈路。 通常這些電路的工作頻率都在1GHz以上,隨著通信技術的發展,這種趨勢還會繼續。 但是,處理這樣的高頻電路,不僅需要特殊的設備和裝置,還需要直流和低頻電路所沒有的理論知識和實踐經驗。

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