射频微波电路导论（第二版）第1章工程介绍.ppt

3. 阻抗 阻抗是在特定频率下，描述各种射频/微波电路对微波信号能量传输的影响的一个参数。 电路的材料和结构对工作频率的响应决定电路阻抗参数的大小。工程实际中，应设法改进阻抗特性，实现能量的最大传输。所涉及的射频/微波电路有：  (1) 阻抗变换器：增加合适的元件或结构，实现一个阻抗向另一个阻抗的过渡。 (2) 阻抗匹配器：一种特定的阻抗变换器，实现两个阻抗之间的匹配。 (3) 天线：一种特定的阻抗匹配器，实现射频/微波信号在封闭传输线和空气媒体之间的匹配传输。 * 1.4 射频/微波电路的应用 射频/微波电路的经典用途是通信和雷达系统。近年来发展最为迅猛的当数个人通信系统，当然，导航、 遥感、科学研究、生物医学和微波能的应用也占有很大的市场份额。下面归纳出射频/微波电路的各种用途，并给出几个应用实例。 (1) 无线通信系统： 空间通信，远距离通信，无线对讲，蜂窝移动，个人通信系统，无线局域网，卫星通信，航空通信，航海通信，机车通信，业余无线电等。 * (2) 导航系统： 微波着陆系统（MLS），GPS，无线信标，防撞系统，航空、 航海自动驾驶等。 (3) 遥感： 地球监测，污染监测，森林、农田、鱼汛监测，矿藏、沙漠、海洋、水资源监测，风、雪、冰、凌监测，城市发展和规划等。 * (4) 射频识别： 保安，防盗，入口控制，产品检查，身份识别，自动验票等。 (5) 广播系统： 调幅（AM），调频（FM）广播，电视（TV）等。 (6) 汽车和高速公路： 自动避让，路面告警，障碍监测，路车通信，交通管理，速度测量，智能高速路等。 (7)传感器： 潮湿度传感器，温度传感器，长度传感器，探地传感器，机器人传感器等。 * (8) 电子战系统： 间谍卫星,辐射信号监测,行军与阻击等。(9) 医学应用： 磁共振成像,微波成像,微波理疗,加热催化,病房监管等。 (10) 空间研究: 射电望远镜,外层空间探测等。 (11) 无线输电: 空对空,地对空,空对地,地对地输送电能等。 * 1.5 射频/微波系统举例 1.5.1 射频/微波通信系统 1. 基本原理  射频/微波通信的基本原理就是利用其似光传输特性，穿越空气，实现信息的无线传递。 如图1-3所示，基本的通信系统就是成对的发射机和接收机。 * 图1-3 基本通信系统 * 2. 微波通信数据链 图1-4是微波通信和专用微波数据链的系统示意图。 * 图 1-4 微波通信数据链系统示意图 * 3. 卫星通信 图1-5是K波段卫星通信系统的地面站结构框图。图1-6是K波段卫星通信系统示意图。 图1-5 卫星地面站结构框图 * 图1-6 卫星通信系统示意图 * 1.5.2 雷达系统 1. 基本原理 雷达的原意为无线电探测与定位，基本原理是发射的微波信号遇到目标后反射回来，检测发射信号与接收信号之间的关系，即可确定目标的信息。图1-7是雷达的基本原理示意图。 * 图1-7 雷达基本原理示意图 * 2. 脉冲雷达 脉冲雷达是雷达的一种基本形式。对连续波微波信号进行脉冲调幅，发射出去的信号就是微波脉冲。检测回波脉冲信号与发射脉冲信号的时间差(微波传输的速度是光速)，即可确定目标的距离。图1-8是脉冲雷达的结构框图。 * 图 1-8 脉冲雷达结构框图 * 3．多普勒雷达 多普勒（Doppler）雷达是依靠移动目标所引起的多普勒频移信息的一种雷达体制，具有很强的距离鉴别能力和速度鉴别能力，能够在复杂的背景下检测出目标。它有连续波和脉冲两种形式，如图1-9和图1-10所示。 * 图 1-9 连续波多普勒雷达结构示意图 * 图1-10 脉冲多普勒雷达结构示意图 * 4. 高度表 高度表是各种飞行器的必备仪表。发射信号与接收信号的频移含有目标距离的信息。 如果目标是地面，就可确定出飞行器的距地面高度。图1-11是C波段高度表的结构框图。 * 图1-11 C波段微波高度表结构框图 * 1.6 射频/微波工程基础常识 1.6.1 关于分贝的几个概念 通常情况下，射频/微波电路用波的概念来描述能量的传递，用功率而不用电压或电流。 由于便于测量和运算，分贝用的最多。表1-4给出了与分贝相关的常见物理量及其用途。 * 表 1-4 与分贝相关的常见物理量 * 1.6.2 常用射频/微波接头 从1.5节可以看出，各种电路模块需要用接插件连接起来。这种连接可以是硬连接，也可以通过电缆软连接。电缆分为柔性电缆、软电缆和半刚性电缆。工程中的具体选择由总体结构、成本与性能等因素决定。表1-5 给出常用接头的性能