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电子系统RF与天线PPT电子课件教案第三章_射频电路预备基础知识

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电子 系统 RF 天线 PPT 课件 教案 第三 射频 电路 预备 基础知识
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药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 第三章 射频电路预备基础知识射频电路预备基础知识 在现代电子通信系统射频电路中 其与 低频电路的最大区别就在于器件及传输线器件及传输线 的的射射频特性频特性 本章主要介绍本章主要介绍射射频电路元器件及特性频电路元器件及特性 传输线特性分析传输线特性分析等方面的基础知识等方面的基础知识 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 3 1 3 1 射频电路元器件及特性射频电路元器件及特性 一 一 射频电路元器件种类射频电路元器件种类 有源器件有源器件 Vacuum Solid State Vacuum Solid State Diode Transistor Diode Transistor 无源器件无源器件 Resistor Capacitor Inductor Resistor Capacitor Inductor Transimision Line Transimision Line Crystal ResonatorCrystal Resonator Three terminal Transistors Three terminal Transistors Material Si CMOS GaAs InGaAs InP SiGe SiC GaNMaterial Si CMOS GaAs InGaAs InP SiGe SiC GaN Structures BJT HBT MESFET HEMT PHEMTStructures BJT HBT MESFET HEMT PHEMT Catalog Si BJT Catalog Si BJT ft 50GHzft 50GHz SiGe HBT SiGe HBT ft 100GHzft 100GHz GaAs InP PHEMT GaAs InP PHEMT ft 150GHzft 150GHz GaN HEMT GaN HEMT ft 280GHzft 280GHz 有源固态器件有源固态器件 Two terminal Diodes Si GaAs GaN Gun IMPATTTwo terminal Diodes Si GaAs GaN Gun IMPATT 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 封装型有源固态器件封装型有源固态器件 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 无源器件无源器件 封装型无源器件封装型无源器件 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 集成电路芯片中的无源器件集成电路芯片中的无源器件 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 二 二 无源器件的射频特性无源器件的射频特性 No ideal No ideal lumpedlumped elements in RF elements in RF anymore anymore 无源器件有什么样的无源器件有什么样的射频射频特性特性 特点 分布特性 特点 分布特性 Ideal Ideal R R is frequency is frequency independentindependent Ideal inductor Ideal inductor Ideal capacitor Ideal capacitor Conventional Lumped Circuit Analysis Conventional Lumped Circuit Analysis 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 例例1 1 电感元件特性 电感元件特性 Current and voltage Current and voltage vary spatially over vary spatially over the component sizethe component size 分布特性 分布特性 E or V and H or I fields 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 电感线圈电感线圈 电感线圈的电感线圈的 等效电路模型等效电路模型 电感线圈的频率特性电感线圈的频率特性 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 电阻元件的等效电路模型电阻元件的等效电路模型 SMTSMT电阻元件电阻元件 0201 0402 0201 0402 0603 CrN MMIC 0603 CrN MMIC 电阻电阻 Abs Z of a thin film resistor as a function of frequencyAbs Z of a thin film resistor as a function of frequency 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 SMTSMT电容元件电容元件 0201 0201 0402 0603 MIM0402 0603 MIM电容电容 电容元件的等效电路模型电容元件的等效电路模型 Abs Z of a MIM SMT Capacitor as a function of frequencyAbs Z of a MIM SMT Capacitor as a function of frequency 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 Electromagnetic AnalysisAnalysis Maxwell s Equation Skin depth 金属导线的趋肤效应金属导线的趋肤效应 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 Frequency behavior of Frequency behavior of normalized RF current normalized RF current density density r a 1mm Cu r a 1mm Cu A section of wire has A section of wire has resistance and inductance resistance and inductance Skin depth 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 2 GHz 2 GHz 功放的第一级放大器简化电路图功放的第一级放大器简化电路图 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 2 GHz 2 GHz 功放电路版图功放电路版图 HMIC HMIC 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 20 40GHz PHEMT MMIC LNA20 40GHz PHEMT MMIC LNA 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 3 23 2传输线分析传输线分析 电压测量实验电压测量实验 For low frequency For low frequency Kirchhoff sKirchhoff s laws apply laws apply For high frequency For high frequency Kirchhoff sKirchhoff s laws do not apply laws do not apply anymore anymore L 1 5cm 1 f 300MHz 1m 2 f 30 GHz 1cm L 1 5cm 1 f 300MHz 1m 2 f 30 GHz 1cm 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 行波电压的时空分布特性行波电压的时空分布特性 Voltage has a time and space behavior Voltage has a time and space behavior Space is neglected for low frequency applications Space is neglected for low frequency applications For RF there can be a large spatial variationFor RF there can be a large spatial variation 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 传播的电磁波传播的电磁波 电磁波相速电磁波相速 电磁波群速电磁波群速 电磁波相位常数电磁波相位常数 行波电压行波电压 工作波长与电路尺寸相当时 必须采用电磁场 分析方法 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 传输线种类传输线种类 1 1 双并行线双并行线 Two wire Parallel TL Two wire Parallel TL Features Features Alternating electric field between conductors Alternating electric field between conductors Alternating magnetic field surrounding conductors Alternating magnetic field surrounding conductors Dielectric tends to confine field inside material Dielectric tends to confine field inside material 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 2 2 同轴线同轴线 Co axial cable TL Co axial cable TL Features Features Electric field is completely contained Electric field is completely contained within within both both conductorsconductors Perfect shielding of magnetic field Perfect shielding of magnetic field TEM modes up to a certain cut off frequency TEM modes up to a certain cut off frequency 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 3 3 微带线微带线 Microstrip TL Microstrip TL 4 4 三层线三层线 Triple layer transmission line Triple layer transmission line Conductor is completely shielded between two ground planesConductor is completely shielded between two ground planes 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 5 5 共面波导共面波导 Co planar Co planar Waveguide TLWaveguide TL 6 6 倒置微带线倒置微带线 Inverted Inverted Microstrip TLMicrostrip TL 8 8 波导波导 Waveguide Waveguide TLTL 7 7 悬悬置置微带线微带线 Suspended Suspended Microstrip TLMicrostrip TL 9 9 镜像线镜像线 Mirrored Mirrored Microstrip TLMicrostrip TL E面定位 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 传输线分析理论传输线分析理论 QuestionsQuestions Kirchhoff sKirchhoff s laws at RF do not apply laws at RF do not apply anymore How to analyze RF anymore How to analyze RF circuit circuit ApproachesApproaches 1 1 EM TheoryEM Theory 2 2 Equivalent Circuit TheoryEquivalent Circuit Theory 等效电路法特点等效电路法特点 1 1 直观的物理图象直观的物理图象 2 2 可用可用KirchhoffKirchhoff定理分析定理分析 3 3 微观到宏观形式扩展的过程微观到宏观形式扩展的过程 4 4 近为一维分析近为一维分析 5 5 未考虑电路材料的非线性特征未考虑电路材料的非线性特征 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 传输线方程传输线方程 微观微观 KirchhoffKirchhoff 电压电压 电流定律电流定律 传输线方程传输线方程 电报方程电报方程 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 K V L K C L Dividing by z then z 0 i z t v z t Z i z t v z t RL GC 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 传输线方程传输线方程 电报方程电报方程 Const Const 典型的波动方程典型的波动方程 波动方程的解波动方程的解 K K 复传播常数复传播常数 传播常数传播常数 衰减常数衰减常数 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 传输线特性阻抗传输线特性阻抗 传输线特性阻抗依赖于传输线上单位长度的传输线特性阻抗依赖于传输线上单位长度的R L R L G C G C 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 传输线上单位长度的传输线上单位长度的R L G CR L G C 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 Characteristic line impedance as a function of w h Characteristic line impedance as a function of w h 传输线特性阻抗与结构传输线特性阻抗与结构 材料特性的关系材料特性的关系 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 Effect of conductor thickness on the Effect of conductor thickness on the characteristic impedance of a characteristic impedance of a microstripmicrostrip line line 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 Characteristic impedance Zo ranges for the various structures Structure Zo Microstrip 20 125 Inverted microstrip 20 130 Trapped inverted microstrip TIM 30 140 Suspended stripline 40 150 Coplanar waveguide CPW 40 150 Slotline 60 200 Finline 10 400 Imageline 26 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 无损传输线特性无损传输线特性 电压波电压波 电流波沿无损传输线传播无衰减电流波沿无损传输线传播无衰减 无损传输线特性阻抗无损传输线特性阻抗 无损传输线传播常数无损传输线传播常数 无损传输线上电压波无损传输线上电压波 电流波特性电流波特性 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 端接负载传输线的输入阻抗端接负载传输线的输入阻抗 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 电压反射系数电压反射系数 电压电压 电流波空间分布特性电流波空间分布特性 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 无耗传输线情况下无耗传输线情况下 另一坐标系统下另一坐标系统下 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 端接负载传输线的输入阻抗端接负载传输线的输入阻抗 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 驻波及驻波比驻波及驻波比 SWR VSWR SWR VSWR 驻波特性驻波特性 Standing wave pattern for various instances of timeStanding wave pattern for various instances of time 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 驻波比驻波比 SWR VSWR SWR VSWR SWR is a measure of mismatch of the load to the lineSWR is a measure of mismatch of the load to the line SWR 1 matched SWR 1 matched SWR very large mismatch total mismatch SWR very large mismatch total mismatch 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 特殊情况分析与讨论特殊情况分析与讨论 1 1 一一端端口短路传输线的输入阻抗口短路传输线的输入阻抗 Short Load Short Load 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 一端口短路传输线的输入阻抗与传输线长度关系一端口短路传输线的输入阻抗与传输线长度关系 Voltage current and impedance as a function of line Voltage current and impedance as a function of line length for a short circuit termination length for a short circuit termination 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 一端口短路给定长度传输线的输入阻抗与传输频一端口短路给定长度传输线的输入阻抗与传输频 率率 波长波长 关系关系 Magnitude of the input impedance for a 10 cm long short Magnitude of the input impedance for a 10 cm long short circuit transmission line as a function of frequencycircuit transmission line as a function of frequency 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 2 2 一一端端口开路传输线的输入阻抗口开路传输线的输入阻抗 Open LoadOpen Load 3 3 一一端端口接负载口接负载Z Z L L 传输线的输入阻抗传输线的输入阻抗 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 阻抗匹配阻抗匹配 转换转换 阻抗匹配目的阻抗匹配目的 1 RF 1 RF无反射传输无反射传输 消除驻波消除驻波 2 2 最小最小NFNF传输传输 3 3 最大功率最大功率传输传输 传输线阻抗匹配特点传输线阻抗匹配特点 2n 1 fo n 0 1 2 2n 1 fo n 0 1 2 Zin for frequency range of 0 to 2 GHz and fixed length d Zin for frequency range of 0 to 2 GHz and fixed length d 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 端接源和负载传输线的特性端接源和负载传输线的特性 无损传输线情况无损传输线情况 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 功率传输特性功率传输特性 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 两种情况两种情况 1 Load and source matched line1 Load and source matched line 2 Mismatch at source but match at load2 Mismatch at source but match at load 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 信号功率单位信号功率单位 1 1 瓦瓦 VA VA 2 dBm2 dBm 3 dBW3 dBW 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就 回波损耗和插损回波损耗和插损 药物支架与冠状动脉搭桥手术治疗冠心病多支病变疗效对比2010届高考生物第一轮复习专题课件第五单元生物的遗传变异与进化这就是生命中唯一的财富活过并经历痛苦能做到这一点也就
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