RF基础理论.课件.ppt

1、Page 1/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 1技术制造本部技术部2004年年 11月月 09日日文件编号D100-004- -3(1)拟拟制人制人: : Page 2/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 2 1. 1. 射射频频( (RFRF) )的定的定义义 2. 2. 趋肤趋肤效效应应的定的定义义 3. 3. 介介电电常常数数的定的定义义 4. 4. 分分贝贝( (dBdB) )的定的定义义 5. 5. 毫瓦分毫瓦分贝贝( (dBmd

2、Bm) ) 的定的定义义 6. 6. dBdB和和dBmdBm的差的差异异 7. dBc 7. dBc的定的定义义 8. S 8. S参数参数的定的定义义 9. 9. 在直流在直流电电(DC)(DC)中的中的RLCRLC( (电电阻、阻、电电感、感、电电容容) ) 10. 10. 在交流在交流电电(AC)(AC)中的中的RLC RLC 11. 11. 集集总总元件元件对对分布分布参数电参数电路路 12. 12. 阻抗的定阻抗的定义义 13. 13. 史密斯史密斯圆图圆图的理解的理解 14. 14. 阻抗匹配方法阻抗匹配方法 15. 15. 附附录录目 录Page 3/117KMW INC.Wo

3、rld Best RF Company !- Confidetial - RF RF 3参考 1. 什么是DC直流电 ?时间电压+4 V1) 随时间的变化, 电压无极性变化,即如果是 +4 V,那么随时间的变化,电压维 持极性及振幅. 时间电压+-+4 V-4 V1) 因时间的变化极性也变,即随时间的变化,电压极性变成(+),(-). 2)具有一定的频率. 2. 什么是AC交流电 ?Page 4/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 41. RF的定义 1.1 什么是频率? 每一秒钟振动的次数即每秒振动次数, 频率的单位

4、是赫兹“Hz” , ,记作记作f . .1.2 什么是波长? 电波传播一周,行进的距离, 记作 . .1秒1Hz1Hz行进的距离m 波长()= 光速(c) / 频率(f) 频率(f)= 1秒(时间) / T(周期)Page 5/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 51. RF的定义1.3 电波传播的速度 在自由空间内电波传波速度和光速是相同的,因此电波传波速度等于频率乘于波长.1秒VP (相速度) VP(相速度) = 频率(f) * (波长)= 3 x 108 m/s1.4 角频率 是指在正弦波(SINE WAVE)交

5、流中,每单位时间变化的相位角,角频率是频率f的2 倍, 表示为弧度/秒. W (角频率) = 2 (2*3.14) * f (频率) f (频率) = 2 (2*3.14) / W (角频率)Page 6/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 61. RF的定义 1.5 频率和波长对比表 频率 /2 /4 /8300Hz1000 Km500 Km250 Km122 Km10GHz30 mm15 mm7.5 mm3.5 mmZ = 0 (在射频中是短路状态)Z = ( 在射频中是 开路状态) /4 频率 VP 透波率 频率

6、 VP 透波率 在地下或山区, 入800MHz网的手机比1800MHz网的手机信号强.= c/f , 3*108 / 300 = 1000 KmPage 7/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 71. RF的定义例 1.1 求出交流电压 V= 10 Sin (100t + 30) 的振幅, 初相, 角频率(W), 频率,波长.- 解 V = Vm Sin ( Wt + )V= 振幅 Sin (角频率 + 相位)振幅: V= 10 Sin (100t + 30), 则振幅是10.相位: V= 10 Sin (100t +

7、 30), 则初相是30.角频率(w): 因为10 Sin (100t + 30), 则角频率是100 .频率(f): 因为W= 2f , f = W / 2, 因此 100 / (2*3.14) = 15.91Hz.波长: 因为= 光速(c) / 频率(f) , 则3 x 108 / 15.91 =18,856 Km 15.91 Hz10 V18,856 Km1秒Page 8/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 81. RF的定义 1.6 电磁波的定义 - 无人工媒质并传播到空间, 频率小于3THz的电波. - 无线

8、通信的射频, 红外线, 可见光, 紫外线, X线, Y射线 的总称. - 电波的使用范围大体上是频率范围3KHz3THz的电磁 波. - 电波的频率范围很广,根据频率的不同波长或电波特性 也不同.1.7 电波的频谱表 Page 9/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 91. RF的定义1.7 RF的基本概念 - 用英文称为Radio Frequency,即无线频率的意思. 一般RF 指的是使用电波的无线设备系统的统称. -词典上的频率定义: RF是1GHz以内F; 微波是300MHz30GHz 以内的电波.现在的定义范

9、围一般指300MHz3GHz以内的电波 - 所谓的RF是指频率大约100300Mhz 以上的高频无线通信及高频设备 ,电子工程领域整体. 1.8 使用RF和 微波的原因 - 在高频中传到更远. (信息传输能力) - 在工作时可以达到高速度. - 解决天线长度的问题, 波长短天线的长度较小. - 解决系统的元件大小问题,可以使系统小型化.在RF中主要使用的频率范围Page 10/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 102.趋肤效应(表面效应)2.1 什么是趋肤效应(Sikn Effect)? 1) 当频率越大,交流电不在

10、金属内部流动而是集中在表面流动的现象.2) 低频中 电荷在金属内部移动并传播信号; 高频中在导体表面电荷来回移动.3) 设计时,趋肤效应并不是特别限制的因素,但如果利用好,就没必要使用导电性优秀的金或银,只是对表面进行涂覆即可提高高频的导电性. 4) 在这种趋肤效应中流动的电流的深度叫趋肤深度. (Skin Depth).F:F: 是频率, 计算趋肤深度时使用的主要换算单位.: 导磁率,是表示磁束(磁通量) 好坏程度的系数, 主要 使用空气中的导磁率, 即4 * 107 H/m.: 电导率, 表示导体导电好坏程度的指标单位, 单位是阻抗的倒数mho.Page 11/117KMW INC.Wor

11、ld Best RF Company !- Confidetial - RF RF 112. 趋肤效应的定义 2.2 各种金属的电导率和趋肤深度材料S/m银61*106铜58*106金41*106铝40*106黄铜26*106镍15*106铁10*106铂9.2*106锡9.0*106铅5.0*106频率 GHz0.10.30.51351030趋肤深度m银6.443.722.882.041.180.910.640.37铜6.613.822.962.091.210.930.660.38金7.864.543.522.491.441.110.790.45铝7.964.593.562.521.451.

12、130.800.46黄铜9.875.704.413.121.801.400.990.57镍13.07.505.814.112.371.841.300.75铁15.99.197.125.032.912.251.590.92铂16.69.587.425.253.032.351.660.96锡16.89.697.505.313.062.371.680.97铅22.513.010.07.124.113.182.251.30如上述表格所知,电流只在很薄的表面上流动, 如果金属表面不均匀可影响信号的传输.Page 12/117KMW INC.World Best RF Company !- Confide

13、tial - RF RF 123. 介电常数的定义 3.1 什么是介质? 1) 除导体和磁性体之外的所有材质, 学术上叫做介质. 2) 英文叫做Dielectric, 是Die + electric的合成词, 直译是死电的意思. 3) 在非导体(介质)中, 主要的电器特性指标就是介电常数, 因此按介电常数决定入射的电波能量内部反应密度. 4) 直流信号不能流动, 但具有频率的交流信号可以流动. 绝缘绝缘体体 (Teflon)电容器介质 (空气)Page 13/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 133. 介电常数的定义

14、 3.2 什么是介电常数? 1) 是(Dielectric material)介质, 即表示非导体的电器特性的重要特性值. 2) 介电常数不是表示对直流电的电气特性, 而是与交流电,尤其是与电波直接相关.除0之外的值, 也就是说, 只是将非介电常数“r”当作特性值使用. 导体如果外部没有电场,+ -moment成分就分散, 而且+ -moment各分散方向都不同. 如果外部有电场,那么+ -moment成分就按电场的交流变化，整列按电场的变化方向变化, 既介质中存在电波.介质物质内部的moment对外部电场的变化反应及流动的程度叫做介电常数.Page 14/117KMW INC.World B

15、est RF Company !- Confidetial - RF RF 14参考1. 在交流中,介质使高频通过的实例(如电容) + + - - - + +介质金属板金属板 + + + - -+ + - -金属板金属板+ + + + +- - - - -+ + + + +- - - - - - - - + +- - + +金属板金属板- - - - -+ + + + +- - - - -+ + + + +半周期和 半周期反复时,介质内部的moment成分也跟着反应, 介质就短路并使高频信号流动.没外加电场时,介质内部的moment成分的排列不规则 . .介质介质Page 15/117KMW

16、INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 153. 介电常数的定义 3.3 什么是介电常数? 1) 实际使用的特性指标. 2) 比如空气”1”时,就意为比例它的各介质的介电常数. 3) 介电常数的实数与传播(propagation)有关, 虚数与损耗有关. 介介电电常常数数损损耗因耗因数数/ /损损耗角正切耗角正切Loss tangent Loss tangent 实际上损耗因数可忽略不计,只使用介电常数值.3.4 介电常数的意思? 1) 在高频,根据电路板/材料介电常数, 线路的宽,、长、构造物的大小等受影响. 2) 当介电常数变大,在

17、介质内部工作的电波的波长除以介电常数的平方根值, 因此传输信号的有效波长变短. 3) 因为信号的有效波长变短, 所以当介电率越大时, 线路的长度可短,电路也可小.FR4 介电常数: 4.6特氟纶(Teflon)的介电常数: 2.1Page 16/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 164. dB的定义 4.1 dB(分贝)的概念 对特定测试值进行对数化的单位, 其对数值乘10是分贝值.10 * log 10 = 10 dB 10 * log 100 = 20 dB 10 * log 1000 = 30 dB 10 *

18、log 10000 = 40 dB 2.2 使用dB的原因1) 可以简化较大的数值. 可用和(SUM)形式表示实际数值的乘法.2) 如果用分贝刻度决定信号标准, 那么可以用非常简便的加减方法完成计算. 测试值 dB = 10 * log (测试值) 计算器Page 17/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 174.2 不用分贝刻度时,表示如下: 振荡器振荡器 输入 1mw 放大器:20倍Amp 20倍 混频器:0.5倍Mixer : 0.5倍放大器:100倍Amp 100倍 天线效率0.25最终输出功率: 1 * 20

19、 * 0.5 * 100 * 0.25 = ?很难计算,而且数值也变得太大.4. dB的定义 Page 18/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 184.3 用分贝刻度时,表示如下: 振荡器 输入 Amp 20倍 Mixer : 0.5倍 Amp 100倍 天线效率 0.25最终输出功率? 0dBm+13dB-3dB+20dB-6dB=24dBm只用加减法计算, 计算方便, 数值也简略.4. dB的定义 10 10 log1mW=0dBmlog1mW=0dBm10 10 log20=13dBlog20=13dB10 l

20、og0.5= -3dB10 log0.5= -3dB10 10 log100=20dBlog100=20dB10 log0.25= -6dB10 log0.25= -6dB计算器Page 19/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 195. dBm的定义 1) 定义为功率电平对1毫瓦的比值. 2) 在常用的RF中, 一般使用小功率, 主要使用一般毫瓦单位的电平,而不是瓦单位的电平, 因此为了方便,我们将以毫瓦为基准的分贝功率值叫做毫瓦分贝dBm. dBm = 10 * log (测试值 mW) 1mW = 0dBm 10

21、mW = 10 dBm 100mW = 20dBm 1000mW = 30dBm = 1W 计算器Page 20/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 206. dB和dBm的差异 1) dB: 用对数刻度(log scale)表示测试值, 也就是表示某特性指数时使用(如增益, 插入损耗).2) dBm: 表征以mW为基准的功率值时使用(如,信号源的输出值,杂波信号值). 不管任何输入标准, 只要表示输出标准大小时, 使用dBm, 表示增益等特性指数时,使用dB.当振荡器的功率是0.01W(即10mW)时, 我们通常说它

22、输出10dBm的功率. 如果在振荡器端接放大器,那么最终输出功率是多少? 例 6.1) 信号源(S/G)的输出功率 0.01W放大器增益 20dB? 最终输出: 10 dBm + 20 dB = 30 dBm计算器Page 21/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 21 dB + dBm = ? dBm + dB = ? dBm+dBm = ? dB+dB = ? LNA S/G LNA S/G S/G S/G LNA LNA ?dBmdBm dBmdBmdBdB6. dB和dBm的差异 Page 22/117KMW

23、INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 22 信号源输出功率 0 ( ) 放大器增益 20 ( ) 带通滤波器插损 -1.0 ( ) 混频器插损 -2.0 ( )输出功率( )放大器增益 ( )输出功率37 ( ) 低通滤波器插损 - 2 ( ) 耦合器插损 -1 ( )输出功率( )6. dB和dBm的差异 例 6.2) 下面括号里填写适当的值和单位.Page 23/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 237. dBc的定义 1) 表征杂音或寄生信号与载波原信

24、号的功率标准有多大差值时使用的单位. 2) 主要测试放大器的杂波信号或滤波器的衰减特性时使用的单位.3) 根据比确定(载波)信号大小, 加”-”符号, ”-”符号不是主要的, 重要的是它的值, 值愈大愈好. 3) 是指某基准信号和比它小的某信号的差值单位.Page 24/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 247. dBc的定义 例 7.1) 当的功率(基准功率)是20dBm,特定频率的寄生信号(spurious)的功率是-24dBm时,其差值是多少?单位是什么? ( ) ?( ) ?寄生信号功率 24dBm基准功率

25、20dBm20 - (-24) = -44 dBc13.7 dBc dBcPage 25/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 258. S参数的定义1) 为了显示射频或微波的网络特性（如两端口网络）而使用.2) 考虑波行进后, 确定参数.3) 在频率分布上指输入电压/输出电压之比.4) 是指在1端口输入的功率在2端口输出多少的数值.分类说明传输TransmissionS21输入端口对输出端口之比. 评价输入信号的传输量.如果是两端口元件, S21就是传输端口. 反射ReflectionS11,S22是各输入/输出端口的

26、反射值,如S11,S22,S33, 输入和输出端口相同, 是自己输入输出的值,所以意为反射值.耦合couplingS31输出到端口网络中的端口的能量，它与流到其它端口的能量如端口网络中的隔离端口对比。一般意为从主路上信号中输出一部分的能量.IsolationS41输出到端口的能量，一般意为从此路上不输出信号能量. 比如,四端口混合耦合器中的S41。 Page 26/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 268. S 参数的定义 S11S11 DUTS22S22 S21 S21 S12 S12 S S 2 12 1信号输出

27、端口信号输入端口 RF信号从测试仪的一端口输出,通过DUT再输入到测试仪的二端口.Port 1Port 2INOUTPage 27/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 27 8.1 S 参数的分析要点8. S 参数的定义 Span B/W刻度Scale1) 首先观察到底是哪个端口的特性波形,我们可以看出S21波形在一定的频率范围内的值超过(-), 因此可知它是表示放大器特性的波形. 2)起始频率f =0Hz, 终止频率f =5000MHz, 则跨距是5000MHz.3) 跨距轴的每一格的大小是5000/10, 所以每一

28、格的频率是 500MHz.4) 大约1MHz时,带宽是2500MHz + 一格频率(即500MHz), 所以1MHz 3000MHz. 5) 刻度是纵轴一格的大小,即8dB. 6) 增益的最高点位于刻度1220dB中间, 因此最高点是大约16dB,最小点是12dB. Page 28/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 288. S 参数的定义 例 8.1) 请分析下列的S参数1) 带宽 跨距为140MHz, 因此横轴每一格的大小是14MHz, 带宽是0Hz 70MHz.2) 回波损耗 刻度是5dB, S11的波形位于1

29、0 -15dB中间, 所以回波损耗大约是-13dB. 3) 元件的种类 S21的波形具有(-)值, 只在一定的频率范围内插损和回波损耗小, 可知是滤波器的特性波形, 而且通带又是低频, 因此是低通滤波器.Page 29/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 299. 在直流(DC)中的RLC(电阻,电感,电容)9.1 在直流中R功能1) 根据欧姆定理I(电流) = V(电压) / R(电阻)调节电流量.2) 记作是 3) 单位是欧姆. R11kV25Vdc0R21k I = V / R, 则I = 5 / 1000 =

30、0.005 AR12kV15Vdc0I = V / R, 则I = 5 / 2000 = 0.0025 A2K1KPage 30/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 30参考R11k5VdcI0R12k05VdcIPspicePage 31/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 319. 在DC(直流)中的RLC 9.2 在直流中L的功能 1) 根据电流的变化、由电场导出而产生back off 功率, 用电感表示该back off 功率的比率的量

31、.2) 记作是 .3) 单位是H.4) 直流可以通过,交流不能通过.L110uH9.3 在交流中的C功能 1) 用电容表示施加电压时所贮存的电荷量比率的量.2) 记作是 .3) 单位是F.4) 交流可以通过,直流不能通过. C11n A = 金属板面积 , d = 金板间隔, = 金属之间介质的介电常数介电率.Page 32/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 32参考0C22uFR310R2 10V35VdcL2 2mHIL2 2mH0V35VdcR310C22uFIR2 10PspicePage 33/117KMW

32、 INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 339. 在DC(直流)中的RLC 9.4 在直流中RLC的串联电路I( X ) ( X ) ON1) 根据欧姆定理, 电阻阻碍电流的流动. 2) 电感(L2)能通过直流, 电容(C2) 可阻断直流, 由此打开LED4. D3L2R2C20V20VdcD4( X )( X )ON1) 根据欧姆定理,电阻妨碍电流的流动.2) 电感(L2)能通过直流, 电容可(C2) 切断直流, 由此打开LED3。IPage 34/117KMW INC.World Best RF Company !- Confid

33、etial - RF RF 3410. 在AC(交流)中的L和C 10.1 在交流中L功能1) 交流通过电感不是很理想, 其原因: 根据的右手定理, 如果电流的方向变, 磁场的方向也变, 但交流时, 电流的方向变化速度快,而磁场的变化速度跟不上, 因此电感没能使交流顺利通过. 2) 在交流中的L是导出性电抗(XL), 它与电阻具有相同的特性.- XL(导出性电抗) = jWL = j2fLjWL = j2fL.- f (频率) XL (导出性电抗) 电阻成分 Page 35/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 35参考

34、0R1 10L3 2mHV15VacI频率愈大，电流(RF信号)就不能流动.PspicePage 36/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 3610. 在交流中L和C 10.2 在交流中C功能1) C只让交流通过, 其原因: 如上图C, 必须有分极现象(即极性变化)才能有短路现象. 2) 在交流中的C是容量性电抗, 具有与电阻相同的特性. - XC(容量性电抗) = - 1- 1jWCjWC=- 1- 1j2j2fcfc- f (频率) XC (导出性电抗) 电阻成分 Page 37/117KMW INC.World

35、Best RF Company !- Confidetial - RF RF 37参考R1 10C3 2uFV15VacI0频率愈大,电流(RF信号)的流动愈好.PspicePage 38/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 3810. 在交流中的L和C 10.3 在交流中的串联RLC电路1) R (电阻): 阻碍电流的流动. 2) L (电感) : 根据XL = j2fL换为导出性电抗, 表示阻抗的特性. 3)C (电容): 根据XC = -j(1/2fC)换为容量性电抗并表示阻抗. L12mHR110V15V0C1

36、2uF9.4 在交流中的并联RLC电路 1) R (电阻):妨碍电流的流动. 2) L (电感) :根据XL = j2fL换为导出性电抗, 表示阻抗的特性. 3) C (电容):根据XC = -j(1/2fC)换为容量性电抗并表示阻抗. Page 39/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 39参考C32uFL42mH + 连接并联电路C32uFL42mH谐振频率什么是谐振? 根据R,L,C的组合,只在一定的频率范围内使信号通过或不能通过的特性, 是设计滤波器的基础知识. Page 40/117KMW INC.World

37、 Best RF Company !- Confidetial - RF RF 40参考0R110L12mHV15VacIC12uFPspicePage 41/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 41参考IL12mHR110V15VacC12uF0PspicePage 42/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 4211. 集总元件对分布参数电路11.1 什么是集总元件?1）“Lump”直译是块状的意思. 意为个别的R,L,C元件. 是指两端具有

38、端子、能在必要的部位锡焊贴片的集总元件. 2) 指电流的位置与它的位置无关的、均匀的元件.R3C3L311.2 什么分布参数元件?1) 分布参数元件, 是指电流的分布随位置不同的元件, 这时电流的分布与波长有关.2) 包括有微带传输线或带状线等等. Page 43/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 4311.集总元件对分布参数电路11.3 集总元件的优点1) 容易采购.2) 调试时可交替元件调试，因此调试容易.3) 很容易体现匹配电路.4), 元件很小,可在低频匹配电路. 11.4 集总元件的缺点1) 具有规定的元件

39、值, 所以细微的调试是不可能的. 例)1.1需要PF电容器.2) 具有元件本身的误差值,一般510%.3) 频率愈大,损失愈严重, 性能也差, 因此在高频很难使用.4) 当频率变大, 焊接元件的模式对它有影响, 因此很难使用.如频率变大, 这些模式或线路对特性有影响.Page 44/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 4411.集总元件对分布参数电路11.5 分布参数电路的优点11.6 分布(参数)电路的缺点1) 没必要贴元件, 利用线路的长宽可调节, 所以可直接使用必要的值. 2) 直接印出通过匹配计算的尺寸, 所以

40、无误地印出同样的电路. dimension .1) 电路板如果印一次就报废, 所以很难调试. .2) 在低频，匹配电路变得很大, 因此很难使用.Page 45/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 45 参考 0R110L12mHV15VacIC12uFR11k电电阻阻作为能量消耗性元件,它与频率无关, 妨碍信号的传输. 单位与直流电的单位相同即 , 相当于阻抗公式中的实部. Page 46/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 46 参考 0R1

41、10L12mHV15VacIC12uFL110uH感应器作为XL(导出性电感）, 它是利用磁场储存能量的能量储存性元件. 但根据频率储存或释放能量. 其公式是XL = j2fLXL = j2fL , ,相当于阻抗公式当中的虚部.储储存能量存能量释释放能量放能量Page 47/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 47 参考 0R110L12mHV15VacIC12uF电电容器容器作为XC(容量性电抗), 它是利用电场储存能量的能量储存性元件. 根据频率储存能量或释放, 其公式是XC = -j (1/2fC)XC = -j

42、 (1/2fC) , ,相当于阻抗公式中的虚部.储储存能量存能量释释放能量放能量C11nPage 48/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 48 参考 R11kL110uHC11nj WCj WC-1 -1 j WLj WLR R+ + +Z = Z = R R+ +j WLj WLj WCj WC 1 1 - -所谓的阻抗是包括交流中的电容,电阻,电感的交流概念的电阻值. Page 49/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 49 参考 Z =

43、 Z = R R+ +j WLj WLj WCj WC 1 1 - -1. Z(阻抗) = 我的全部工资 在交流中包括RLC的交流概念的全部电阻。2. R(实部) = 存款后自己手里的钱 = 看得见的钱. 与频率无关, 总是妨碍信号 传输的因素. 3. XL(虚部) = 定期存款的钱 = 现在几乎没有,但以后能用的钱. 在高频,将能量储存在磁场;在低频释放已储存的能量.4. XC(虚部) = 定期存款的钱=现在几乎没有,但以后能用的钱. 在低频将能量储存在电场; 在高频释放已储存的能量.(1)(2)(3)(4)Page 50/117KMW INC.World Best RF Company !

44、- Confidetial - RF RF 5012. 阻抗的定义12.1 阻抗的基本概念 1) 在词典意为“妨碍, 阻止” 2) 线上任一点的电压与电流的比值等于该点的阻抗. Z= V (电压) / I (电流) 3) 具有频率的交流电流中应用. 4) 是较大的交流概念的电阻, 包括L和C的概念. 注: 在这里电阻R与频率无关; L和C: 包括频率概念的电阻元件. 7.2 阻抗公式实部虚部1) 电阻(R)表示妨碍电流的程度, 在直流和交流中都能发现. 如电阻率小的铜(Copper)、银银( (Silver)、金(Gold), 还有电阻率很大的聚乙烯(polyethylene)、 云母(mic

45、a)、玻璃(glass). 2) 电抗(X)表示电(电容)能和磁(电感)能, 也可以说储存/消耗能量大小的检测单位.ACR11kL110uHC11nPage 51/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 5112. 阻抗的定义直流RLC(RLC)电路 交流的串联RLC电路 输出特性波形）R (电阻):根据 欧姆的定理I = R / V妨碍电流. ） L (电感) : 直流能通过，交流被阻断 H ） C (电容): 直流被阻断，交流能通过. F ）R (电阻): 妨碍电流. ） L (电感) : 根据XL = j2fL，换为

46、导出电抗,表示电阻的特性 ） C (电容): 根据XC = -j(1/2fC)，换为容量性电抗,表示电阻 I( X ) ( X ) ONI( X ) ( X ) ONPage 52/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 5212. 阻抗的定义相位转换）电源是15 Cos 2t，故W (2f) 等于2.） 因为XL= j2fL = jWL，则j2 * 2 = j4.）因为XC = -j(1/2fC) = -j(1/WC)，可得 j 1/(0.1* 2) = -j5 .）R等于2 . Page 53/117KMW INC.W

47、orld Best RF Company !- Confidetial - RF RF 5312. 阻抗的定义例 12.1) 将下面的电路变换为相位电路） W (角频率)）XC(容量性电抗)）XL(导出性电抗)因为W的电源是5 Cos3t，则等于. XC = -j(1/WC)，于是 j 1/(0.11 * 3) = -j3. XL = j WL ，可得 j3 * 1 = j3.j3-j3计算器Page 54/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 5412. 阻抗的定义12.2 传输线路的阻抗它与利用一个金属管的波导不同，

48、是利用接地信号线传输信号的高频线路 )tan()tan(ljZZljZZZZLooLoi2根据线路长度和使用频率之间的关系传输线路的输入阻抗特性就会发生变化 l/4l/4l/4orl=/4ZL/4ZoZoPage 55/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 5512. 阻抗的定义12.3 同轴电缆的阻抗Dd 种类特点Flexible柔性由较薄的网状外导体、软性介质组成，优点是比较柔软、使用方便，缺点是不满足介质条件，所以相对而言,它比刚性电缆传输损耗大。但它具有使用方便的优点,所以在测试或一般同轴线中最普遍使用的电缆.S

49、emi-Rigid半刚性外导体是由较软的介质和薄的金属管块状（不是金属网）组成,比柔性同轴线损耗小，传输特性优秀，用于稍微折弯的部位Rigid刚性由硬介质和全部金属管形态的金属组成，传输特性最优秀，是不可折弯或变形的同轴线可安全地连接不必弯曲的固定部位Page 56/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 5613. 史密斯圆图的理解13.1 什么是史密斯圆图?1) 1930年由Phillip史密斯研制.2) 某阻抗的大小和相位都能用一个点表示. 3) 不用计算阻抗和反射系数也可以变换.3) 按史密斯圆图上的点的位置可知电

50、感L或电容C的特性. 4) 移动史密斯圆图上的点的位置可以简单地匹配阻抗. 5) 在史密斯圆图上可变换阻抗和导纳(ADMITANCE). Page 57/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 5713. 史密斯圆图的理解13.2 史密斯圆图的读法Z =Z = R R+ + j X j X Y = 1 / Z= G + jBY = 1 / Z= G + jB Page 58/117KMW INC.World Best RF Company !- Confidetial - RF RF 58参考: 阻抗圆图对导纳(ADMIT