第一章：高頻電子線路緒論(上課)

1緒論1.1

無(wú)線電通信發(fā)展簡(jiǎn)史

1.2無(wú)線電信號(hào)傳輸原理

1.2.1傳輸信號(hào)的基本方法

1.2.2無(wú)線電信號(hào)的產(chǎn)生與發(fā)射

1.2.3無(wú)線電信號(hào)的接收

1.3通信的傳輸媒質(zhì)1.1無(wú)線電通信發(fā)展簡(jiǎn)史1837年莫爾斯發(fā)明電報(bào)，創(chuàng)造莫爾斯電碼，開(kāi)創(chuàng)通信的新紀(jì)元。

1876年貝爾發(fā)明電話，能夠直接將語(yǔ)言信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)沿導(dǎo)線傳送。

1887年德國(guó)物理學(xué)家赫茲以卓越的實(shí)驗(yàn)技巧證實(shí)了電磁波是客觀存在的。

1864年英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋從理論上證明了電磁波的存在，為后來(lái)的無(wú)線電發(fā)明和發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

1895年馬可尼首次在幾百米的距離實(shí)現(xiàn)電磁波通信，1901年首次完成橫渡大西洋的通信。1904年，弗萊明發(fā)明電子二極管，進(jìn)入無(wú)線電電子學(xué)時(shí)代。

1907年李·德·福雷斯特發(fā)明了電子三極管，用它可組成多種重要功能的電子線路。

1948年肖克萊等人發(fā)明了晶體三極管，它在許多方面已取代了電子管的傳統(tǒng)地位。 20世紀(jì)60年代開(kāi)始出現(xiàn)將“管”、“路”結(jié)合起來(lái)的集成電路。

End1.1無(wú)線電通信發(fā)展簡(jiǎn)史1.2.1傳輸信號(hào)的基本方法1.2無(wú)線電信號(hào)傳輸原理

1、有線電報(bào)的基本原理1.2.1傳輸信號(hào)的基本方法

出現(xiàn)有線電報(bào)之后，人們自然會(huì)想到，能否利用電能來(lái)傳送聲音信號(hào)呢？要做到這一點(diǎn)，首先要使聲能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿男问?，然后才便于傳送出去。將聲能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿膿Q能器叫做“傳聲器”或“話筒”，通常也叫“麥克風(fēng)”。受聲音激勵(lì)的空氣傳到話筒后，他就產(chǎn)生音頻電流。這音頻電流沿導(dǎo)線傳送至遠(yuǎn)方。在遠(yuǎn)方受話處，利用耳機(jī)（聽(tīng)筒）將音頻電能恢復(fù)為原來(lái)的聲音，這就是利用有線電話傳送信息。有線通信發(fā)明不久又發(fā)明了無(wú)線電。通信的一般含義是從發(fā)送者到接收者之間信息的傳遞。用電信號(hào)傳輸信息的系統(tǒng)稱通信系統(tǒng)，也稱電信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)由輸入、輸出變換器，發(fā)送、接收設(shè)備和信道等組成。1.2.1傳輸信號(hào)的基本方法1.2.1傳輸信號(hào)的基本方法信號(hào)源接收設(shè)備發(fā)送設(shè)備傳輸信道收信裝置

在實(shí)際的通信電子線路中傳輸?shù)氖歉鞣N電信號(hào),為此就需要將各種形式的信息轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。常見(jiàn)的輸入變換器有：話筒攝像機(jī)各種傳感器件輸入變換器發(fā)送設(shè)備的作用：

將基帶信號(hào)變換成適合信道的傳輸特性的信號(hào)。對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行變換的原因：基帶信號(hào)往往并不適合信道的直接傳輸。發(fā)送設(shè)備為什么要調(diào)制？無(wú)線電波只是一種波長(zhǎng)比較長(zhǎng)的電磁波,占據(jù)的頻率范圍很廣。在自由空間中,波長(zhǎng)與頻率存在以下關(guān)系:

c=λf式中:c為光速,f和λ分別為無(wú)線電波的頻率和波長(zhǎng)。例如：一般語(yǔ)音信號(hào)的頻率在20Hz—20kHz,則波長(zhǎng)為15km—15000km，天線的長(zhǎng)度，則需要天線的長(zhǎng)度至少為1.5km。另外，直接傳送語(yǔ)音信號(hào)容易收到外界干擾。信號(hào)及其頻譜

由于任何復(fù)雜的信號(hào)，都可分解為許多不同頻率的正弦信號(hào)之和，因此，所謂“頻譜”即是指組成信號(hào)的各正弦分量按頻率分布的情況。為了更直觀地了解信號(hào)的頻率組成和特點(diǎn)，我們通常采用作圖的方法來(lái)表示頻譜。用頻率f作橫坐標(biāo)，用信號(hào)的各正弦分量的相對(duì)振幅作縱坐標(biāo)，通常稱之為頻譜圖。語(yǔ)音信號(hào)頻譜示意圖可以看到語(yǔ)音信號(hào)的頻譜是連續(xù)的，其主要能量集中在1000Hz左右。電壓f/Hz3003400理論和實(shí)踐證明，只有當(dāng)電信號(hào)的頻率很高，以致它的波長(zhǎng)與天線的尺寸相近時(shí)，電信號(hào)才能有效輻射傳輸。一般基帶信號(hào)頻率很低，采用調(diào)制就可以把低頻基帶信號(hào)調(diào)制在高頻載波信號(hào)上，從而易于實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的有效傳輸。調(diào)制的基本原理用基帶信號(hào)去改變高頻載波信號(hào)的某一參量，就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)制。用基帶信號(hào)去改變高頻載波信號(hào)的振幅，則稱為振幅調(diào)制，簡(jiǎn)稱調(diào)幅，用符號(hào)AM表示。用基帶信號(hào)去改變高頻載波信號(hào)的頻率，則稱為頻率調(diào)制，簡(jiǎn)稱調(diào)頻，用符號(hào)FM表示。用基帶信號(hào)去改變高頻載波信號(hào)的相位，則稱為相位調(diào)制，簡(jiǎn)稱調(diào)相，用符號(hào)PM表示。調(diào)制方式接收設(shè)備的作用：接收傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)，并進(jìn)行處理，以恢復(fù)發(fā)送端的基帶信號(hào)。對(duì)接收設(shè)備的要求：

由于信號(hào)在傳輸和恢復(fù)的過(guò)程中存在著干擾和失真，接收設(shè)備要盡量減少這種失真。接收設(shè)備收信裝置接收設(shè)備輸出的電信號(hào)變換成原來(lái)形式的信號(hào)的裝置。如：還原聲音的喇叭恢復(fù)圖象的顯象管收信裝置倍頻高頻放大調(diào)制話筒聲音發(fā)射天線圖1.2.8調(diào)幅發(fā)射機(jī)方框圖音頻放大高頻振蕩緩沖1.2.2無(wú)線電信號(hào)的產(chǎn)生與發(fā)射End1.2.3無(wú)線電信號(hào)的接收?qǐng)D1.2.11超外差式接收機(jī)方框圖1.3通信的傳輸媒質(zhì)

根據(jù)傳輸媒質(zhì)的不同，分為有線通信與無(wú)線通信。有線電視網(wǎng)廣播網(wǎng)電視機(jī)收音機(jī)局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)1計(jì)算機(jī)2圖1.2.3通信系統(tǒng)框圖接收設(shè)備發(fā)送設(shè)備傳輸媒質(zhì)圖1.2.3通信系統(tǒng)框圖接收設(shè)備發(fā)送設(shè)備傳輸媒質(zhì)有線通信傳輸媒質(zhì)有： 雙線對(duì)電纜 同軸電纜 光纖（光纜）無(wú)線通信的傳輸媒質(zhì)是自由空間。1.3通信的傳輸媒質(zhì)1、雙線對(duì)電纜適用于短距離（小于100m）、1Mb/s數(shù)據(jù)率的通信環(huán)境。2、同軸電纜適用于距離在幾百米、帶寬小于10MHz、碼流率小于20Mbps的通信環(huán)境。有線通信信道3、光纖衰減小（小于1dB/km）、工作頻率高、信息容量大。1.3通信的傳輸媒質(zhì)圖1.3.1電磁波傳播的幾種方式無(wú)線通信的傳輸媒質(zhì)是自由空間。音頻射頻微波高頻電子線路的工作頻段End1.3通信的傳輸媒質(zhì)

包含有源器件的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)稱為電子線路。電子線路的分類方法很多，按照工作頻率可分成低頻電子線路、高頻電子線路和微波電子線路。低頻通常指頻率低于300kHz的范圍。高頻通常指頻率在300kHz—300MHz的范圍。微波泛指頻率高于300MHz以上的范圍。

電磁波波譜

無(wú)線電波也可以認(rèn)為是一種頻率相對(duì)較低的電磁波。對(duì)頻率或波長(zhǎng)進(jìn)行分段,分別稱為頻段或波段。不同頻段信號(hào)的產(chǎn)生、放大和接收的方法不同,傳播的能力和方式也不同,因而它們的分析方法和應(yīng)用范圍也不同。

電磁波波譜

消息信號(hào)源放大器調(diào)制器高頻振蕩器諧振放大器或倍頻器已調(diào)波放大器發(fā)射天線接收天線高頻放大器本地振蕩器混頻器中頻放大器解調(diào)器放大器視