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射頻電路原理及主要應(yīng)用

2014-03-13 來源:微波射頻網(wǎng) 字號:
在電子技術(shù)領(lǐng)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,因此需要利用射頻電路理論去理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的影響很大。雜散電感存在于導(dǎo)線連接以及組件本身存在的內(nèi)部自感。雜散電容存在于電路的導(dǎo)體之間以及組件和地之間。在低頻電路中,這些雜散參數(shù)對電路的性能影響很小,隨著頻率的增加,雜散參數(shù)的影響越來越大。在早期的VHF頻段電視接收機(jī)中的高頻頭,以及通信接收機(jī)的前端電路中,雜散電容的影響都非常大以至于不再需要另外添加電容。

此外,在射頻條件下電路存在趨膚效應(yīng)。與直流不同的是,在直流條件下電流在整個導(dǎo)體中流動,而在高頻條件下電流在導(dǎo)體表面流動。其結(jié)果是,高頻的交流電阻要大于直流電阻。   

在高頻電路中的另一個問題是電磁輻射效應(yīng)。隨著頻率的增加,當(dāng)波長可與電路尺寸12比擬時,電路會變?yōu)橐粋€輻射體。這時,在電路之間、電路和 外部環(huán)境之間會產(chǎn)生各種耦合效應(yīng),因而引出許多干擾問題。這些問題在低頻條件下往往是無關(guān)緊要的。

隨著通信技術(shù)的發(fā)展,通信設(shè)備所用頻率日益提高,射頻(RF)和微波(MW)電路在通信系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用,高頻電路設(shè)計領(lǐng)域得到了工業(yè)界的特別關(guān)注,新型半導(dǎo)體器件更使得高速數(shù)字系統(tǒng)和高頻模擬系統(tǒng)不斷擴(kuò)張。微波射頻識別系統(tǒng)(RFID)的載波頻率在915MHz和2450MHz頻率范圍內(nèi);全球定位系統(tǒng)(GPS)載波頻率在1227.60MHz和1575.42MHz的頻率范圍內(nèi);個人通信系統(tǒng)中的射頻電路工作在1.9GHz,并且可以集成于體積日益變小的個人通信終端上;在C波段衛(wèi)星廣播通信系統(tǒng)中包括4GHz的上行通信鏈路和6GHz的下行通信鏈路。通常這些電路的工作頻率都在1GHz以上,并且隨著通信技術(shù)的發(fā)展,這種趨勢會繼續(xù)下去。但是,處理這種頻率很高的電路,不僅需要特別的設(shè)備和裝置,而且需要直流和低頻電路中沒有用到的理論知識和實際經(jīng)驗。

三.射頻電路的應(yīng)用

RF(Radio Frequency)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域,如:電視、廣播、移動電話、雷達(dá)、自動識別系統(tǒng)等。專用詞RFID(射頻識別)即指應(yīng)用射頻識別信號對目標(biāo)物進(jìn)行識別。RFID的應(yīng)用包括:

●ETC(電子收費)
● 鐵路機(jī)車車輛識別與跟蹤
● 集裝箱識別
● 貴重物品的識別、認(rèn)證及跟蹤
● 商業(yè)零售、醫(yī)療保健、后勤服務(wù)等的目標(biāo)物管理
● 出入門禁管理
● 動物識別、跟蹤
● 車輛自動鎖死(防盜)

射頻頻段頻段的主要應(yīng)用領(lǐng)域有:

1. 衛(wèi)星通信與衛(wèi)星電視廣播
    * 雙邊帶廣播系統(tǒng)(DBS-Direct Broadcast System)
    * C波段 :4/6GHz,下行4 GHz,上行6 GHz
    * Ku波段:12/15GHz,下行12GHz,上行15GHz
    * 衛(wèi)星間通信:36GHz

2. 微波中繼通信
    * 干線微波:2.1GHz,8GHz,11GHz
    * 支線微波:6GHz,8GHz,11GHz,36GH
    * 農(nóng)村多址(一點多址):1.5GHz,2.4GHz,2.6GHz

3. 雷達(dá)、氣象、測距、定位
    * 雷達(dá)遠(yuǎn)程警戒:P,L,S,C
    * 精確制導(dǎo):X,,Ka
    * 氣象:1.7 GHz,0.1375GHz
    * 汽車防撞、自動記費:36 GHz,60GHz
    * 防盜:9.4 GHz
    * 全球定位:1227.60MHz和1575.42MHz

4. 射電天文:36GHz, 94GHz, 125GHz

5. 計算機(jī)無線網(wǎng):2.5 GHz, 5.8 GHz, 36GHz

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