毕设基础知识
- 1、发射机
- 2、接收机
- 3、谐振器
- 4、传输线理论和电路理论的区别
- 5、传输线和波导的区别(波导是一种传输线)
- 6、共面波导CPW(共面微带传输线
- 7、晶体管 / 三极管 / 二极管
- 8、HEMT
- 9、正反馈/负反馈器件
- 10、振荡器
- 11、负阻类器件
- 12、电磁频谱
- 13、大气窗口
- 14、反射 / 折射 / 透射 / 衍射 / 散射
- 15、拓扑结构
- 16、高频振荡电路
- 17、振荡电路和谐振电路区别
- 18、AWR使用
- 19、网络制式(网络类型)
- 20、5G通信(比起之前的通信)特点
- 21、传输速度
- 22、振荡电路作用
- 23、封装寄生
1、发射机
功能:把终端输入的信息经过基带处理,按照一定的调制方式调制到规定的载波上,然后经过功率放大,从天线发射出去。
2、接收机
功能:从天线上接收到的射频信号中把所需信号选出,放大,并按照一定的调制方式进行解调,再把解调后的信号送到基带处理,恢复成原来的语音信号或数据信息输出。
3、谐振器
一种电子元件,用于产生谐振频率。
无源器件
电路对一定频率的信号进行谐振,用来筛选出某一频率
4、传输线理论和电路理论的区别
传输线理论:
电长度小于或相当电路尺寸,因此电路上的幅度和相位是变化的。
电路理论:
电长度远远大于电路尺寸,因此认为电路里电压和电流的幅度相位是不变的。
5、传输线和波导的区别(波导是一种传输线)
传输线:
一种电磁器件,引导电磁波以最大效率将电磁能或电磁信号从一点定向地传输到另一点。
传输线的分类:
(1)传递横电磁波(TEM波)的平行双线、同轴电缆、平行板等双导体系统传输线。
(2)传递横电波(TE波)或横磁波(TM波)的单导体系统,如金属波导和介质波导。
波导:
一种线性结构,指在它的端点间传递电磁波的任何线性结构
常见的波导结构:平行双导线,同轴线,平行平板波导,矩形波导,圆波导,微带线,平板介质光波导和光纤
6、共面波导CPW(共面微带传输线
Coplanar Waveguides
如图所示,在介质基片的一个面上制作出中心导体带,并在紧邻中心导体带的两侧制作出导体平面,这样就构成了共面波导。
共面波导传输的是TEM波,没有截止频率。
由于中心导体与导体平板位于同一平面上,因此在共面波导上并联安装元器件十分方便。
用它可以制成传输线以及元件都在同一侧的单片微波集成电路。
7、晶体管 / 三极管 / 二极管
http://www.ejiguan.cn/2020/changjianwtjd_0519/1473.html
(1)晶体管 transistor:
一种固体半导体器件,包括二极管,三极管,场效应管,晶闸管,有时特指双极型器件。
FET是电压控制器件 / BJT是电流控制器件
(2)三极管(两个PN结):
作用:放大信号,无触点开关
BJT双极型晶体管:Bipolar Junction Transistor
BJT 双极型晶体管 Bipolar Junction Transistor
FET J型场效应管 Junction gate FET
MOS FET金属氧化物半导体场效应晶体管 Metal Oxide Semi-Conductor Field Effect Transistor
VMOS V型槽场效应管 Vertical Metal Oxide Semiconductor
计算:基极base,发射极emitter,集电极collector
分布方式:PNP NPN P:positive N:negative
(3)二极管(一个PN结):
单向导电性
FET场效应晶体管:Field Effect Transistor
8、HEMT
High Electron Mobility Transistor,高电子迁移率晶体管。
这是一种异质结场效应晶体管
9、正反馈/负反馈器件
(1)产生振荡:直接使用正反馈器件 / 将负反馈器件变为正反馈器件
(2)BJT的三种接法
在共发射极放大器中,集电极输出信号与基极输入信号的瞬时极性相反;
在共集电极放大器中,发射极输出信号与基极输入信号的瞬时极性相同;
在共基极放大器中,集电极输出信号与发射极输入信号的瞬时极性相同
10、振荡器
作用:
频率变换和产生载波
不需要外信号激励,自身就可以将直流电能转换为交流电能的装置。
类型:
(1)低频晶体管振荡电路:哈特勒Hartley和考毕兹Colpitts结构
(2)正反馈型 / 负阻型
负阻振荡器(二端振荡器):
利用负阻器件抵消回路中的正阻损耗,产生自激振荡的振荡器
反馈式振荡器:
当接通电源时,回路内的各种电扰动信号经选频网络选频后,将其中 某一频率的信号反馈到输入端,再经放大→反馈→放大→反馈的循环,该信号的幅度不断增大,振荡由小到大建立起来
11、负阻类器件
类型:
(1)电压控制型:
(2)电流控制型:
连接方式:
(1)电压控制型:与并联谐振回路相连接
(2)电流控制型:与串联谐振回路相连接
12、电磁频谱
Ka波段
电磁波微波波段的一部分
频率范围:26.5-40GHz
通常用于卫星通信
毫米波
1-10mm / 30~300GHz的电磁波
优点:带宽好,资源好,速度快
缺陷:其波长较短,因此衍射能力不强,
对于建筑物的穿透力几乎等于没有,稍有障碍物就会导致信号传播受阻。
空气中的水分子也能够吸收毫米波,造成其能量的衰减,传播范围极为有限。甚至是人体本身也会对毫米波产生致命的干扰,人手就能够完全阻断毫米波信号
5G通信使用的是毫米波
4G通信使用的是800MHz-2600MHz的微波
4G信号的传输:是属于区域覆盖,类似于水波纹,没有十分精准的方向性
5G信号的传输:毫米波信号的传输,则可以看做是点对点的动态传输,它能够精准的识别基站与手机之间的位置和距离,将毫米波信号集中在一起,形成一道高能量的波束,再运用波束追踪技术直接进行定向传输。这种传输方式的能量集中,具有较好的抗干扰性,完美的弥补了毫米波先天性的不足之处,使其能够支持商用环境
亚毫米波
1-0.1mm的电磁波
射频
Radio Frequency 可以辐射到空间的电磁频率:300k-300GHz
13、大气窗口
电磁波通过大气层较少被反射、吸收和散射,而那些透射率较高的波段称为大气窗口。
通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。
14、反射 / 折射 / 透射 / 衍射 / 散射
https://www.jianshu.com/p/071570465d3a
(1)反射(Reflection):光在传播到不同物质时,在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象
(2)折射(Refraction):光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折
(3)透射(Transmission):当光入射到透明或半透明材料表面时,一部分被反射,一部分被吸收,还有一部分可以穿透过去
(4)衍射(Diffraction):又称绕射,是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象
(5)散射(scattering):是指光通过不均匀介质时一部分光偏离原方向传播的现象。偏离原方向的光称为散射光
丁达尔效应:散射光频率不发生改变的有丁铎尔散射
光与物体的作用:
1.镜面反射 2. 漫反射 3. 定向透射 4. 漫透射 5. 背反射 6. 吸收
15、拓扑结构
拓扑:
16、高频振荡电路
主要组成:
放大电路 / 选频网络 / 正反馈网络 / 稳幅环节
(1)、放大电路:保证电路能够有从起振到动态平衡的过程,使电路获得一定幅值的输出量,实现能量的控制。
(2)、选频网络:确定电路的振荡频率,使电路产生单一频率的振荡。选频网络一般采用带通滤波器即可。(谐振回路)
(3)、正反馈网络:引入正反馈,使放大电路的输入信号等于反馈信号。
(4)、稳幅环节:也就是非线性环节,作用是使输出信号幅值稳定。对于分立放大电路,不再另加稳幅环节,而是依靠晶体管特性的非线性来起到稳幅作用。
工作原理:
通过电场能和磁场能的相互转换产生自由振荡
(1) RC振荡
RC振荡器采用RC网络作为选频移相网络的振荡器统称为RC正弦振荡器,属音频振荡器
(2) LC振荡
LC振荡器采用LC振荡回路作为移相和选频网络的正反馈振荡器称为LC振荡器
分类(根据反馈方式不同):变压器反馈式 / 电感反馈式 / 电容反馈式
变压器反馈式振荡电路:输出电压与反馈电压靠磁路耦合,耦合不紧密,损耗较大,并且振荡频率稳定性不高;
电感反馈式振荡电路:可以获得调节范围较宽的振荡频率,但是对高频信号具有较大的电抗,输出波形常含有高次谐波;
电容反馈式振荡电路:输出电压波形好,但是振荡频率可调范围不大,常常用在固定振荡频率的场合。
(3)晶体振荡
晶体振荡器是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片),石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体
晶振;而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器
(4)差分(放大电路)电容三点式
(5)压控振荡器
17、振荡电路和谐振电路区别
振荡回路:不需要输入信号,自主产生一定频率、一定波形的信号
谐振回路:由一些选频元件(通常比较常见的是由LC)组成,它可以对外加信号进行选频,让某些频率通过(与信号“谐振”),或者衰减(不谐振,失谐),或者产生相移
谐振:谐振又称“共振”,振荡系统在周期性外力作用下,当外力作用频率与系统固有振荡频率相同或很接近时,振幅急剧增大的现象
谐振电路自己是不产生信号的,只处理别人送给它的信号;而振荡电路是产生信号的,尽管它可能会用到谐振电路来确定振荡频率(也可以不用谐振电路),但不是全部
18、AWR使用
(1)PDK安装和使用
新建project里选project with library,然后选上ommic库
相关PDK去相关公司官网下载
(2)阻抗匹配 Impedance Matching
输入阻抗: 一个电路输入端的等效阻抗
输出阻抗: 一个信号源的内阻
阻抗匹配: 信号源/传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式
前级的输出阻抗与后级的输入阻抗相等
(3)电路形式和传输线形式的转换
电感:等效为微带短路短截线
电容:等效为微带开路短截线
19、网络制式(网络类型)
1G
2G GSM数字制式
2.5G 比2G带宽大
3G
4G
5G
TDD 时分双工(Time-Division Duplexing)
FDD 频分双工 (Frequency Division Duplexing)
W-CDMA 宽带码分多址 (Wideband Code Division Multiple Access)
中国移动:2G:GSM制式;
3G:TD-SCDMA制式;
4G:TD-LTE制式
中国联通:2G:GSM制式;
3G:WCDMA制式;
4G:TD-LTE和FDD-LTE混合制式
中国电信:2G:CDMA制式;
3G:CDMA2000制式;
4G:TD-LTE和FDD-LTE混合制式
20、5G通信(比起之前的通信)特点
1、频谱利用效率将会有所提高。
在5G中,高频段所具有的频谱资源会被普遍应用,而且其应用效率将会大大提高,可以弥补4G移动通信中频谱短缺问题
2、可靠性更加显著。
与4G移动通信相比较,5G的可靠性远远超过4G,而且时延也大大缩短
3、能源消耗降低。
5G移动通信中十分注重能源节约,并为此进行了专门的设计
21、传输速度
1Byte(字节)=8bit(比特)
1B=8b 1B/s=8b/s(或1Bps=8bps)
存储容量单位
1KB=1024B
1MB=1024KB
1GB=1024MB
1TB=1024GB
速率单位
1Kb/s=1000b/s
1Mb/s=1000Kb/s
1Gb/s=1000Mb/s
1Tb/s=1000Gb/s
22、振荡电路作用
- 有源器件
非线性有源器件,具有一定的功率增益,能维持振荡回路不可避免的功率损耗。 - 放大器
通常是调谐放大器,即以某种选频网络(如振荡回路)作负载, 是一调谐放大器。 - 反馈网络
一般是由无源器件组成的线性网络;为产生自激震荡,必须形成正反馈。一般可通过互感(变压器),电感及电容等获得正反馈电压。 - 选频回路
决定振荡器的工作频率,并能保证振荡器相位的稳定
23、封装寄生
- 【封装形式】意味着给半导体集成电路芯片安装一个外壳,起着固定、密封和保护芯片的作用。
- 【封装】实际上是将硅片上的电路管脚,用导线接引道外部,从而方便同其他器件连接。
- 【寄生】是指由于电路设计不合理,印刷版的元器件位置和导线的走向不正确等导致的电路中出现的不应该存在的多余回路。