射頻（微波）電路是構(gòu)成通信系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)和微波應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的關(guān)鍵部件。經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展，各種電路的原理日趨成熟，結(jié)構(gòu)形式多樣，現(xiàn)如今，發(fā)展迅速的通訊微波產(chǎn)業(yè)都需要射頻人才的支持，所以這個課程設(shè)計對于微波毫米波專業(yè)的我們來說，有很重要的學(xué)習(xí)實(shí)踐意義。
二、系統(tǒng)介紹
本無線影音傳輸系統(tǒng)的發(fā)射部分如圖1 所示，接收部分如圖2所示：
系統(tǒng)由攝影機(jī)、影音電視調(diào)制器、上變頻器、本振、帶通濾波器、功率放大器、低噪聲放大器、下變頻器、中頻放大器等構(gòu)成。工作原理很簡單，先利用攝影機(jī)將聲音和影像等訊號接收，經(jīng)過調(diào)制器調(diào)至成載波61.25MHz的第三頻道訊號，即中頻信號，接著將中頻信號由變頻器與頻率為853.75MHz的本振訊號混頻，得到915MH的上射頻和 792.5MHz的下射頻，記過帶通濾波器，將下射頻濾除，最后經(jīng)過功率放大器將上射頻信號的功率進(jìn)行放大，由頻帶為 915MHz的微帶片型天線把信號輻射到空氣中，至此完成傳輸系統(tǒng)的訊號發(fā)射。接收部分的操作原理是由發(fā)射頻率為915MHz的天線將信號接收到低噪聲放大器，經(jīng)過放大器把微弱信號進(jìn)行功率放大，之后由降頻器與本振混頻得到中頻信號，最后由中頻放大器放大送往電視機(jī)顯示信息，至此完成傳輸系統(tǒng)的信號收發(fā)。
三、實(shí)驗(yàn)?zāi)＝M特性測量
1.實(shí)驗(yàn)一：OPEN/SHORT/THRU 校正器
a.模組編號：RF2KM1-1A（OPEN/SHORT/THRU）
b.模組內(nèi)容：
| 代號 | 名稱 | 說明 | 適用頻率范圍 | 主要特性 |
| MOD-1A | OPEN | 開路傳輸線 | 300～500MHz | Return Loss:0±5dB |
| MOD-1B | SHORT | 短路傳輸線 | 300～500MHz | Return Loss:0±5dB |
| MOD-1C | THRU | 50Ω微帶線 | 300～500MHz | Return Loss≤-8dB Insertion Loss: 0±2dB |
c.測試結(jié)果圖
MOD-1A的S11曲線圖 MOD-1B的S11曲線圖
MOD-1C的S11曲線圖 MOD-1C的S21曲線圖
2.實(shí)驗(yàn)二：π型、T型阻抗匹配器
a.模組編號：RF2KM2-1A
b.模組內(nèi)容：
| 代號 | 名稱/說明 | 適用頻率范圍 | 主要特性 |
| MOD-2A | Π型阻抗轉(zhuǎn)換器 | 400±10MHz | Return Loss≤-7dB Insertion Loss: 0±2dB |
| MOD-2B | T型阻抗轉(zhuǎn)換器 | 400±10MHz | Return Loss≤-7dB Insertion Loss: 0±2dB |
c.測試結(jié)果圖
MOD-2A的S11曲線圖 MOD-2A的S21曲線圖
MOD-2B的S11曲線圖 MOD-2B的S21曲線圖
3.實(shí)驗(yàn)三：π型、T型功率衰減器
a.模組編號：RF2KM3-1A
b.模組內(nèi)容：
| 代號 | 名稱/說明 | 適用頻率范圍 | 主要特性 |
| MOD-3A | π型功率衰減器 | 300～500MHz | Return Loss≤-10dB Insertion Loss: -10±2dB |
| MOD-3B | T型功率衰減器 | 300～500MHz | Return Loss≤-10dB Insertion Loss: -10±2dB |
c.測試結(jié)果圖
MOD-3A的S11曲線圖 MOD-3A的S21曲線圖
MOD-3B的S11曲線圖 MOD-3B的S21曲線圖
4.實(shí)驗(yàn)四：電阻式功率分接器
a.模組編號：RF2KM4-1A
b.模組內(nèi)容：
| 代號 | 名稱/說明 | 適用頻率范圍 | 主要特性 |
| MOD4-1A | 電阻式功率分接器 | 300～500MHz | Return Loss≤-8dB Insertion Loss: -6±2dB |
c.測試結(jié)果圖
MOD4-1A之P1端子S11曲線圖 MOD4-1A之P1及P2端子的S21曲線圖
MOD4-1A之P1及P3端子的S21曲線圖
5.實(shí)驗(yàn)五：威爾金森功率分接器
a.模組編號：RF2KM4-2A
b.模組內(nèi)容：
| 代號 | 名稱/說明 | 適用頻率范圍 | 主要特性 |
| MOD4-2A | 威爾金森型功率分接器 | 750±50MHz | Return Loss≤-4dB Insertion Loss: -3±2dB |
c.測試結(jié)果圖
MOD4-2A之P1端子的S11曲線圖 MOD4-2A之P1及P2端子的S21曲線圖
MOD4-2A之P1及P3端子的S21曲線圖
6.實(shí)驗(yàn)六：L-C方向耦合器
a.模組編號：RF2KM5-1A
b.模組內(nèi)容：
| 代號 | 名稱/說明 | 適用頻率范圍 | 主要特性 |
| MOD5-1A | L-C方向耦合器 | 400±20MHz | Return Loss≤-6dB Transmission: 0±2dB Coupling: -10±4 dB Isolation≤-14 dB |
c.測試結(jié)果圖
MOD5-1A之P1端子的S11曲線圖 MOD5-1A之P1及P2端子的S21曲線圖
MOD5-1A之P1及P3端子的S21曲線圖 MOD5-1A之P1及P4端子的S21曲線圖
7.實(shí)驗(yàn)七：平行微帶線方向耦合器
a.模組編號：RF2KM5-2A
b.模組內(nèi)容：
| 代號 | 名稱/說明 | 適用頻率范圍 | 主要特性 |
| MOD5-2A | 平行微帶線方向耦合器 | 750±50MHz | Return Loss≤-5dB Transmission: ≥-1.5dB Coupling: -10±4 dB Isolation≤-14 dB |
c.測試結(jié)果圖
MOD5-2A之P1端子的S11曲線圖 MOD502A之P1及P2端子的S21曲線圖
MOD5-2A之P1及P3端子的S21曲線圖 MOD5-2A之P1及P4端子的S21曲線圖
8.實(shí)驗(yàn)八：低通、帶通濾波器
a.模組編號：RF2KM6-1A
b.模組內(nèi)容：
| 代號 | 名稱/說明 | 頻率適用范圍 | 主要特性 |
| MOD6-1A | 低通濾波器 | 50MHz | Return Loss≤-15dB Insertion Loss≥-2dB |
| 100MHz | Insertion Loss≤-15dB | ||
| MOD6-1B | 帶通濾波器 | 750±50MHz | Return Loss≤-10dB Insertion Loss≥-3dB |
c.測試結(jié)果圖
MOD6-1A之P1端子的S11曲線圖 MOD6-1A之P1及P2端子的S21曲線圖
MOD6-1B之P3端子的S11曲線圖 MOD6-1B之P3及P4端子的S21曲線圖
9.實(shí)驗(yàn)九：MMIC/BJT放大器a.模組編號：RF2KM7-1A
b.模組內(nèi)容：
| 代號 | 名稱/說明 | 適用頻率范圍 | 主要特性 |
| MOD-7A | 單晶微波積體放大電路 | 908～920 MHz | Return Loss≤-6dB Insertion Gain≥10dB |
| MOD-7B | 射頻電晶體放大電路 | 908～920 MHz | Return Loss≤-6dB Insertion Gain≥10dB |
c.測試結(jié)果圖
MOD-7A之P1端子的S11曲線圖 MOD-7A之P1及P2端子的S21曲線圖
MOD-7B之P3端子的S11曲線圖 MOD-7B之P3及P4端子的S21曲線圖
10.實(shí)驗(yàn)十：L-C振蕩器
a.模組編號：RF2KM8-1A
b.模組內(nèi)容：
| 代號 | 名稱/說明 | 頻率適用范圍 | 主要特性 |
| MOD-8 | 射頻電晶體振蕩器 | 400～500 MHz | Output Power≥5dBm |
c.測試結(jié)果：
記錄所測量頻率值423.7MHz
11.實(shí)驗(yàn)十一：壓控振蕩器
a.模組編號：RF2KM9-1A
b.模組內(nèi)容：
| 代號 | 名稱/說明 | 適用頻率范圍 | 主要特性 |
| MOD-9 | 壓控振蕩器 | 600～900 MHz | Output Power≥5dBm |
c.測試結(jié)果：
最大值：1372MHz；最小值：831MHZ
四、仿真設(shè)計
1.設(shè)計任務(wù)
利用HFSS仿真軟件設(shè)計一個圓形微帶天線，freq=2.4GHz，并進(jìn)行優(yōu)化。
2.設(shè)計過程
（1）模型圖
（2）參數(shù)設(shè)置
（3）仿真優(yōu)化結(jié)果
五、結(jié)果分析與心得體會
專業(yè)課的學(xué)習(xí)快要結(jié)束，這個課設(shè)算是檢驗(yàn)自己對所學(xué)知識的能力吧，很欣慰自己能夠按時完成射頻收發(fā)系統(tǒng)天線這個部分的設(shè)計任務(wù)。因?yàn)榇笕?jīng)用HFSS和CST設(shè)計過一個集成波導(dǎo)陣列微帶天線，所以這次設(shè)計我選用比較熟悉的HFSS。雖然在后續(xù)的仿真過程中，差不多用了兩個小時才得到最后的結(jié)果，但是能看到最后的成果，漫長的等待也是值得的。
從后面的圖中可以看到，所設(shè)計的天線在freq=2.4GHz符合要求，天線的輻射方向圖中可以看到，天線增益也符合要求。
當(dāng)然也感謝幫助過自己的學(xué)長和同學(xué)們，幫我解決了一些軟件使用方面的問題。通過這個課程設(shè)計，加深了對微波專業(yè)的認(rèn)識和理解。在前期的模塊測試中，也親自和同組同學(xué)一起完成了電視機(jī)訊號收發(fā)系統(tǒng)的組裝，并且視頻信號傳輸成功�？赡芤�?yàn)楸菊衲K頻率調(diào)諧不是很準(zhǔn)確，傳輸?shù)玫降膱D像不是很清晰。但是能從其中收獲很多寶貴經(jīng)驗(yàn)對以后的學(xué)習(xí)是最重要的。
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