1、習題1：本課程使用的射頻概念所指的頻率范圍是多少 解： 本課程采用的射頻范圍是30MHz4GHz列舉一些工作在射頻范圍內的電子系統，根據表1-1判斷其工作波段，并估算相應射頻信號的波長。 解： 廣播工作在甚高頻（VHF）其波長在101m等從成都到上海的距離約為1700km。如果要把50Hz的交流電從成都輸送到上海，請問兩地交流電的相位差是多少解： 射頻通信系統的主要優勢是什么解： 1.射頻的頻率更高，可以利用更寬的頻帶和更高的信息容量 2.射頻電路中電容和電感的尺寸縮小，通信設備的體積進一步減小 3.射頻通信可以提供更多的可用頻譜，解決頻率資源緊張的問題 4.通信信道的間隙增大，減小信道的相互

2、干擾 等等 GSM和CDMA都是移動通信的標準，請寫出GSM和CDMA的英文全稱和中文含意。（提示：可以在互聯網上搜索。）解：GSM是Global System for Mobile Communications的縮寫，意為全球移動通信系統。CDMA英文全稱是Code Division Multiple Address,意為碼分多址。有一個C=10pF的電容器，引腳的分布電感為L=2nH。請問當頻率f為多少時，電容器開始呈現感抗。 解：既當f=時，電容器為0阻抗，f繼續增大時，電容器呈現感抗。 一個L=10nF的電容器，引腳的分布電容為C=1pF。請問當頻率f為多少時，電感器開始呈現容抗。 解

3、：思路同上，當頻率f小于 GHz時，電感器呈現感抗。 1）試證明（）式。2）如果導體橫截面為矩形，邊長分別為a和b，請給出射頻電阻RRF與直流電阻RDC的關系。 解： ,s對于同一個導體是一個常量當直流時，橫截面積當交流時，橫截面積得： 2）直流時，橫截面積當交流時，橫截面積得：已知銅的電導率為，鋁的電導率為，金的電導率為。試分別計算在100MHz和1GHz的頻率下，三種材料的趨膚深度。解： 趨膚深度定義為：在100MHz時： Cu為2 mm Al 為 2.539mm Au為 2.306mm 在1GHz時： Cu為0.633 mm Al 為 0.803mm Au為 0.729mm某個元件的引腳

4、直徑為d=0.5mm，長度為l=25mm，材料為銅。請計算其直流電阻RDC和在1000MHz頻率下的射頻電阻RRF。 解： 得到它的直流電阻 它的射頻電阻貼片器件在射頻電路中有很多應用。一般使用數字直接標示電阻、電容和電感。有三個電阻的標示分別為：“203”、“102”和“220R”。請問三個電阻的阻值分別是多少（提示：可以在互聯網上查找貼片元件標示的規則）解： 203是20×10320K，102是10×1021K，220R是22×10022試編寫程序計算電磁波在自由空間中的波長和在銅材料中的趨膚深度，要求程序接收鍵盤輸入的頻率f，在屏幕上輸出波長l和趨膚深度d。

5、 解： float f;float l,h; printf("Input the frequency: f="); scanf("%f",&f); l=3e8/f; h=1/sqrt*f*4* ; printf("wavelength:%fn",l); printf("qufushendu%fmn",h); getch() ;習題2：1 射頻濾波電路的相對帶寬為RBW=5%，如果使用倍數法進行表示，則相對帶寬K為多少解答： K= K(dB)=20 K= K(dB)= dB2 一個射頻放大電路的工作頻率范圍為

6、：fL=至fH=。試分別使用百分法和倍數法表示該放大電路的相對帶寬，并判斷該射頻放大電路是否屬于寬帶放大電路。解答： K= =K(dB)=由于K>2，它屬于寬帶放大電路3 儀表放大電路的頻帶寬度為：DC至10MHz。請分別計算該放大電路的絕對帶寬和相對帶寬，并判斷該放大電路是否屬于寬帶放大電路。解答: 絕對帶寬： 相對帶寬： 所以它屬于寬帶放大電路。4 某射頻信號源的輸出功率為POUT=13dBm，請問信號源實際輸出功率P是多少mW解答: 5 射頻功率放大電路的增益為Gp=7dB，如果要求輸出射頻信號功率為POUT=1W，則放大電路的輸入功率PIN為多少 6 在阻抗為Z0=75W的CAT

7、V系統中，如果測量得到電壓為20dBmV，則對應的功率P為多少如果在阻抗為Z0=50W的系統中，測量得到相同的電壓，則對應的功率P又為多少 解答： 當=75時，= dBm 當=50時，= dBm7 使用（）式定義的品質因數，計算電感L、電容C、電阻R并聯電路的品質因數Q0。解答：假設諧振頻率時，諧振電路獲得的電壓為電阻R損耗的平均功率為 因此并聯諧振電路的品質因數為8 使用圖2-12（b）的射頻開關電路，如果PIN二極管在導通和截止狀態的阻抗分別為Zf和Zr。請計算該射頻開關的插入損耗IL和隔離度IS。解答： 插入損耗 隔離度9 請總結射頻二極管的主要種類、特性和應用領域。解答：種類特性應用范

8、圍肖特基二級管具有更高的截止頻率和更低的反向恢復時間用于射頻檢波電路，調制和解調電路，混頻電路等PIN二極管正偏置的時候相當于一個電流控制的可變電阻，可呈現非常低的阻抗，反偏置的是相當于一平行平板電容應用于射頻開關和射頻可變電阻變容二極管從導通到截止的過程中存在電流突變，二極管的等效電容隨偏置電壓而改變主要用于電調諧，還可用作射頻信號源10 雪崩二極管、隧道二極管和Gunn二極管都具有負阻的特性，盡管形成負阻的機理完全不一致。請設計一個簡單的電路，利用二極管的負阻特性構建一個射頻振蕩電路。解答： 11 1）試比較射頻場效應管與射頻雙極型晶體管結構和特性上的差異。2）試討論晶體管小信號模型和大信

9、號模型的主要區別。請問能否使用晶體管大信號模型分析射頻小信號。解答：場效應管是單極性器件，只有一種載流子對通道電流做出貢獻，屬于壓控器件，通過柵極-源極的電壓控制源極-漏極電流變化；使用GaAS半導體材料MISFET的截止頻率可以達到6070GHz,，HEMT可以超過100GHz，因此在射頻電路設計中經常選用它們作為有源器件使用；雙極型晶體管分為PNP和NPN兩種類型，其主要區別在于各級的參雜類型不一致，屬于電流控制器件，正常工作時，基極-發射極處于正偏，基極-發射極處于反偏；通過提高摻雜濃度和使用交指結構，可以提高其截止頻率，使其可以在整個射頻頻段都能正常工作大信號模型是一個非線性模型，晶體

10、管內部的等效的結電容和結電阻會發生變化，小信號模型是一個線性模型，可認為晶體管的個參數保持不變。 能使用晶體管的大信號模型分析射頻小信號。12 肖特基二極管的伏安特性為其中反向飽和電流為，電阻RS=W。試編寫計算機程序，計算當VA在0V10V之間變化時，肖特基二極管電流I的變化。#include ""float dl(float Va) float i1; if(Va<0) printf("n<0,dataerror"); else if(Va=0) i1=0; else i1=2*exp(Va-dl(Va-1)*; return(i1);v

11、oid main() float i; float v=0; do i=dl(v); printf("%f*10(-11)n",i); v=v+1; while(v<=10) ; getch();習題3：1. 在“機遇號”抵達火星時，從火星到地球的無線電通訊大約需要20分鐘。試估算當時火星和地球之間的距離。解答：m2. 考察從上海到北京的距離，假設互聯網信號通過光纖傳輸，光纖的折射率為n=。試估算互聯網信號從上海到北京再返回上海的過程中，由于光纖傳輸產生的時間延遲。解答: 從上海到北京的飛行航程是1088公里.飛行路線是交通工具中最大可能接近于直線距離的，所以本題我們

12、取1088公里 時間延遲： 3. 設計特征阻抗為50W的同軸傳輸線，已知內導體半徑為a=0.6mm，當填充介質分別為空氣（er=）和聚乙烯（er=）時，試分別確定外導體的內徑b。解答： 得當填充介質為空氣時 b=1.38 mm 當填充介質為聚乙烯時 b=2.09 mm4. 設有無耗同軸傳輸線長度為l=10m，內外導體間的電容為CS=600pF。若同軸電纜的一端短路，另一端接有脈沖發生器和示波器，發現一個脈沖信號來回一次需ms的時間。試求該同軸電纜的特征阻抗Z0。 解答： 得 =5. 特征阻抗為50W的傳輸線終接負載ZL，測得傳輸線上VSWR。如果在負載處反射波反相，則負載ZL應該并聯還是串聯阻

13、抗Z，使傳輸線上為行波傳輸，并確定阻抗Z。解答： 在負載出反射波反相可得出負載處的電壓反射系數為 所以應并聯一阻抗Z=，使傳輸線上為行波傳輸.6. 無耗傳輸線特征阻抗為Z0=100W，負載阻抗為ZL=150j100W。求距終端為l/8、l/4、l/2處的輸入阻抗ZIN。解答： 7. 微帶傳輸線特征阻抗為Z0=50W，工作頻率為f=100MHz。如果終端連接電阻R=100W和電感L=10mH的負載。試計算1）傳輸線的VSWR；2）如果頻率升高到500MHz，傳輸線上的VSWR。解答： 得到的確切值 當f=100MHz時= VSWR=99 當f=100MHz時= VSWR=1998. LC并聯諧振

14、電路的諧振頻率為f0=300MHz，電容C的電抗為XC=50W。若用特征阻抗為Z0=50W的短路傳輸線來代替電感L，試確定短路傳輸線的長度l。解答：可得最短的短路傳輸線了=0.125 m9. 無耗傳輸線特征阻抗Z050W，工作頻率為f=3GHZ，測得VSWR，第一個電壓波節點離負載的距離為lmin=10mm，相鄰兩波電壓節點的距離為50mm。試計算負載阻抗ZL及終端反射系數GL。解答： 相鄰兩電壓節點相差=50 mm 可得=100 mm 第一個電壓節點離負載則負載應在 =10. 傳輸線的特征阻抗為Z0=50W，測得傳輸線上駐波電壓最大值為|Vmax|=100mV，最小值為|Vmin|=20mV

15、，鄰近負載的第一個電壓節點到負載的距離為lmin=l。求負載阻抗ZL。解答：=5=11. 傳輸線的長度為l=l，傳輸線上電壓波腹值為50V，電壓波節值為13V，波腹距負載l。如果傳輸線特征阻抗為Z0=50W，求輸入阻抗ZIN和負載阻抗ZL。解答：=波腹距負載，所以負載點應在=所以終端負載的電壓反射系數=12. 特征阻抗為Z0=50W傳輸線終接負載阻抗為ZL=75+j100(W)。試求：負載反射系數GL；2）傳輸線上的VSWR；3）最靠近負載ZL首先出現電壓駐波的波腹點還是波節點。解答：=所以最先出現波腹點13. 1）證明無損傳輸線終端接純電抗負載時，傳輸線上電壓反射系數|G|=1，并從物理現象

16、上解釋。2）試證明無耗傳輸線上任意相距l/4的兩點處的阻抗的乘積等于傳輸線特性阻抗的平方。解答：接純電抗負載時=1離負載端距離為l時，對應的阻抗為 14. 特征阻抗為Z0=50W的無耗傳輸線終端接負載ZL=100W，求負載反射系數GL，以及負載前l處輸入阻抗ZIN和電壓反射系數GIN。解答：15. =已知傳輸線的歸一化負載阻抗為。從負載向信號源移動時，試問：首先遇到的是電壓波節點還是電壓波腹點并求它與負載間的距離l。解答：先遇波腹點=17. 對于如圖3-34所示無耗傳輸線系統，試計算負載ZL獲得的功率PL。圖 3-34解答：在傳輸線的前端的等效阻抗為則等效阻抗獲得的功率由于是無耗傳輸線，所以等

17、效阻抗獲得的功率即為實際獲得的功率。18. 特征阻抗為Z0=50W的無耗傳輸線，長度為10cm（f=1GHz，vp=0.77c）。若輸入阻抗為ZIN=j60W，1）試用Smith圓圖求出終端負載阻抗ZL；2）如果用短路終端代替該負載ZL，請確定輸入阻抗ZIN.解答: 終端負載阻抗為如果用終端短路代替負載，則輸入阻抗為19. 用阻抗圓圖求出如圖3-35所示電路的輸入端輸入阻抗ZIN。圖 解答: （a）(b) (c) 20. 1）試根據微帶傳輸線特征阻抗的計算公式，編寫計算機程序，實現輸入微帶線各個參數（微帶線寬度W，介質厚度h，介質相對介電常數er），輸出微帶線特征阻抗Z0的功能。2）設計“對分

18、法”計算機程序，實現輸入微帶線特征阻抗Z0、介質厚度h和介質相對介電常數er，輸出微帶線寬度W的功能，并且驗證。解答: 編程思想請參考/*課本p49-52*/用的C語言編的1. #include ""#include ""float a,b,ef,r,u,w,h,z,f; /*z為特征阻抗 ef為相對介電常數 r為介質的介電常數*/float qiua() ;float qiub() ;float qiuef();float qiuf();float qiuz();main() printf("please input shus");

19、 scanf("%f%f%f",&w,&h,&r); u=w/h; qiua(); qiub(); qiuef() ; qiuf(); qiuz(); printf("%fn%fn%fn%fn%f",a,b,ef,f,z); getch() ; return 0; float qiua() /*計算a的值*/ a=1+log(pow(u,4)+pow(u/52),2)/(pow(u,4)+)/49+log(1+pow(u/,3)/ ; return(a);float qiub() /*計算b的值*/ b=*pow(/(r+3),;

20、 return(b); float qiuef() /*計算等效介電常數的值*/ ef=(r+1+(r-1)*pow(1+10/u),-a*b)/2; return(ef);float qiuf() /*計算F的值*/ f=6+(2*exp(-powu,); return(f);float qiuz() /*計算特征阻抗的值*/ z=120*log(f/u+sqrt(1+pow(2/u,2)/(2*sqrt(ef); return(z);2.#include ""#include ""float a,b,ef,r,u,z0,w;float wl,wh,h

21、,z,f,zl,zh;/*z表示中心的阻抗值*/float t;float qiua() ;float qiub() ;float qiuef();float qiuf();float qiuz();main() printf("please input shus"); scanf("%f%f%f",&h,&r,&z0); wl=; wh=; t=; while(fabs(t)>1e-3) u=wl/h; qiua(); qiub(); qiuef() ; qiuf(); zl=qiuz(); u=wh/h; qiua();

22、 qiub(); qiuef() ; qiuf(); zh=qiuz(); w=(wl+wh)/2; u=w/h; qiua(); qiub(); qiuef() ; qiuf(); z=qiuz(); t=(z-z0)/z0; if(z>z0) if(zh>z0) wh=w; else wl=w; else if(zl>z0) wh=w; else wl=w; printf("%10.6f",w); getch() ;子函數同上21. 有一款免費的Smith圓圖軟件，大小只有幾百kB字節。請在互聯網上搜索并下載該軟件，通過幫助文件學習軟件的使用方法，然后

23、驗證習題中利用Smith圓圖計算的結果。解答: 電子資源網可以找到.習題4：1 比較兩端口網絡阻抗矩陣、導納矩陣、轉移矩陣、混合矩陣的定義，討論四種網絡參數的主要特點和應用。解答: 見表4-12 分析如Error! Reference source not found.所示T形網絡的阻抗，求該兩端口網絡的矩陣Z、導納矩陣Y和轉移矩陣A。圖 Error! No text of specified style in document.Error! Bookmark not defined. T形網絡解答: 轉移矩陣 阻抗矩陣 導納矩陣 3 一段電長度為bl特性阻抗為Z0的無耗傳輸線的轉移矩陣A為當

24、傳輸線終端連接阻抗為ZL的負載時，試分析該傳輸線輸入阻抗ZIN與負載ZL的關系。解答: 4 在射頻放大電路設計中，為了提高放大電路的性能經常采用共基極晶體管放大電路，如Error! Reference source not found.所示。根據射頻晶體管的等效電路模型，請計算分析給出等效電路的兩端口網絡的混合參數h。圖 Error! No text of specified style in document.Error! Bookmark not defined.晶體管共基極放大電路解答: 混合矩陣 5 通過轉移矩陣A可以方便地計算級聯兩端口網絡的電路，因此經常涉及到轉移矩陣與其他網絡參數

25、的相互轉換。請計算分析給出轉移矩陣A與導納矩陣Y之間的相互轉換計算公式。解答: 轉移矩陣 在導納矩陣中 利用條件代入式得： 同理可得從而可用轉移矩陣獲得導納矩陣 6 如果兩個兩端口網絡的散射參數S分別為 請判斷兩個兩端口網絡是有源網絡還是無源網絡，并說明原因和相應可能的電路。解答： 第一個是有源網絡因其，對應的可能電路為放大器電路。 第二個也是有源網絡，因為其一端口的反射系數要大于1，可能的電路是振蕩電路。7 無耗網絡各端口的輸入功率之和PIN和輸出功率之和POUT相等。如果網絡是有耗網絡，將滿足關系PIN>POUT；如果網絡是有源網絡，例如含有晶體管放大電路，將可能滿足關系PIN<

26、;POUT。請使用散射參數S給出描述這些功率關系的條件。解答：如果網絡是有耗網絡散射參數S滿足如果網絡是有源網絡散射參數S滿足 8 如果一個N端口網絡的阻抗矩陣Z滿足互易條件Znm=Zmn，請證明該網絡的散射參數S也滿足互易條件Snm=Smn。解答： 阻抗矩陣滿足互易條件，則為對稱矩陣=由此得：對其求轉置，考慮，為對稱矩陣得，則滿足互易條件，得證9 使用T形電阻網絡（如Error! Reference source not found.所示）可以設計射頻衰減器。一個典型的3dB衰減器的散射參數為1）請分析3dB衰減器的特性；2）如果在阻抗Z0=50W的射頻系統中設計3dB衰減器，請給出T形電阻

27、網絡的元件參數。解答： 說明他是互易網絡說明它是有耗網絡兩邊杰匹配負載 10 在射頻通信系統中，經常使用Z0=50W和Z0=75W兩種特性阻抗的電路。如果一個特性阻抗為Z0=50W的傳輸線與ZL=75W的負載直接連接，求負載電壓反射系數GL。如果入射的功率為PINC=1dBmW，請問負載獲得的功率PL是多少解答： 11 一個N:1的變壓器可以分析計算得到轉移矩陣A。請自己分析計算給出N:1變壓器的散射參數S。解答： 變壓器滿足： 時 =同理： 得出： 12 請分析計算給出從鏈散射矩陣T到散射矩陣S的變換關系。如果S參數滿足互易條件，請判斷T矩陣是否也滿足互易條件。解答: 由代入式 得： 同理：

28、 可得散射矩陣 如果滿足互易條件，則鏈散射矩陣也滿足互易條件13 一個雙極型晶體管在Z0=50W的系統中，使用矢量網絡分析儀測量得到在900MHz下散射參數為FREQ S11 MAGS11 PHASES21 MAGS21 PHASES12 MAGS12 PHASES22 MAGS22 PHASE (MHz)(Degree) (Degree)(Degree)(Degree)900求該晶體管的Z參數和h參數。（提示：編寫計算機程序計算）14 在晶體管射頻放大電路設計中，需要在晶體管的輸入和輸出端口連接匹配電路，以獲得最佳的性能。如Error! Reference source not found.

29、所示的射頻晶體管放大電路，輸入端口和輸出端口匹配電路等效兩端口網絡的散射參數分別為SM和SN，晶體管等效兩端口網絡的散射參數為ST，信號源內阻ZG和負載阻抗ZL均為實數。為了分析匹配電路的效果，需要確定輸入匹配網絡的輸入端電壓反射系數GIN和輸入匹配網絡的輸入端電壓反射系數GOUT。請給出Error! Reference source not found.中射頻放大電路的信號流圖，并計算給出GIN和GOUT的表達式。圖 Error! No text of specified style in document.Error! Bookmark not defined.射頻晶體管放大電路解答：信號

30、流圖如下： 其 習題5：1 討論巴特沃茲濾波電路、契比雪夫濾波電路、橢圓濾波電路的頻率響應的特點，比較三種濾波電路的優點和缺點。解： 參考表5-12 證明對于無耗濾波電路，散射參數S滿足關系解： 對于無耗兩端口網絡滿足既： 將散射矩陣代入上式，可得則： 3 濾波電路如Error! Reference source not found.所示，參數已經在電路圖上標注。圖 Error! No text of specified style in document.Error! Bookmark not defined.習題Error! Reference source not found.的電路圖求

31、：1）有載品質因數QL、無載品質因數QF、外電路品質因數QE；2）在諧振頻率處，信號源輸出功率POUT和負載得到的功率PL。解： 在沒有插入濾波電路時，電路處于完全匹配狀態，可得到負載獲得的最大功率為：此功率即為入射濾波電路的功率，即為信號源的最大的輸出功率 在諧振頻率處，L和C不消耗功率，根據電路的串聯關系，負載得到的功率為4 濾波電路如所示，參數已經在電路圖上標明。圖 Error! No text of specified style in document.Error! Bookmark not defined.習題Error! Reference source not found.的電

32、路圖求：1）有載品質因數QL、無載品質因數QF、外電路品質因數QE；2）在諧振頻率處，信號源輸出功率POUT和負載得到的功率PL。 解： 在諧振頻率處，5 試比較l0/4終端開路和終端短路傳輸線，與相應LC串聯諧振電路和LC并聯諧振電路的區別。 解： 短路和終端開路的傳輸線，只在處輸入端的等效阻抗與相應的 LC并聯諧振電路和LC串聯諧振電路的阻抗相同，在其余地方不能和LC并諧振電路LC串聯諧振電路的阻抗相同且變化率不一樣。6 設計一個歸一化巴特沃茲低通濾波電路，要求在兩倍截止頻率處處具有不低于20dB的衰減。解：濾波電路如下所示： 7 給出一個契比雪夫低通濾波電路的帶內插入損耗曲線，要求帶內波

33、紋為6dB，并且在兩倍截止頻率處具有不低于50dB的衰減。 解： 由于只能取正整數，所以滿足條件。8 在DCS1800的射頻通信系統中，下行信號頻率的范圍為1805MHz1880MHz。請設計一個集總參數帶通濾波電路，通帶的頻率范圍與下行信號的頻率范圍一致。要求通帶內波紋為，在頻率處，濾波電路具有不低于30dB的衰減。解： 將表示為歸一化頻率使用契比雪夫低通濾波器，在處，具有大于30dB的衰減。參考圖5-22,用二階即N2，查表5-5，二階波紋契比雪夫濾波電路的歸一化參數為，取作為標準阻抗9 終端開路的微帶傳輸線，由于邊緣場的存在可以等效為并聯一個的負載電容。已知在微帶線特性阻抗為50W，傳輸

34、射頻信號的相速度為´108m/s，對于長度為1cm的微帶傳輸線。考慮終端開路的邊緣場效應，計算10MHz、100MHz、1GHz頻率下，傳輸線的輸入阻抗；并求在不同頻率下等效理想的開路傳輸線的長度。解：由可得出在10MHz、100MHz，1GHz的頻率下，的負載電容的阻抗分別為：可得：代入等效阻抗公式：可得：終端開路的傳輸線的長度得10 利用兩端口網絡的轉移矩陣，證明Error! Reference source not found.中Kuroda規則的第2個和第3個電路變換。 解： 串聯電感的轉移矩陣為單位元件的轉移矩陣表示為可得到原始電路的轉移矩陣右邊，將代入得，得證。3. 左邊

35、：右邊： 把的代入，得證。11 如果使用長度為l0/4傳輸線的單位元件，證明Kuroda規則中的電路變換依然適用。解： 當使用長度為的傳輸線作為單位元件時，該無耗傳輸線的轉移矩陣為，其中由于其轉移矩陣的格式沒有改變所以規則對于的傳輸線依然成立。12 在某射頻通信系統中，第一中頻為fIF=200MHz。請設計一個截止頻率為200MHz，在500MHz具有50dB以上衰減的低通濾波電路。要求使用最少的元件實現濾波電路，并且通帶內帶內波紋為3dB。解： 根據要求，濾波電路應在處有50db的衰減，據圖5-21可得到至少需要4階的歸一化電路，據表5-4可得歸一化濾波電路的參數為： 采用首元件為串聯電感利

36、用映射到低通的公式得最后的電路為： 13 在GSM900的移動通信系統中，在移動接收機中需要在下行信號中濾除上行信號的干擾。已知上行信號的頻率范圍為890MHz915MHz，下行信號頻率的范圍為935MHz960MHz。1）要求使用集總參數濾波電路，設計一個3階帶通濾波電路，通帶波紋為3dB，中心頻率為，帶寬為25MHz。2）求該濾波電路對中心頻率為下行信號的衰減。解：. 查表5-4得到3階3dB等波紋歸一化低通濾波器的歸一化參數為：根據式（）和式（）得到能代替電感電容的電感電容的值最終得到帶通濾波電路如圖所示：計算f=的歸一化頻率為插入損耗為3dB即得得濾波電路對下行信號中心頻率的衰減為：1

37、4 在“藍牙”通信系統中，需要設計一個5階最大平滑帶阻濾波電路，要求中心頻率為，帶寬為15%，輸入和輸出阻抗為75W。解： 首先設計歸一化低通濾波電路，據設計要求選用5階巴特沃茲濾波電路，參考表5-2可得歸一化常數為：選用首元件為并聯電容的濾波電路串聯電感用終端短路的傳輸線替代，并聯電容用終端開路的傳輸線替代微帶線的特征阻抗可用帶寬系數歸一化參數計算：利用kurda規則得到最后的電路為15 設計一個截止頻率為5GHz的5階線性相移低通濾波電路，要求給出集總參數濾波電路的原理圖。如果使用電路板相對介電常數er=，介質厚度為d=1mm，計算并給出微帶濾波電路。解： 根據設計要求，選取5階線性相移的

38、巴特沃茲濾波電路，其設計參數為采用首元件為并聯電容的濾波電路，則，如下圖：，實際低通濾波器中的參數為：。原理圖同上。采用微帶線，利用Kurda規則得到最后的電路為：16 在射頻通信電路中，設計一個7階的階躍阻抗低通濾波電路，要求截止頻率為1GHz，具有最大平滑的帶內響應。1）已知電路板的厚度為d=1mm，基質相對介電常數為er=3，請繪出微帶濾波電路。2）如果選用基質相對介電常數更高的陶瓷電路板（er=27），請重新繪出微帶濾波電路，并對比濾波電路較尺寸的變化。解： 先設計歸一化的最大平滑巴特沃茲濾波電路，根據設計要求，需選用7階濾波電路。由表5-2,得到歸一化元件參數為選取和。據階躍阻抗低通

39、濾波電路的傳輸線的長度滿足：取50，為波數，可以得到在的介質基板上，微帶階躍阻抗低通濾波電路參數為濾波電路微帶線元件歸一化參數寬度W/mm長度L/mm并聯電容串聯電感并聯電容串聯電感并聯電容串聯電感并聯電容濾波電路：當時，參數為：濾波電路微帶線元件歸一化參數寬度W/mm長度L/mm并聯電容串聯電感并聯電容串聯電感并聯電容串聯電感并聯電容 濾波電路如下：17 在濾波電路的實際測量中，可以使用網絡分析儀方便地獲得該兩端口網絡的S參數。在網絡分析儀上，|S11|和|S21|隨頻率變化的曲線可以直接顯示在屏幕上。1）試證明|S11|和|S21|隨頻率變化曲線的交點對應于無耗濾波電路的截止頻率。2）如果

40、濾波電路存在功率損耗，|S11|和|S21|曲線的交點將會如何變化。 解：無耗濾波電路滿足|S11|和|S21|的交點滿足則插入損耗得：|S11|和|S21|隨頻率變化曲線的交點對應于無耗濾波電路的截止頻率。2） 無18 在衛星通訊系統中，需要設計一個帶通濾波電路。已知信號的中心頻率為10GHz，帶寬為300MHz。要求濾波電路具有最大的平滑響應，并且在處具有不小于40dB的衰減。解：高端載頻低端載頻頻率表示為歸一化的頻率根據設計要求，需選用5階巴特沃茲濾波電路。查表5-2得濾波電路的歸一化參數為取50作為標準阻抗，得耦合微帶線的奇模數特征阻抗與偶模特征阻抗為：012345 在根據所給基質的性

41、質得出最終的濾波電路。19 如Error! Reference source not found.所示的濾波電路，元件參數已經在圖上標明，從濾波電路輸入端看進去的輸入阻抗為ZIN。1）試編寫計算機程序，計算輸入阻抗ZIN隨頻率變化的特性。2）試編寫計算機程序，計算濾波電路的電壓傳遞系數的模值|H(w)|，并分析濾波電路的中心頻率和頻帶寬度；3)繪出濾波電路的插入損耗的曲線，分析濾波電路的類型。圖 Error! No text of specified style in document.Error! Bookmark not defined.習題Error! Reference source

42、not found.的電路圖習題6：1 在960MHz的頻率下，負載阻抗ZL=100+j20W，要求通過L形匹配網絡將阻抗變換到Zin=10+j25W。請通過解析計算設計一個L形雙元件匹配電路，并在Smith圓圖上進行驗證。解： 據分析：可采用如圖所示的匹配電路據阻抗計算公式 分離實部與虛部可得： 2 設計一個兩元件L形匹配電路，將負載阻抗ZL=100-j100W變換到輸入阻抗Zin=25+j25W。 解： 據分析：可采用如圖所示的匹配電路 方法同上： 3 晶體管T組成的放大電路要求輸出負載導納為YL=，其輸出匹配電路采用如Error! Reference source not found.的

43、L形匹配電路。求在700MHz的頻率下集總元件電容C和電感L的數值。圖 Error! No text of specified style in document.Error! Bookmark not defined.晶體管L形匹配電路 解：據要求：方法同上： 4 在Z0=50W的射頻系統中，如果將負載阻抗ZL=25+j50W通過L形匹配網絡與信號源阻抗ZS=50W匹配，請問有多少種可能的L形匹配電路如果負載阻抗是ZL=10+j10W，請問有多少種可能的L形匹配電路解：由課本圖6-28所示，可有4中可能的L形匹配電路滿足要求，當負載阻抗為時，可有2種L形匹配電路滿足要求5 在Z0=50W的射

44、頻系統中工作頻率為1GHz，負載阻抗為ZL=60-j30W，要求匹配到輸入阻抗為Zin=10+j20W，并且滿足節點品質因數Qn<3。請設計T形電路實現阻抗匹配。 解： 采用如圖所示的匹配電路其中 6 在1GHz的頻率下，采用如Error! Reference source not found.的p形匹配電路。在Smith圓圖上描繪從RL到Zin的阻抗變化過程，估算輸入阻抗Zin和節點最大品質因數Qn。圖 Error! No text of specified style in document.Error! Bookmark not defined. p形匹配電路的計算解： 最大品質因

45、數=Smith圓圖如下：7 在600MHz的頻率下，請設計兩個T形匹配電路，將負載阻抗ZL=100W變換到輸入阻抗為Zin=20+j40W，并且滿足最大節點品質因數Qn=3。 解： 其中 其中Error! No bookmark name given.Error! No text of specified style in document.Error! No sequence specified.Error! No bookmark name given.Error! No text of specified style in document.Error! No sequence spec

46、ified.Error! No bookmark name given.Error! Reference source not found.所示的雙分支匹配電路中，所有傳輸線的阻抗均為Z0=50W，三段傳輸線的長度分別為：l1=l，l2=l，d=l/8。當電路工作在1GHz的頻率下，求輸入端口的電壓反射系數Gin。圖 Error! No text of specified style in document.Error! Bookmark not defined.雙分支匹配電路阻抗計算解：得到其在輸入端的等效阻抗為： 得到輸入端口的電壓反射系數為14晶體管T的輸入阻抗匹配電路如Error! R

47、eference source not found.所示，求從晶體管輸入端向信號源看去的電壓反射系數GS。圖 Error! No text of specified style in document.Error! Bookmark not defined.晶體管輸入匹配電路計算 解： 從電源向后看，首先遇到一個特征阻抗為的傳輸線由于電源的阻抗也為所以等效過去認為，也就是說一個阻抗經過串聯一個電容變為了，所以咱們反過去的時候應是串聯一個電感其感抗與電容的容抗一樣，然后依次類推，得到最后的結果。15.比較無源偏置電路和有源偏置電路的優缺點。 優點缺點無源偏置電路電路結構簡結一定成都上抑制靜態工作

48、點受溫度影響的偏移對晶體管參數變化敏感對溫度穩定性差有源偏置電路具有一定的電壓穩定性，可改善放大電路的靜態工作點的穩定性采用相同溫度特性的低頻和射頻晶體管，可抑制溫度對靜態工作點的影響比無源使用了更多的元件，電路板尺寸會增加，成本也增加16.討論雙極型晶體管和場效管靜態工作點與相應電路應用的關系。解：參考課本圖6-57靜態工作點A，工作接近截止區和飽和區的交接區域，晶體館的電流和電壓均較小，適合于低噪聲和小功率放大電路的情況；靜態工作點B，工作在接近飽和區的位置，適合于低噪聲大功率放大電路的情況靜態工作點C，工作在遠離截止和飽和區位適合高輸出功率的A類放大電路靜態工作點D，工作在接近截止區的位置，適合于AB類和B類功率放大電路17.設計如Error! Reference source not found.所示的無源偏置電路。要求靜態工作點為VCE=8V，IC=2mA，電源電壓VCC=15V。已知晶體管的直流電流放大系數hFE=100，VBE=。提示：通常電阻RE上的電壓為電源電壓VCC的10%至20%；為了提高電路的穩定性，通常需要滿足條件10RTH=hFERE。解：選取上的電壓為的10%即 18設計如Error! Reference source not found.（a）所示的偏置電路。已知電源電壓VCC=12V，晶體