微波课程设计.ppt

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1、图像发射和接收意义图像信号是一个视频信号，如果要实现远距离的传输，则一定经加载到高频上，通常图像信号要经过幅度调制，上变频，放大，然而经天线发射出去，所以图像的调制和解调在这套系统中占有非常重要的作用。目的1．了解图像调制和解调的特性2．掌握图像传输的原理3．学会进行图像的发射和接收按下图连接图像调制解调系统系统实物连接图发射系统TV调制器图像视频信号，具有较低的频谱分量，不适宜在信道中传输。因此在图像传输系统的发送端需要有调制过程，需要通过调制器，调制成稳定的高频射频振荡信号，使其在信道中能有效的传输。视频图像采用调幅调制方式，音频采用调频调制方式。TV调制器使输入的图像信号对载波

2、信号进行振幅调制，用携有信息的低频信号去控制载波的幅度，使载波的幅度按照图像视频信号的规律变化。TV调制器输出调幅波。混频器是将信号频率由一个量值变换为另一个量值的过程。也叫变频器。混频器通常由非线性元件和选频回路构成。发射端的混频器是将已调信号（频率为f0）与VCO信号（频率为f1）进行混频，取其和频，得到更高频率的信号（频率为f0+f1），信号经混频后，只有频谱的搬移，不出现新的并落在有用的频谱内的分量。压控振荡器VCO指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路(VCO)，频率是输入信号电压的函数。在振荡电路中采用压控元件作为频率控制器件，它的中心频率是在没有外加控制电压时固有

3、的频率，在一定范围内频率变化与控制电压成线性关系。直流电源为VCO提供两路电压，其中一路作为VCO的偏置电压，电压值为12VDC，另外一路作为VCO的调谐电压，电压值为0~12VDC。调节调谐电压可以调节VCO信号输出频率。当频率改变时，振荡信号的电压和功率也有相应变化。VCO要求频率稳定性高，压控线性和灵敏度高，抗噪声性能好。功率分配器功率分配器将VCO信号输出功率分配为两路，一路供给发射端，与TV调制器输出的调制信号进行混频。另一路经过10dB定向耦合器，传输到信号接收系统部分，与天线接收的信号进行混频。功分器是一个三端口器件。各个端口完全匹配，即无反射。端口2与3相互隔离。本实

4、验箱中功分器为功率等分器。射频放大器由于混频后信号功率较小，因此在它的后面需经过射频放大器使信号功率放大。信号获得足够大的功率后，才能馈送到天线上辐射出去。射频功率放大器的工作频率很高，但相对频带较窄，射频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。按照电流导通角的不同，分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的导通角为360°，适用于小信号低功率放大，乙类放大器电流的导通角等于180°，丙类放大器电流的导通角则小于180°。乙类和丙类都适用于大功率工作状态，丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高的。射频功率放大器大多工作于丙类，但丙类放大器的电流波形失真太大，只能用于采用

5、调谐回路作为负载谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然接近于正弦波形，失真很小。天线天线是无线微波图像传输系统的重要组成部分，天线（antenna)是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。发射天线要求尽可能的只向需要的方向辐射电磁波，尽量减少其他方向的噪声和干扰。接收系统接收系统由天线、定向耦合器、混频器、图像解调器和显示器组成。接收

6、系统中混频器的原理与发射系统中混频器的原理相同，将天线接收到的信号与10dB定向耦合器输出端的信号进行混频，取其差频，即下变频。定向耦合器定向耦合器是一种通用的微波/毫米波部件，是一种有方向性的无源微波功率分配器件。可用于信号的隔离、分离和混合，如功率的监测、源输出功率稳幅、信号源隔离、传输和反射的扫频测试等。主要技术指标有方向性、驻波比、耦合度。设输入功率为P1，直通端、耦合端和隔离端在接匹配负载时的输出功率分别为P2,P3,P4。耦合度C定义耦合度C越大，耦合越弱。通常把C<10dB的定向耦合器称为强耦合定向器。方向性D定义D越大，反向传输的功率越小，方向性越好。理想情况下：隔离

7、度I定义理想情况下显然利用smith圆图设计匹配网络RF电路中，常常遇到不同传输线间的连接、不同元器件间的连接和天线与馈线间的连接等问题。如果直接连接，由于阻抗不匹配，必然会产生反射。因此，需要在连接点间插入匹配网络，实现阻抗匹配，保证功率无反射地传输。另外，为了使信号源输出功率最大，也希望外电路的输入阻抗与源阻抗实现共轭匹配，因此，在外电路与信号源之间通常也需要匹配网络。阻抗匹配的好处：?使传输功率无反射地传送给负载?实现源最大功率输出?改善系统的信噪比