專    業：電子信息科學與技術      （微波毫米波系統與器件技術）

一、實驗目的

射頻（微波）電路是構成通信系統、雷達系統和微波應用系統的發射機和接收機的關鍵部件。經過半個世紀的發展，各種電路的原理日趨成熟，結構形式多樣，現如今，發展迅速的通訊微波產業都需要射頻人才的支持，所以這個課程設計對于微波毫米波專業的我們來說，有很重要的學習實踐意義。

二、系統介紹     

本無線影音傳輸系統的發射部分如圖1 所示，接收部分如圖2所示：

系統由攝影機、影音電視調制器、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、中頻放大器等構成。工作原理很簡單，先利用攝影機將聲音和影像等訊號接收，經過調制器調至成載波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，最后經過功率放大器將上射頻信號的功率進行放大，由頻帶為 915MHz的微帶片型天線把信號輻射到空氣中，至此完成傳輸系統的訊號發射。接收部分的操作原理是由發射頻率為915MHz的天線將信號接收到低噪聲放大器，經過放大器把微弱信號進行功率放大，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顯示信息，至此完成傳輸系統的信號收發。

三、實驗模組特性測量

1.實驗一：OPEN/SHORT/THRU 校正器

a.模組編號：RF2KM1-1A（OPEN/SHORT/THRU）

b.模組內容：

c.測試結果圖

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.實驗二：π型、T型阻抗匹配器

a.模組編號：RF2KM2-1A

b.模組內容：

c.測試結果圖

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.實驗三：π型、T型功率衰減器

a.模組編號：RF2KM3-1A

b.模組內容：

c.測試結果圖

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.實驗四：電阻式功率分接器

a.模組編號：RF2KM4-1A

b.模組內容：

c.測試結果圖

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.實驗五：威爾金森功率分接器

a.模組編號：RF2KM4-2A

b.模組內容：

c.測試結果圖

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.實驗六：L-C方向耦合器

a.模組編號：RF2KM5-1A

b.模組內容：

c.測試結果圖

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.實驗七：平行微帶線方向耦合器

a.模組編號：RF2KM5-2A

b.模組內容：

c.測試結果圖

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.實驗八：低通、帶通濾波器

a.模組編號：RF2KM6-1A

b.模組內容：

c.測試結果圖

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.實驗九：MMIC/BJT放大器

a.模組編號：RF2KM7-1A

b.模組內容：

c.測試結果圖

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.實驗十：L-C振蕩器

a.模組編號：RF2KM8-1A

b.模組內容：

c.測試結果：

記錄所測量頻率值423.7MHz

11.實驗十一：壓控振蕩器

a.模組編號：RF2KM9-1A

b.模組內容：

c.測試結果：

最大值：1372MHz；最小值：831MHZ

四、仿真設計

1.設計任務

利用HFSS仿真軟件設計一個圓形微帶天線，freq=2.4GHz，并進行優化。

2.設計過程

（1）模型圖

（2）參數設置

（3）仿真優化結果

五、結果分析與心得體會

專業課的學習快要結束，這個課設算是檢驗自己對所學知識的能力吧，很欣慰自己能夠按時完成射頻收發系統天線這個部分的設計任務。因為大三曾經用HFSS和CST設計過一個集成波導陣列微帶天線，所以這次設計我選用比較熟悉的HFSS。雖然在后續的仿真過程中，差不多用了兩個小時才得到最后的結果，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。

當然也感謝幫助過自己的學長和同學們，幫我解決了一些軟件使用方面的問題。通過這個課程設計，加深了對微波專業的認識和理解。在前期的模塊測試中，也親自和同組同學一起完成了電視機訊號收發系統的組裝，并且視頻信號傳輸成功。可能因為本振模塊頻率調諧不是很準確，傳輸得到的圖像不是很清晰。但是能從其中收獲很多寶貴經驗對以后的學習是最重要的。