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射频技术应用广泛,涵盖通信系统(如调频广播、电视、移动电话、Wi-Fi、GPS 和卫星电视等)、医疗应用(热玛吉等紧肤设备和 MRI)、工业和科学用途(气象雷达、空中交通管制雷达和 RFID)以及消费电子产品(蓝牙无线耳机和智能家居设备、车库门开启器和汽车钥匙扣等),在日常生活中从增强通信娱乐到改善医疗保健和工业效率都发挥着重要作用。
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无线电频谱是一个从 3Hz 到 3000GHz 的电磁频率范围,用于电视、广播、手机等无线通信。为防止干扰,由国际电信联盟和国家法律进行监管,不同频谱被分配用于各种用途。它是一种需求量大的有限资源,有效利用可推动创新。无线电频谱有多个波段,如极低频用于潜艇通信,甚低频用于导航和时间信号等。随着更多用户和技术出现,无线电频谱越来越拥挤,高频波受大气吸收限制范围,HF、VHF 和 UHF 等术语几十年前确立且仍在使用。
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史密斯圆图是射频电路设计中的重要工具,它就像一张神奇的地图,能帮助工程师解决与阻抗相关的问题。其中包括阻抗曲线,可视为信号在电路中传播时面临的阻力,还有导纳圆图,专注于电路允许信号流动的容易程度。在史密斯圆图上可以操作串联和并联元件以及传输线。S 参数则用于描述高频下电路中信号的行为,与其他参数相比对高频电路更实用,可通过网络分析仪测量。级联 S 参数有助于理解多个电路协同工作,差分电路可减少噪声,一次处理两个信号。
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电子设备的通信和运作涉及复阻抗、谐振和传输线等核心概念。复阻抗包括电阻和电抗,谐振是电源频率与电路固有频率匹配时阻抗下降、电流飙升。品质因数衡量谐振程度,串联和并联 RC/RL 网络及二者转换各有特点。传输线有不同类型、特性阻抗、5% 规则等,还包括集总与分布式网络以及短路和开路终端传输线。阻抗失配会引起信号反射,如反射系数、回波损耗、失配损耗和驻波比等,以电视天线为例,位置不对即阻抗失配会使信号质量下降。
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