《射频电路基础》教学大纲

课程编号：ME3616L

课程名称：射频电路基础         英文名称：Fundamentals of Radio Frequency Circuits

学分/学时：3/48                      课程性质：必修

适用专业：电子封装技术               建议开设学期：5

先修课程：模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、数字信号处理、电路分析基础

开课单位：机电工程学院电子封装系

一、课程的教学目标与任务

射频电路基础课程是电子封装专业本科生的核心必修课程。要求学生掌握射频电路的基本原理，包括无线通信应用、传输线分析、Smith圆图、单端口网络、多端口网络、射频滤波器设计、匹配网络偏置网络、射频晶体管放大器设计、振荡器和混频器等方面的知识。本课程要求学生在射频电路方面具备一定的运用、分析、设计能力，为进一步学习相关专业课程和在通信、电子领域从事科学研究、教学、科技开发、产品设计等工作奠定基础。

本课程通过课堂经典电路原理的分析，相关电路性能指标的计算，逐步培养学生对射频电路各功能模块从原理的分析理解到模仿，再到自行设计的能力升华。课程结束后，学生应该对射频电路的各个单元电路有基本的理解和掌握，具备初步的射频电路设计能力。

结合电子封装技术专业的毕业要求，本课程作为核心必修课，要培养出符合专业培养目标的，具备从事电子结构设计、制造、科学研究、应用开发、运行管理和经营销售方面工作的“工程应用型”电子制造复合型高级人才。

二、课程具体内容及基本要求

（一）引言（2学时）

内容提要：无线通信技术的发展、通信系统的组成、射频电路设计的概念及其内容、课程内容与意义。

1.基本要求

理解本课程的基本内容与重要性,掌握通信理论的发展以及射频电路设计的概念。

2.重点、难点

重点：通信系统的划分，射频电路的设计流程。

3.作业及课外学习要求：

通过查阅文献进一步了解射频技术的发展和射频电路设计的趋势。

（二）射频基础知识（10学时）

内容提要：传输线理论、二端口网络、smith圆图、阻抗匹配。

1.基本要求

掌握传输线理论、smith圆图分析方法，学会二端口网络的概念和参数计算，了解阻抗匹配的基本原理和实现方法。

2.重点、难点

重点：传输线方程、smith圆图、二端口网络常用参数。

难点：反射系数的概念、smith圆图法用于阻抗匹配。

3.作业及课外学习要求：

通过例题和习题进一步掌握二端口网络参数的计算以及smith圆图的分析方法。

（三）无源元件（2学时）

内容提要：分立电路和集成电路中的无源元件。

1.基本要求

理解分立元件中的无源元件的电路模型以及各自特征，掌握集成电路中无源元件的计算方法。

2.重点、难点

重点：集成电路中电阻、电容、电感的计算方法；

3.作业及课外学习要求：

通过例题和习题进一步掌握集成电路中无源元件各自的计算方法，特别是自感和互感的计算。

（四）噪声（2学时）

内容提要：噪声的概念和分类。

1.基本要求

掌握噪声的类型和模型等基本知识、学会等效噪声的计算方法。

2.重点、难点

重点：噪声系数的计算；

3.作业及课外学习要求：

通过查阅课外文献，理解噪声的基本分类和等效模型，通过习题学会级联系统噪声系数的计算。

（五）无线收发机（2学时）

内容提要：无线接收机结构、无线发射机结构。

1.基本要求

了解无线接收机和发射机的分类和结构特征，能够区分不同的收发机类型。

2.重点、难点

重点：镜像抑制接收机的原理。

3.作业及课外学习要求：

通过查阅文献了解无线收发机的发展趋势，通过习题掌握镜像抑制接收机的原理推导。

（六）放大器（17学时）

内容提要：射频放大器、低噪声放大器、射频功率放大器。

1.基本要求

掌握几种重要的放大器的功能、指标和设计方法。

2.重点、难点

重点：信号流图及其应用、低噪声放大器的结构；

难点：利用增益圆设计放大器，放大器的线性化技术。

3.作业及课外学习要求：

通过习题掌握放大器的基本设计和性能指标的计算方法。

（七）混频器（4学时）

内容提要：混频器的结构和电路类型、混频原理。

1.基本要求

掌握混频原理的概念和相关计算方法，了解混频器的各种类型结构。

2.重点、难点

重点：混频失真与干扰的类型。

3.作业及课外学习要求：

通过习题掌握混频器的相关计算，并能够区分不同的干扰类型。

（八）振荡器和谐振器（5学时）

内容提要：振荡器、谐振器

1.基本要求

掌握振荡器和谐振器的基本原理、等效电路以及分类，了解振荡器和谐振器基本的设计方法。

2.重点、难点

重点：振荡器与谐振器的区分。

3.作业及课外学习要求：

通过查阅文献，进一步了解谐振器的设计方法和设计过程。

（九）射频电路测试及设计（4学时）

内容提要：射频电路测试设备、测试技术、matlab用于射频电路的设计。

1.基本要求

（1）了解最基本的测试设备的简单使用；

（2）了解最基本的几种测试技术的实现方法；

（3）了解matlab工具箱中针对射频电路各模块的函数。

2.重点、难点

重点：matlab射频工具箱；

难点：matlab射频工具箱中的函数使用。

3.作业及课外学习要求：

能够根据讲授内容以及参考文献的查阅，构建简单的测试环境和流程，基本掌握matlab在射频电路设计中的应用。

三、教学安排及方式

总学时  48  学时，其中：讲授  48  学时。

注：教学方式填写“讲授、实验或实践、上机、综合练习、多种形式”。

四、本课程对培养学生能力和素质的贡献点

通过本课程的学习，能够使学生掌握射频电路的基本组成，了解射频系统中各模块的基本性质，各模块的功能特性、分析方法以及应用。使学生获得射频电路的分析能力和初步的设计能力，完善学生的专业知识结构、专业素养，为后续课程的学习提供基础。

结合本专业的毕业要求，帮助培养学生具有以下几方面的能力：1．通过本课程的学习，丰富学生的专业知识，并使其在分析和解决复杂电路问题中加以利用。2．通过本课程中分析方法的学习，使学生能够对实际问题进行识别并用数学模型进行表达。3．通过本课程设计部分的学习，使学生具有针对电子制造领域中的复杂系统、部件、模块和工艺流程的设计和开发的能力，并能够在设计环节中体现出创新意识。4．通过本课程整体的学习，使学生初步具有一定的研究能力。具有运用科学原理和科学方法完成电子制造领域实验的初步能力，并能够对实验结果进行分析并通过信息综合得到合理结论。5．通过本课程给出的参考书目，以及课后查阅中外文文献的要求，使学生具有选择和运用技术、资源和信息工具进行工程实践的基本能力。能够了解本课程的最新发展趋势，具备一定的国际视野和跨文化交流和不断学习的能力。6．通过分组讨论实践等环节，培养学生的团队合作精神。7．此外，引导学生理解和评价解决方案对健康、安全、法律和文化问题的影响，并理解应承担的责任，初步具有环境和社会可持续发展的观念。并能够在具体的实践中遵守工程职业道德和规范，履行责任。

在创新能力和意识的培养方面，本课程主要遵循"重视基础、强化能力、注重互动、崇尚创新"的教学思路。教学过程中坚持以学生为主体，注重将射频电路的基本理论与设计的实践相结合、教学与教师科研相补充的方式，采用多种教学手段，更新教学内容，强化互动教学环节，形成有机的课程体系。首先，坚持教学相长的思路，鼓励学生在课堂上多提出自己的见解，加强和学生在重点和难点问题上的讨论。强化课堂答题和讨论环节，增强互动，激发学生积极性，锻炼学生批判性思维；另外，给学生提供射频电路相关的国外优秀参考书目，鼓励学生通过多种途径学习本课程，启发探究能力。

五、考核及成绩评定方式

最终成绩由平时过程考核成绩和期末考试成绩等组合而成。各部分所占比例如下：

平时过程考核成绩：35%。满分为100分。平时成绩主要是对学生学习过程的考核，包括：

1、课堂记录：点名方式考察出勤状况，占10%；

2、作业和课堂答题：主要是对“质”与“量”的考核，以及听课过程中的知识掌握情况，占25%。

期末考核成绩：65%。卷面成绩满分为100分。主要考核学生对于课程知识的掌握程度。考核方式为闭卷、笔试。题型为选择题（不少于10道）、填空题（不少于10道）、计算和简答题（不少于4道），三种题型全部涵盖。

过程成绩提交时间和总评成绩计算说明表

六、教材及参考书目

参考教材：《射频集成电路与系统》，李智群，王志功，科学出版社，2008.8

参考书目：

1.《射频电路设计》理论与应用（第2版），[美]路德维格（Reinhold Ludwig），[美]波格丹诺夫（Gene Bogdanov）著；王子宇，王心悦等译，电子工业出版集团，2013.8

2.《高频电路设计与制作》,[日]市川裕一，青木胜著,卓圣鹏译,科学出版社,2006.8

3.《matlab在射频电路设计中的应用》，陈其昌编著，电子工业出版社，2013.9

七、说明

（一）与相关课程的分工衔接

本课程是在模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、数字信号处理、电路分析基础等专业课程基础上开始的专业课，介绍了射频电路的基本原理，概念及技术等。

（二）其他说明

（无）

（执笔人：纪静       审核人： ）

2019年10月28日