深度分析射频电路的原理及应用

什么是射频电路

射频简称RF，射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于1000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。

射频电路指处理信号的电磁波长与电路或器件尺寸处于同一数量级的电路。此时由于器件尺寸和导线尺寸的关系，电路需要用分布参数的相关理论来处理，这类电路都可以认为是射频电路，对其频率没有严格要求，如长距离传输的交流输电线(50或60Hz)有时也要用RF的相关理论来处理。

射频电路方框图

射频电路的原理

射频电路的原理我们以普通手机射频电路来详细的介绍：

接收电路的结构和工作原理：

接收时，天线把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号经滤波，高频放大后，送入中频内进行解调，得到接收基带信息(RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N);送到逻辑音频电路进一步处理。

电路分析：

电路结构

接收电路由天线、天线开关、滤波器、高放管(低噪声放大器)、中频集成块(接收解调器)等电路组成。早期手机有一级、二级混频电路，其目的把接收频率降低后再解调(如下图)。

接收电路方框图

发射电路的结构和工作原理

发射时，把逻辑电路处理过的发射基带信息调制成的发射中频，用TX-VCO把发射中频信号频率上变为890M-915M(GSM)的频率信号。经功放放大后由天线转为电磁波辐射出去。

电路分析：

电路结构。

发射电路由中频内部的发射调制器、发射鉴相器;发射压控振荡器(TX-VCO)、功率放大器(功放)、功率控制器(功控)、发射互感器等电路组成。(如下图)

本振电路的结构和工作原理：

（本机振荡电路、锁相环电路、频率合成电路）

该电路产生四段不带任何信息的本振频率信号(GSM-RX;GSM-TX;DCS-RX;DCS-TX);送入中频内部，接收时对接收信号进行解调;发射时对发射基带信息进行调制和发射鉴相。

电路分析：

电路结构：手机本振电路有四种电路结构。

a) 由频率合成集成块、接收压控振荡器(RX-VCO)、13M基准时钟、预设频率参考数据(SYN-DAT;SYN-CLK;SYN-RST;SIN-EN)，组成(早期手机多用;如下图)。

b) 把频率合成集成块集成在中频内部，结合外接RX-VCO组成(中期机、诺基亚机多用;(如下图)

c) 把频率合成集成块、接收压控振荡器(RX-VCO)集成一体，称本振集成块或本振舐IC(中期机、三星机多用;如下图)。

d) 把频率合成集成块、接收压控振荡器(RX-VCO)集成在中频内部(新型机、杂牌机多用;如下图)。

值得注意：无论采用何种结构模式，只是产生的频率不同;其工作原理，产生的频率信号的走向和作用都一样的。

射频电路的应用

RF(Radio Frequency)技术被广泛应用于多种领域， 如：电视、广播、移动电话、雷达、自动识别系统等。专用词RFID(射频识别)即指应用射频识别信号对目标物进行识别。

RFID的应用包括：

1、ETC(电子收费)

2、铁路机车车辆识别与跟踪

3、集装箱识别

4、贵重物品的识别、认证及跟踪

5、商业零售、医疗保健、后勤服务等的目标物管理

6、出入门禁管理

7、动物识别、跟踪

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无形战场上的较量——俄罗斯电子战装备发展及未来电子战新进程

来源：人民网-军事频道原创稿

近期，俄罗斯国防部长绍伊古在国防部年度装备建设会议上，对俄军电子战系统发展态势“表示满意”。并称三年来俄军共接受了一千多件电子战设备，许多俄罗斯电子战系统在世界上是独一无二的。俄多家媒体也陆续披露俄罗斯电子战力量建设情况，并结合实战效果分析其作战效能。在未来信息化战场和混合战争中，电子战将成为俄军应对军事威胁、打造非对称优势的关键力量。

电子战装备是新一代战争的主要不对称装备之一。随着现代军事及作战应用的发展，电子战的地位和作用日益凸显。如今，电磁空间已经成为继海、陆、空后，各军事大国争夺的热点。未来武器系统的先进程度将越发受其电子信息系统的先进程度所影响，未来战争中电磁频谱控制权的斗争只会更加激烈。

俄电子战系统成果斐然，实训实战显神威

俄罗斯的电子战力量包括电子攻击、电子战支援、电子情报获取等。近年来，俄罗斯的电子战力量正作为一个新的重要兵种从幕后走向前台。目前，俄罗斯电子战的主要兵力和装备集中在地面部队、空天部队和海军，以及各军区的联合部队中。在空降部队中，突击师中设立了电子战部队。在战略火箭部队，每个导弹军、师和试验场都设立了电子支援部队。2014年以来，各军区的无线电干扰部队和装备都完成部署，各类电子战系统也逐渐列装完毕。

“田野-21”电子战系统

俄军南方军区第49军的电子战专家近日首次在训练中使用了“田野-21”电子战系统。现代战场上，探测目标是一切军事行动的前提，雷达能否侦查到敌人、卫星是否能定位到敌人关乎着战场主动权的夺取。在此背景下，“田野-21”横空出世，如同一把无形利剑。“田野-21”可将在部署区域内将导航卫星发送的信号斩断，以破坏高科技武器打击链的完整性，阻止敌方夺得战场主动权。敌方无人机、制导导弹等武器只要进入“田野-21”的干扰范围，就像失去了“眼睛”一般，无法实行有效的进攻，最终逃不过被摧毁的命运。

“克拉苏哈-4”电子战系统

“克拉苏哈-4”电子战系统是“克拉苏哈-2”电子战系统的现代化改进版，最大覆盖范围可达到300公里。“克拉苏哈-4”不仅可以使无人机、侦察机乃至预警机致盲，而且能够有效干扰间谍卫星，使其无法继续追踪该区域目标，对敌军无线电电子设备造成永久性损害，是电子战领域的“无形盾牌”。目前，“克拉苏哈-4”电子战系统已经在叙利亚战场投入实战，并承担着监控北约军事雷达电磁信号、压制北约各型飞机的重任，进而对北约各项军事活动做出快速反应。凭借这项电子战“大杀器”，俄军有实力在短时间内使北约军方的电子设备瘫痪，将电子战大国的威严牢牢握在手中。

“希比内”电子战系统

“希比内”系统为苏-34战机的机载电子战系统，可对敌空情雷达厘米波段实施噪声干扰或直接压制。“希比内”系统有自动和手动两种工作体制，主要由接收机、分析器、引导装置和4个发射机组成，作用距离至少100千米。其中，接收机有2种工作模式，分别是“非搜索模式”和“干扰模式”。以“非搜索模式”工作时有30个信号接收频道，可覆盖军用电子器材的常用频段；以“干扰模式”工作时，保护系统会自动将己方接收系统关闭，以防受到干扰。分析器通过对接收机获取的信号进行评估，确定敌方设施的类型，然后选择合适的压制模式。引导装置将信号发射机调至指定频率，并将其切换至瞄准或阻塞干扰模式。公开信息显示，“希比内”系统可压制2-3台敌方雷达。

值得一提的是，“希比内”系统大量采用先进的计算机技术，智能化水平较高。与过去的俄制同类系统相比，“希比内”系统具备更好的实时能力、自适应能力和全功率管理能力。

秉持“非对称发展”理念，俄仍将大力发展电子战装备

俄军通过组建电子战部队和配备现代化技术装备，积极发展电子战力量，并借助在叙利亚的军事行动实战检验了俄军包括电子战系统在内的各类新式武器装备，全方位展示了俄军“新面貌”改革的成果，起到了显著的战略震慑效果。俄军充分发现自身电子战装备的优缺点，据此可以继续改进以提升作战能力。俄军电子战装备的作用距离、作用目标范围都得到大幅提升，同时现代化水平和国产化率也得到提升。

在2020年的北约国防部长会议上，北约将如何应对俄带来的挑战列入议程之中。同时，北约在俄罗斯边界的非战争军事行动急剧增加，电子侦察机频频出现，对俄罗斯国家和国防安全造成重大威胁。从实质上讲，电子战其实是对信息优势的争夺。在战场上，哪一方掌握更多的信息，哪一方就拥有了战场的主动权。在巨大的信息差之下，优势方对劣势方的进攻几乎是降维打击，劣势方甚至没有还手之力。就目前的电子战装备而言，大多数的系统还处在收集、干扰、压制的阶段，但智能化的发展正在推动电子战进入新的阶段，这也给未来战场带来了更多可能性。未来战争将会朝着更深层次、更广范围的电子战方向发展，甚至有可能每一个单兵、每一个武器都会成为电子战系统的分系统，实现统一化调控、差异化进攻的高效方式。

虽然电子战发生在没有硝烟的无形战场，但大国间的博弈从来没有停息。上述电子战系统仅是俄罗斯发展电子领域的冰山一角，更多电子战武器仍在研发之中。各大军事强国也都在积极探索电子战发展的新方向，为实现电子战的综合化、一体化和智能化而努力。未来，电子战系统将成为俄军连接作战指挥和情报支援系统、攻击破坏敌方信息系统、确保战争胜利的关键性作战节点。同时，现代战场电磁环境日益复杂，一体化和通用化也将逐步成为俄军未来电子战装备的发展重点。(郭舜、贺海军)