RF 基础知识ppt课件

熟悉射频基础知识，1、1、2，课程目标，1 .射频基本概念.2.熟悉射频基本设备和体系结构.3.熟悉一般射频测试项目.3.课程内容、 第一章射频的基本概念第二章射频的基本设备和架构第三章一般射频的测试项目，第四章，无线通信系统的无线通信中使用的频率和频带射频的一般单位射频的共同概念，2020/6/11，5，5通信系统的构成，5，6， 在无线通信中使用的频带和频带、电波频带的区分、7、欧洲、美国、日本等西方各国中常常将一部分微波频带划分为l、s、c、x、Ku、k、Ka等频带(或者子频带)，8、以功率为单位的简档、绝对功率的dB以dBm、dBW表示无线频率信号的绝对功率，以MBM、dBW表示绝对功率如下所述与w的转换关系：例如，如果用xW和dBm表示信号功率，那么信号功率的幅度为：例如1W等于30dBm，0dBW。 另外，以功率单位的概要、相对功率以dB表示高频信号的相对功率的常用dB和dBc这两种形式来表示，其差异是dB是任意两个功率之比的对数表示形式，dBc是某一频率点的输出功率与载波频率的输出功率之比的对数表示形式。 10、天线传播相关单元的概述、天线和天线增益的天线增益通常由dBi或dBd表示。 dBi是天线的功率能量密度与无向天线的比，dBd是功率能量密度与半波振子Dipole的比，半波振子的增益为2.15dBi，因此，0dBd=2.15dBi。 11、噪声相关概念、噪声定义和噪声是在信号处理期间无法准确预测的干扰信号(各种点频率干扰不是噪声)。 常见噪声包括外部电噪声、汽车点火噪声、系统内部热噪声、晶体管等工作中产生的颗粒噪声、信号与噪声的互调产物。 12、相位噪声、相位噪声是测量音调信号(例如本机振荡器)的谱纯度的指标，在时域中表现为信号过零的抖动。 理想的单音信号在频域中必须是脉冲，但实际的单音总是具有一定的频谱宽度。 由于常见的本振信号被认为是随机过程是单音调相位过程，因此该信号的边带信号也称为相位噪声。 相位噪声可以在频域中当距离中心频率几Hz时，与总信号功率相比较，单位带宽内的功率可以定量地描述。 13 .关于噪声的概念，例如，晶体的相位噪声可以表示为： 14，噪声系数和噪声系数用于测量高频组件对小信号的处理能力，通常将单元输入的信噪比除以输出的信噪比，并且如下进行描述：对于线性单元， 在此情况中，噪声系数由下式表示： Pno是输出噪声功率，Pni是输入噪声功率，g是单元增益： 15、级联网络的噪声系数方程式，16，线性相关器，信号在通过射频信道(其中所谓射频信道是指射频收发机信道，不是空间段的衰落信道)时有一定程度的失真，失真可以分成线性失真和非线性失真产生线性失真的主要有几个滤波器等无源装置，产生非线性失真的主要有几个放大器、混频器等有源装置。 另外，在射频信道中引入了若干加性噪声和乘法噪声。 17、非线性振幅失真、非线性振幅失真测量了常用的1dB压缩点、三次正交调制、三次截止点等指标，以下分别研究这三种指标。 例如，1-db压缩点是高频放大器，其中，在输入信号较小时，其输出可以保证与输入的线性关系，在输入电平上增加1-db，在输出上相应地增加1-db，增益不变。 随着输入信号电平增加，输入电平增加1dB，输出增加小于1dB，增益开始压缩，增益被压缩1dB时的输入信号电平被称为输入1dB压缩点，此时，输出信号电平被称为输出1dB压缩点。 以下图：18、1db压缩点、19、3阶正交灰度、3阶正交灰度(2音3阶正交灰度)是测量非线性的重要指标，此处以放大器为例说明3阶正交灰度指标。当同时相隔两个f而将电平相等的音调信号输入到射频放大器中时，放大器的输出频谱基本上如下：三阶交流中常用的dBc表示，即，交流产品与主输出信号之间的比率。 另外，在输入2音信号同时增加1dB、输出3次串扰生成物增加3dB、主输出信号增加1dB (不考虑压缩)而使输入信号电平增加到一定值的情况下， 将输出3次串扰生成物与主输出信号相等的点称为3次截止点，将对应的输入信号电平称为输入3次截止点，将对应的输出信号电平称为输出3次截止点。 注意： 3次截止点的信号电平在此时已超过微波单元电路的允许能力，因此无法实现。 微波传输线具有21、22、23和24的概念、特征阻抗等于模式电压与模式电流之间的比率。 无损传输线的特征阻抗是实数，而有损传输线的特征阻抗是复数。 在设计高频PCB板时，必须考虑匹配问题，并且必须考虑信号线的特性阻抗是否等于连接有信号线的前后组件的阻抗。 不相等会产生反射，产生应变和功耗。 反射系数(这里指电压反射系数)可以由以下方程计算： 23、传输线的概念、当前世界的微波通信系统一般划分为两个特性阻抗，一个是军用微波、毫米波通信系统、雷达、我们当前开发的蜂窝通信系统GSM、WCDMA等是像现在使用的有线电视那样的系统。 24、传输线的概念、驻波比解释：驻波系数表达式是测量负载匹配度的指标，数值上：根据反射系数的定义，反射系数的可取范围是0到1，驻波系数的可取范围是1到正无穷大。 射频许多接口的驻波系数指标定为小于2.0。 驻波比的恶化意味着信号的反射率强，即负载与传输线的匹配效果差。 因此，在某些系统中，如果驻波比较差，则信号传输效率会恶化，并且信道增益可能降低。 典型的例子是灵敏度的问题。 25、驻波比反映了天线馈送系统的匹配情况，并在天线为发射天线时以辐射与反射能量之比测量了天线性能。 驻波比由天馈系统的阻抗决定。 天线的阻抗与馈送器的阻抗和接收器的阻抗匹配，且驻波比小。 具有高驻波比的馈送系统在馈线上的信号损耗很大。 反射损耗可以用一个表达式进行转换。 26、传输线的概念、回声返回损耗也是射频中使用较多的名词，其前面的反射系数、驻波比全部用于反映端口的对齐情况。 返回损耗表示端口反射波的功率与入射波的功率之比。 当回声损耗为26dB时，回声损耗=20log( ()与反射系数之间的关系可计算为对应反射系数0.05，且驻波比为1.1。 由此，也能够推测驻波为2时的回波损耗有多少(9.5dB )，以及为什么对放大器后级的驻波的要求很严格。 27、第二章射频系统的结构和常用射频设备、一般射频系统的结构为常用射频设备、射频系统的结构、28、 另外，射频技术人员要求的、28、29、常用射频设备、用于发射机和接收机的低噪声放大器混频器相位锁定和频率合成技术的高频功率放大器、30、发射机和接收机、发射机的射频部分：完成基带信号的载波调制，并移到适当的频带以一定的功率进行发送。 接收机射频部分：选择有用的信号，放大后在解调器中解调，将频带信号转换为基带信号。31、发射机和接收机的射频部分设计的关键问题、适当调制、解调方法以及接收机可以选择有用信号，其中干扰接收机的灵敏度线性范围是有效的、没有失真的功率放大器发射信号尽可能小地减小到相邻信道干扰，并且天线转换器的损耗是隔离的，32 超外差式接收机直接下变频式数字中频方式、33超外差接收机、超外差接收机的结构框图、下变频器：混合、得到中频信号，为什么在超外差接收机中容易选择频带的信道中选择频带高增益放大器易于实现频带解调和A/D转换，34、超外差接收机，缺点：组合干扰频率点多，引起寄生信道干扰：反相器不是理想的乘法器对策：用反相器前端的滤波器BPF1去除干扰频率信号，35、超高频中频选择灵敏度：中频高，镜频率远离有用的信号，有利于抑制镜频率的干扰。 选择性：对于均衡q值，当中频较低时带宽较窄，并且可以使用选择性良好的二次频率转换方案来解决灵敏度和选择性之间的矛盾： 36 .直接下变频方案，直接下变频(零中频方案)使得中频为0，即，本地频率等于载波频率。 因此，不存在镜频率，也不存在镜频率干扰的问题。 数字通信直接下变频方案的原理框图、37、直接下变频方案、零中频方案的优点：无镜频干扰射频部分电路模块较少且易于满足线性动态范围的要求。 不需要中频滤波器的零中频方式的缺点：本机泄漏低噪声放大器的偶次谐波失真妨碍直流偏差噪声，38、直接下变频方式、直流偏差示意图、39、数字中频方式、对最初的混合后的信号进行放大并直接进行A/D变换，然后使用2个正交数字正弦波信号作为本机振荡器，数字化优点：灵活缺点：对A/D要求高：速率、分辨率(量化噪声)、动态范围、线性度、40、低噪声放大器的特征在于：在接收机前端； 增益能够与天线或天线滤波器连接：良好的匹配特性具有一定的频率选择功能：有效地抑制频带外干扰和镜频干扰；41、混频器、混频器：在本地信号的参与下，将输入信号中的频率或调制信号中的载波频率转换为一定的新频率，用于调制解调器(1)增益：当输出中频信号的量值与输入射频信号的量值之间的比电压增益AV=VIF/VIN.AV时，接收器的敏感度增加。 由于功率增益GP=PIF/PIN具有不同的端口特性阻抗，因此其dB值不同于电压增加值。 (2)噪声混频器位于整个接收机的前端处，其噪声系数对于整个接收机非常重要。 (3)线性范围混频器对于输入的小信号是线性网络，其随着信号的增加而产生非线性失真。 指示符：1dB压缩点的三阶互调制阻断点的线性动态范围、43、混频器的性能指示符；(4)失真影响由各种组合频率形成的干扰； 经由天线发射的高频泄漏到本机：强干扰信号影响本机，且出现频率牵引的本机振荡器泄漏到中频：使中频放大器过载(4)阻抗a .阻抗匹配射频端口及其滤波器匹配； 特性阻抗通常为50W的中频口与中频滤波器匹配，特性阻抗通常大于50W (声表面波200W陶瓷滤波器330W，晶体滤波器1kWb .针对每个端口，短路其他两个端口的信号，从而减小端口间干扰。45、锁相环、46、频率合成、47、PA主要技术指标、48、PA主要技术指标、49、第三章射频测量指标、50、无线收发机的性能指标、GSM系统的基本参数：1 )频带： 935-960MHz (基站发出，下行链路) 890-915MHz (移动站发出) DCS 1800336501805-1815 (bsms ) 1710-1720 (msbs ) DCS系统称作GSM900/1800系统，其仅通过改变无线电的操作频率而实现了平台化。 2 )带宽： 25MHz3 )载波间隔： 200KHz4 )信道总速率： 270.83Kbit/s5 )调制方案： GMSK (高斯最小频移键控)数据速率： 2.4、4.8、9.6kbps、51、无线收发机性能指标；7 )通信方案： TDMA/FDMA/在FDD25MHz带宽中包括125个信道(FDMA )载波，每个载波包括8个时隙(tdma ) 一对双载波包括在一个时隙中分别配置一个双向信道(FDD )。 8 )语音编码： RPE-LTP (规则脉冲激励长时预测编码)。 速度13Kbps。 20ms段，分别进行线性预测分析、长期预测、激励分析，分别得到36、36、188位，共计260位。 另外，52，无线收发机的性能指示符，9 )信道编码： 182个错误敏感比特3奇偶校验位4尾比特编码率为1/2，约束长度为5的卷积码(1823-4 )2=378比特78个错误敏感比特直接传输总编码率=378-78=456比特，具有抗突发干扰性能， 此外，在8*114矩阵中配置40ms中要执行交织处理的音频比特(2*456=912 )，根据水平写入垂直读取的原则，获取8个114比特的信息段，占用一个时隙并且每帧被发送。 接收端根据垂直写入水平读出的原则进行解交织(解交织)，复原数据。 53、无线收发机性能指示、第一发射机技术指示(1)平均载波频率功率(2)发射载波频率包络(3)射频功率控制(4)射频输出频谱(5)杂