射频基础知识

1、移动通信射频基本知识 20112011年年9 9月月2424日日 一、一、2G2G通信网络制式的频率划分以及与载波信道之间换算通信网络制式的频率划分以及与载波信道之间换算 1.1 1.1 移动移动GSM900MGSM900M数字蜂窝网移动通信系统：数字蜂窝网移动通信系统： 工作频段：上行885909MHZ 下行930954 MHZ频率与信道之间换算公式：上行：F=890+0.2*指令载波频率号 下行：F=935+0.2*指令载波频率号移移动动GSM900M系系统统使用使用频频点点为为1-95.补充：885890/930935MHz分配给GSM-R系统使用，移动在离铁路较远的很多地区使用边缘的5

2、M频段，其频点为（9991023），频率与信道换算方法为： 上行：F=885+0.2*（指令载波频率号-999） 下行：F=930+0.2*（指令载波频率号-999）一、射频基本知识介绍1.2 1.2 移移动动GSM1800MGSM1800M数字蜂数字蜂窝窝网移网移动动通信系通信系统统： ： 工作频段：上行1710-1745MHZ 下行1805-1840MHZ频率与信道之间换算公式：上行：1710.2MHZ+(N-512)*0.2 下行：1805.2MHZ+(N-512)*0.2移动移动GSM1800MGSM1800M系统使用频点为系统使用频点为512-685.512-685. 备注：目前移动

3、招标要求18000MHz直放站支持75MHz， 即17101785/18051880MHz，17551785/18501880MHz 也分配给移动。 1.3 1.3 联通联通GSM900MGSM900M数字蜂窝网移动通信系统：数字蜂窝网移动通信系统： p产品目录已经下发； p三大运营商集采产品技术指标已经下发用于指 导订货； p要求2011年各分支站点方案上报的通知已下发；p项目管理、仪器仪表、施工规范、施工队管理、服务规范发到各分支反馈意见； p工程退料检查通知已下发；工作频段：上行909915MHZ 下行954960 MHZ频率与信道之间换算公式：上行：F=890+0.2*指令载波频率号

4、下行：F=935+0.2*指令载波频率号联通联通GSM900MGSM900M系统使用频点为系统使用频点为96-124.96-124.1.4 1.4 联通联通GSM1800MGSM1800M数字蜂窝网移动通信系统：数字蜂窝网移动通信系统：工作频段：上行17451755MHZ 下行18401850 MHZ频率与信道之间换算公式：上行：1710.2MHZ+(N-512)*0.2 下行：1805.2MHZ+(N-512)*0.2 联通联通GSM1800MGSM1800M系统使用频点为系统使用频点为686-735.686-735.1.5 1.5 联联通通CDMA800MCDMA800M数字蜂数字蜂窝窝网

5、移网移动动通信系通信系统统： ：工作频段：上行825835MH 下行870880 MHZ频率PN码换算公式：上行：F=825+指令载波频率号*0.03 下行：F=870+指令载波频率号*0.03联联通通CDMA800MCDMA800M系系统统常用使用常用使用频频点点为为： ： 160 160、 、201201、 、242242、 、283283。 。1.6 3G1.6 3G频频段的划分：段的划分：移动TD-SCDMA系统：20102025MHZ、18801900MHz； 联通WCDMA： 1940-1955MHz/2130-2145MHz； 电信cdma2000: 1920-1935MHz/2

6、110-2125MHz。频率与信道之间换算公式：信道号=5*F（MHz），频道间隔200KHz。TD-SCDMATD-SCDMA目前使用的目前使用的频频点：点：1005510055、 、1006310063、 、1007110071、 、1008010080、 、1008810088、 、1009610096、 、1010410104、 、1011210112、 、10120.10120.二、微波射频知识二、微波射频知识此指标是反映放大器的输出能力，单位：w、mw、dBm注：dBm是取1 mw作为基准值，以分贝表示的绝对功率电平,换算公式：电平（dBm）=10 lg功率mw/1mw5w=10

7、lg5000=37 dBm10w=10 lg10000=40 dBm20w=10 lg20000=43 dBm1w=10 lg1000=30 dBm从上看出：功率每增加一倍，电平值增加3 dBm2.12.1、功率、功率 / /电平（电平（dBmdBm）的换算关系：）的换算关系：增益(db)：即放大倍数，单位为分贝(db)，即db=10 lgA（A为功放倍数）驻波比（回波损耗）行驻波状态时，波腹电压与波节电压之比（VSWR），也可是输出功率与反射功率之比。驻波比反映传输性能的好坏。它是行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间，驻波比为1，表示完全匹配,为无穷大则表示反射,全失配.驻波比反映传输性能的

8、好坏。它是行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间，驻波比为1，表示完全匹配,为无穷大则表示反射,全失配.2.22.2、微波射频常用到的物理量：、微波射频常用到的物理量： 驻波比与回波损耗对照表：驻波比与回波损耗对照表： 驻波过大会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大驻波过大会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大, ,影响基站的服务影响基站的服务性能性能, ,一般要求驻波一般要求驻波1.2,1.2,最大不超过最大不超过1.51.5。VSWR 1.21.251.301.351.41.5回波损耗 211917.616.615.614单工单频单工制，收发使用同一频率，收发不能同时进行。双工异频双工制，收发使

9、用两个不同频率，收发可同频进行。 单工、双工均属移动通信工作方式。双工环形器即双工环行滤波器，是一种能使信号实现单方向传输的双工滤波器。根据信号走向来完成分路、合路的功能。阻抗匹配使反射系数为零，即无反射时称匹配。选择性衡量工作频带内的增益及带外幅射的抑制能力，-3dB带宽即增益下降3dB时的带宽。插损当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减，单位dB。隔离度非耦合端口与输入端口的功率比，单位为dB。隔离度（dB）=非耦合端口功率（dBm）输入端口功率（dBm） 例如：天线隔离度LC指天线1的输出功率与它进入天线2输出端（末级）的功率之比。（图中L1称为转换损耗指天线2上来自天线1的功率（即

10、干扰）与天线2产生的互调产物功率之比。）12LCL1噪声系数（NF）衡量电路或系统的噪声性能好坏（噪声恶化程度）的参数。定义为输入信（载）噪比与输出信（载）噪比的比值。单位为分贝（dB）。NF（dB）=输入载噪比（dB）输出载噪比（dB） NF（dB）越小，系统噪声性能越好。理想时，NF=0dB（1）。 选择性衡量滤波器选择有用信号同时抑制无用信号的能力。常 用带宽BW、矩形系数K0.1来表示。 带宽BW滤波器对信号的衰减为-3dB时所决定的频率宽度。3dBBW20dBBW0.1ffC滤波器通过有用频率信号抑制无用频率信号的部件。 高通、低 通，带通滤波器。衰减器在相当宽的频率范围内一种相移为

11、零，其衰减 和特性阻抗 均为与频率无关的常数，由电阻 元件组成的四端网络，主要用途 是调整信号 的大小，改善阻抗匹配。负载终端在某一电器输出端口，接收电功率的元器 件，部件或装置均称为负载。阻抗要匹配。馈线是传输高频电流的传输线。1/2、7/8、8D线。跳线元器件或设备间短的连接线。2.3 光器件介光器件介绍绍： ：光功率衡量光信号大小的指标。可用光功率计直接测试，其单位是dBm。光端机主要由光发送机和光接收机组成。光发送机的功能是把要传送的电信号转换成光信号，并输入光纤中进行传播。光接收机的功能是把接收到的光信号恢复成原电信号。由于通信是双方的，所以光端机同时完成电/光（E/O）和光/电（O

12、/E）转换。激光器由激光二极管产生光信号并同时完成光调制过程（即E/O转换）。激光器用在光发射机中，主要指标是发出的光功率。光接收器完成光解调过程（即O/E转换）。用于光接收机中，主要指标是接收灵敏度。光分路/合路器是一种能对光信号进行功率的分配或合成（光分路/合路）的器件。（相当于电信号的功率分配器和功率合成器） 。波分复用器光合波器或光分波器统称为波分复用器。它能将多个光载波进行合波（波分复用器WDMer）或分波（解复用DeWDMer），使光纤的通信容量成倍的提高。目前采用1310nm/1550nm波分复用器较多，它可将波长1310nm和1550nm的光信号进行合路或分路。主要指标插损和隔

13、离度。1.31m1.55m1.31m+1.55 m光分路/合路器是一种能对光信号进行功率的分配或合成（光分路/合路）的器件。（相当于电信号的功率分配器和功率合成器） 。波分复用器光合波器或光分波器统称为波分复用器。它能将多个光载波进行合波（波分复用器WDMer）或分波（解复用DeWDMer），使光纤的通信容量成倍的提高。目前采用1310nm/1550nm波分复用器较多，它可将波长1310nm和1550nm的光信号进行合路或分路。主要指标插损和隔离度。1.31m1.55m1.31m+1.55 m三、射频工程重要无源器件三、射频工程重要无源器件天线天线是将高频电流或波导形式的能量变换成电磁波并向规

14、定方向发射出去或把来自一是将高频电流或波导形式的能量变换成电磁波并向规定方向发射出去或把来自一定方向的电磁波还原为高频电流的一种设备。主要参数、方向图、增益、输入阻抗、驻波定方向的电磁波还原为高频电流的一种设备。主要参数、方向图、增益、输入阻抗、驻波比、极化方式比、极化方式输入阻抗输入阻抗天线馈电端输入电压与输入电流的比值。一般为输入阻抗天线馈电端输入电压与输入电流的比值。一般为输入阻抗5050驻波比驻波比波幅与波节之比。驻波过大会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大。影响基波幅与波节之比。驻波过大会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大。影响基站的服务性。站的服务性。回波损耗回波损耗是反射系数绝对

15、值的倒数，以分数值表示。是反射系数绝对值的倒数，以分数值表示。回波损耗越大表示匹配越差，回波损耗越大表示匹配越好。一般要求回损回波损耗越大表示匹配越差，回波损耗越大表示匹配越好。一般要求回损14dB14dB天线的极化方式天线的极化方式指天线辐射时形成的电场强度方向。指天线辐射时形成的电场强度方向。垂直极化波垂直极化波当电场强度方向垂直于地面时，此电波称垂直极化波当电场强度方向垂直于地面时，此电波称垂直极化波水平极化波水平极化波当电场强度方向平行于地面时，此电波称水平极化波当电场强度方向平行于地面时，此电波称水平极化波双极化波双极化波 + +4545极化方式，极化方式，+45+45和和-45-4

16、5两副极化方向相互正交天线。两副极化方向相互正交天线。天线增益天线增益朝一个特定方向收发信号的能力。朝一个特定方向收发信号的能力。dbi=dbd+2.15dbi=dbd+2.15或指天线将发射功率比某一或指天线将发射功率比某一指定方向集中辐射的能力。指定方向集中辐射的能力。天线波瓣宽度天线波瓣宽度天线辐射图中，低于峰值天线辐射图中，低于峰值3db3db处所夹角的宽度或主波办宽度从最大值下处所夹角的宽度或主波办宽度从最大值下降一半时两点所张的夹角。降一半时两点所张的夹角。3.1 3.1 天线基本参数介绍天线基本参数介绍3.2 3.2 功分器：功分器：功分器功率分配的器件，常用的有二、三、四功分器

17、。功分器分微带和腔体式两种，主要参数如下：（以联通为例）注意输入信号和输出信号的关系，如二功分器输入处若为30dBm，则两个输出端口的信号场强分别为30-3.526.5 dBm。3dB是一倍的关系。微带 腔体 带宽800-960M800-2400M插损 二功分：3.50.1 dB 三功分 :5.4四功分 :6.7驻波 1.3 1.25 功率容量15W 100W 30dBm 30dBm-3.5dBm 30dBm-3.5dBm3.3 3.3 耦合器：耦合器： 从主通道提取部分信号的器件。注意耦合器的全称应该是从主通道提取部分信号的器件。注意耦合器的全称应该是“定向耦合器定向耦合器”即是有方向性的，不可输入和输出接反。接反损耗大约即是有方向性的，不可输入和输出接反。接反损耗大约18dB18dB。常用的有。常用的有5 5、6 6、7 7、1010、1515、2020、30 dB30 dB的。的。 耦合器主要包含两种，