射频系统讲座

1、无线射频系统讲座、00-02、无线射频系统概要、无线射频部分是电子电信系统链路的一部分，将电子信号链路的电信号转换为电磁波信号并在空中传输的部分，射频信号以电磁波为传输介质，用电磁波的频率、相位、振幅的变化表现信号，用远距离低成本代替传输导线传输信号。 由信号发送器、空间信号、接收器三部分构成的完整的无线射频网络链接。 发射器：电子信号被转换为无线电波信号，放大后从天线发射的电磁波信号被传送到空间。 接收机：天线接收空间电磁波信号，放大该信号并将其转换为电子信号。 传输空间：地面大气环境、自由空间、传输线等。 自由空间传递损失式： Ls=32.45 20lgF 20lgD (F频率，单位为MH

2、Z； d距离，单位Km )距离加倍，信号减少6dB。 虽然移动通信业务4G_LTE被分配有2至3GHz，但是希望将在先广播的电视的UHF频带(470_806MHz )作为室内的独占频率使用。 GPS卫星离地面约2万公里，L1信号频率为1575.42MHz，发射功率为4.0重量，天线增益为6dBi，地面信号的最大强度为多少DBM-128.4 DBM .02-10，现代无线收发器通常为数字超外差收发器，基本框架如下：发射RF前道工序是指数字中频之前的所有电路。 之所以AD变换器也成为RF专用，是因为AD变换后的数字信号对远距离传送有利，而AD变换器被设置在RF UE针织面料内。 无线收发器的基本零

3、配件、10-15、无线收发器的基本、基本零配件：天线针织面料：天线、双工器/复用器、传输线。 无线射频放大针织面料：低噪音放大器、无线射频过滤器、驱动放大器、功率放大器。 混料器用户针织面料：混料器、频率源(石英谐振器、TCXO、锁相环、VCO )中频放大针织面料：中频放大器、中频频率滤波器、中频AGC电路、调制调解器针织面料：模拟调制解调器、A/D转换器、数字调制解调器。 无线射频网络链接的线性去老虎钳：只实现信号幅度的变化，去老虎钳为线性去老虎钳(电压-电流特性线为斜线)。 天线、放大器、衰减器、滤波器、AGC/ALC电路、传输线路等。 线性解老虎钳必须考虑其线性度，即，正弦波还未发生变化

4、的信号宽度，以及新的频率。 常用的1dB压缩点P1dB，三阶交流截止点IP3描述了放大器的线性度。 无线射频网络链接中的非线性解老虎钳：利用解老虎钳的非线性特性，实现信号频率和相位变换。 混频器、AD/DA转换器、调制调解器、VCO (频率源)、倍频电路、移相器等。 非线性解老虎钳都是基于恒定的三角函数的数学模型来设计的，当信号频率或相位随三角函数的形式改变时，其幅度也随三角函数的形式改变，要求非线性解老虎钳仅在幅度上对信号幅度进行线性转换，否则会产生新的非预期信号分量。 要点：不会产生意想不到的新频率信号。15-20、无线射频系统难点和频率域观念、无线射频电路最主要的特点是电磁波信号载波是正

5、弦波天线计程仪，频率高的信号微弱，很多空间电磁波重叠，易受干扰和扭转，其他信号寄生现象。 电磁波的辐射和接收多次经过振幅放大和频率变换，电路环节结构复杂。 无线射频电路的残奥仪表要求多，要求高，且存在残奥仪表之间的制约。 无线射频零配件结构复杂尺寸大，难以高度集成。 由于各种信号在空间中混合，在时间轴上难以识别，因此对无线射频信号进行分析采用频率域分析方法，频率域分析方法的基础是傅立叶变换，要求无线射频技术人员确立与其他电子技术人员区别的频率域概念，以频率点、频带的思考来研究电子信号。 用示波器和频谱仪加宽带天线，观察室内的电磁波信号，分别是什么状况，描绘1Hz和2Hz的信号重叠的波形，即Y=

6、cosx cos2X。将正弦波切片并分解到频率轴上，可能会出现什么情况？20-25、无线射频解析残奥表、s残奥表：基于散射残奥表、入射波和出射波的功率。 S11: P1通讯端口的反射波能量/P1通讯端口的入射波能量(正向增益、衰减) S21: P2通讯端口的获得波能量/P1通讯端口的入射波能量(反射比) s 123360 p 1通讯端口的获得波能量/P2通讯端口的入射波能量(反射比) S22: P2通讯端口的反射波能量/P1通讯端口的入射波能量(方向隔离) s残奥计也是多个，包含振幅和相位变化。 实际上经常使用的s残奥仪表的绝对值(模式)代表有功功率的改变，并且dB计数经常被使用。 s残奥仪表

7、也因频率而异，s残奥仪表的频率响应曲线是最常用的射频电磁干扰描述方法。25-30、z残奥仪、Z0=50ohm的射频波电磁波，难以直接测量瞬时电压，但检波后可以测量电压。 测得的电压读数与负载有关，为了便于电磁波的测量和描述，规定负载值，测量电磁波的功率。 的双曲正切值。 当具有不同阻抗的通讯端口接触时，能量发生反射，且连接的通讯端口必须匹配阻抗以实现电磁波的最有效传输和利用。 对于无线射频系统内的许多无线射频系统和零配件解老虎钳，逐渐规定了统一的阻抗，目前最常见的是5.0欧姆的阻抗，曾有300欧姆的差动阻抗(平行双向是传输线，现在已灭绝)，电视界的7.5欧姆系统，在然而，虽然在实践中，将每个射

8、频零配件的通讯端口设计为5.0欧姆，但是存在寄生现象电感量而不是完全纯电阻50ohm的可能性。 晶体管等投入产出通讯端口不可能设计成5.0欧姆，需要另行设计匹配电路，将其通讯端口变换成5.0欧姆。 当天线是空间特性阻抗时，天线具有377欧姆的阻抗变换器，并且从阻抗匹配的角度看，天线具有377欧姆的到5.0欧姆的。 z残奥仪表不是单纯的电阻，也有电感量的电容特性，是复阻抗。 Z=R jX通讯端口的阻抗具有电感量电容特性，其阻抗必须根据频率而不同。 因为感应阻抗与频率成比例，所以饼状图处描绘了XL=2fL XC=1/2fC通讯端口的阻抗，这就是斯米尔阻抗的饼状图。 阻抗匹配和射频波信号传输、直流和

9、次低频的情况下，电磁波能量的大部分被限制为导体，在导体电子内运动，可以理解为传送能量和信号的射频波的情况下，电磁场会发射导体，周边空间也有很强的能量，导体电子和周边电磁波向云同步传送能量和信号。 良导体不消耗能量，导体以外的电磁场在导体上形成交变电场，这个交变电场在良导体周围形成电磁场，形成电磁波反射。 在任何电磁波的位置，电磁波的能量要么被反射，要么继续前进，要么被消耗(被转换为热能，实际上是电磁波，电子地无序的运动，通过所谓的导热路径传输能量)。 能量守恒)。 不匹配的通讯端口看起来像是上诉的三种情况的总体情况，而从宽频带来看，即使某一频率的电磁波正好满足电磁反射的条件(波长和相位正好)而

10、被反射、传输或变换为热也是一样。 对于决定频率的信号，波长不再改变，只能改变相位，满足条件。 使之反射回来再次反射，使之消耗热量，施加相位不同的同频率波支付也变化。 此零配件连接在两个原本不匹配的通讯端口之间，是一个匹配电路。 一般在LC电路中，l延迟c前进，通过适当的组合实现了接触频率的电磁波的相位和宽度的变化，实现了前后通讯端口的电波的顺利传输。 r电阻有时消耗不需要的频率信号，或者有时消耗反射回来的信号。 双通讯端口零配件是级联反应的，并且通常只要匹配输出然后匹配输入，就可以消除拥塞。 调整其他残奥仪表。网络分析器与3dB衰减器的一端相连，3dB衰减器的另一端仅开放，测量的回波损耗S11

11、表现出多少值、30-35、无线收发机的重要指标、信号功率：热噪声功率、信号功率、载波功率、接收灵敏度、干扰作用容许度等。 表现信号的频率和相位：工作带宽、调频调制比、相位噪声、时间延迟等。 表现信号放大：增益和衰减、噪声系数、线性度、滤波器特性、AGC动态等。 表现信号的真实性：解老虎钳的线性度P1/IP2/IP3/IM3、滤波器特性、上下隔离、带内EMI等、带内平面度、相位延迟、相位失真、频率抖动、多径效应干扰作用、多普勒效应等。 表现信号转换：天线增益和方向图、混频器增益和隔离、局部振荡稳定度、A/D极限分辨率等。 无线射频电路的所有指标尽可能保持，在杂乱空间中旅行之后的电磁波信号与发射时

12、的信号形状完全相同。 分贝： dB=10lgP1/P2 (为了一般记述电力，广泛应用于电子无线射频专业和音响)记述信号绝对电力： dBm、dBw、dBuV(dBuV=dBm 107，Z0=50ohm )记述信号电力相对值： dB、DBC (CAAC 描述天线增益： DBI DBD (I : initiald : dipole偶极，0dBd=2.15dBi )分贝是一种计数方法，是历史产物，已被科学计数法和国际单位制所取代。 有同样的用语，被代替使用。 例如，电压驻波比VSWR、dBuV、马力、英制单位等。 实现35-50、无线射频信号转换、无线射频电路零配件、正弦波Asin(t )的振幅频率相

13、位，按预期变化传递信息。 在实际的电信系统中，从时间轴上来看，无线射频信号是时间上完全相同的正弦波的列，调制仅仅在一刹那时正弦波发生变化，新的波形持续到下一个调制。 在45-50、三角函数式中，如果对两个以上的正弦波进行数学运算，则会产生新频率的正弦波。 在射频波电路中，通常用于实现频率变换的三角函数式：混料器： cosA*cosB=cos(A B) cos(A-B)/2倍频电路： sin2A=2sinA*cosA调制调解器： cosA*cosB - sinA*sinB=cos(A B )正交信号发生器4 )任何实物都具有两面性，如果不需要由这些个变换产生的信号，则在干扰作用，正好落入动作信号

14、的频带，形成致命的干扰作用。无线电收发机指标的分解和估计、无线电电路分析有很多公式和分析软件，特别是Agilent的系统级分析软件很多，基本方法都是：明确各零配件的指标，估计级联反应后的整体指标。 男同志：级联反应相加(如果所有零配件都不可用)？噪声：与信号成比例增加，并且增加快(噪声也是信号，但是是否需要)线性：信号幅度大，原来如此，处理信号的零配件线性要求高。 IM3/IP3、P1等。 频率响应曲线：增益频率曲线、噪声频率曲线、脱敏度频率曲线等频率响应曲线。 信号变换：调制解调、A/D与D/A、频率源、55-60、典型的射频波电路示例、典型的放大器匹配电路设计工作直流偏置电压电流计算交流扼

15、流圈选择输出匹配电路PCB版结构规范RF线阻抗计算接地和接地孔可靠地通过仿真，定性LC数据老虎钳采用对应值变化的s残奥表。 调试时考虑各项指标。 65-70、电磁波是实际的能量，是假想电场和磁场环相连的电磁场，空间电磁波是无用的。 什么是电信号、电源、南非兰特和南非兰特？ 信号地是一个基准点，该点的电位为0，被认为只不过是接地符号。 在电路板上，通常是铺在最宽地方的铜层。 在采用商用电源的系统中，信号多与地线连接、与地球连接。 但是，个人并不拥有电子产品(充电除外)。清洁电源的正侧也被认为是交流信号的地方。 对地、大地、安全地、地球上的电子系统来说，地球才是真正的地。 地是大面积的导体，但因为

16、不是超导体，所以在所谓地的各点间残留微弱的电位差，原理图上的地不会变得严格。 尽可能理想地，与区分不一盏茶的数字信号以模拟计程仪方式发射无线电波相比，可容易实施且有效地抑制未预期的EMI发射。 PCB板上的脱老虎钳应尽可能严格地接地。 多层PCB可以设置完整的铜形成地，通过大头针附近的via可以尽快接地。 分成多块土地的话，每块土地不应该串联连接，而应该用男低音连接到一个主要的地面上。 接地、75-80、热噪声、热噪声：在高于绝对0(-273或0K )的温度下，物质中的电子持续不规则的热运动。 设热噪声功率Np=KTB (功率单位为w，Kb为玻尔兹曼常数1.3810(-23)J/K，t为绝对温

17、度单位为k，b为频带单位为Hz )室温2.3度，带宽为1Hz时，热噪声功率为np=1.38e-23* 296=0.409 e-2.0=-203.9 dbw=-173.9 DBM的常言道基噪声：-174dBm/Hz (-174为288.5K，15.5时精确)的噪声是永远的，只要不进行超导。 因此，在工作带中，热噪声和信号绝对不离开家庭，并且被放大和处理在一起。 导出信噪比S/N和极限灵敏度这一物理量。 在噪声系数NF:NF=(S/N)2 (S/N)1下，信噪比恶化了多少？ 多级电路的噪声系数公式： (注意：并非全部为自然数对数)要点：第一级的噪声系数很重要，如果从空间得到的原始信噪比恶化，以后就

18、不能补偿。 问题：频谱仪的噪音、NF=4dB、观测到的测量噪音-150dBm、RBW分析带宽需要设定为多少Hz？ 例如，接收机网络链接、信号带宽1MHz、天线增益3dBi、系统总噪声系数NF=5dB、调制增益0dB、可解调信噪比6dB。 估计接收机在室温下的极限灵敏度。 minsens=nbw-gant TNF-gmodmins/n-106 DBM 这意味着噪声是永恒的，并且噪声和信号基本上不能与电子硬件区分开来处理。 信噪比真的很引人注目。 60-70、电磁干扰作用、EMI (electromagneticinterference )是指在共同的电磁作业环境中，可能会降低某些设备的性能，对生物或物质造成不良影响的电磁现象。 电磁场无处不在。 人类制造和使用的电力和电子设备对与地球表面环境充满电磁波并且尤其是距次低频5GHz以内的最常见的通讯光谱范围尤其是EMI问题感兴趣。 电磁干扰和电子信号本质上是相同的，多数是人为的电磁场，其区别在于是否是当前设备所需的电磁场能量。 (诸如热噪声、宇宙噪声、大气电离层噪声、雷电等非人为电磁场对电子信号系统是不期望的，但却是免不得客观存