射頻基礎(chǔ)知識培訓(華為)

1、射頻基礎(chǔ)知識培訓射頻基礎(chǔ)知識培訓 前言前言 l射頻子系統(tǒng)位于整個基站的最前端，是整個NodeB系統(tǒng)正常運 行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本膠片主要講述射頻基本概念和知識，以 便大家更加深入理解NodeB系統(tǒng)。 課程目標課程目標 l熟悉和掌握射頻基本概念和知識熟悉和掌握射頻基本概念和知識 學習完本課程，您將能夠：學習完本課程，您將能夠： 參考資料參考資料 l無線通信技術(shù)，深圳市華為技術(shù)有限公司 課程內(nèi)容課程內(nèi)容 T 第一章第一章無線通信的基本概念無線通信的基本概念 第二章第二章 射頻常用計算單位簡介射頻常用計算單位簡介 第三章第三章 射頻常用概念辨析射頻常用概念辨析 第四章第四章 天線傳播基礎(chǔ)知識簡介天線傳

2、播基礎(chǔ)知識簡介 第一章第一章 無線通信的基本概念無線通信的基本概念 l第二節(jié)第二節(jié) 無線通信使用的無線通信使用的 頻率和波段頻率和波段 l第三節(jié)第三節(jié) 無線通信的電磁無線通信的電磁 波傳播波傳播 概述概述 l利用電磁波的輻射和傳播，經(jīng)過空間傳送信息的通信方式稱之 為無線電通信（Wireless Communication），也稱之為無線通信。 利用無線通信可以傳送電報、電話、傳真、數(shù)據(jù)、圖像以及廣 播和電視節(jié)目等通信業(yè)務(wù)。 第一章第一章 無線通信的基本概念無線通信的基本概念 l第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 l第三節(jié)第三節(jié) 無線通信的電磁無線通信的電磁 波傳播波傳播 無線通信使用的頻段和波段無線通信使

3、用的頻段和波段 l目前無線通信使用的頻率從超長波波段到亞毫米波段（包括亞 毫米波以下），以至光波。無線通信使用的頻率范圍和波段見 下表1-1。 無線通信使用的頻段和波段無線通信使用的頻段和波段 l表1-1 無線通信使用的電磁波的頻率范圍和波段 頻段名稱頻率范圍波段名稱波長范圍 極低頻（ELF） 330Hz 極長波10010Mm（108107m） 超低頻（SLF） 30300Hz 超長波101Mm（107106m） 特低頻（ULF） 3003000Hz 特長波1000100km（106105m） 甚低頻（VLF） 330kHz 甚長波10010km（105104m） 低頻（LF） 30300kH

4、z 長波101km（104103m） 中頻（MF） 3003000kHz 中波1000100m（103102m） 高頻（HF） 330MHz 短波10010m（10210m） 甚高頻（VHF） 30300MHz 超短波 （米波） 101m 無線通信使用的頻段和波段無線通信使用的頻段和波段 l表1-1 無線通信使用的電磁波的頻率范圍和波段（續(xù)） 頻段名稱頻率范圍波段名稱波長范圍 特高頻（UHF） 3003000MHz 分米波10.1m（110-1m） 超高頻（SHF） 330GHz 厘米波101cm（10-110-2m） 極高頻（EHF） 30300GHz 毫米波101mm（10-210-3m）

5、 至高頻（THF） 3003000GHz 微波 亞毫米波10.1mm（10-310-4m） 光波310-3310-5mm （310-6310-8m） 由于種種原因，在一些歐、美、日等西方國家常常把部分微波 波段分為L、S、C、X、Ku、K、Ka等波段（或稱子波段），具體 如表1 - 2所示。 無線通信使用的頻段和波段無線通信使用的頻段和波段 l表 1-2 無線通信中所使用的部分微波波段的名稱 頻率和波 長 波段代號 頻率范圍波長范圍 L12GHz3015cm S24GHz157.5cm C48GHz7.53.75cm X813GHz3.752.31cm Ku1318GHz2.311.67cm

6、K1828GHz1.671.07cm Ka2840GHz1.070.75cm 第一章第一章 無線通信的基本概念無線通信的基本概念 l第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 無線通信的電磁波傳輸無線通信的電磁波傳輸 l無線通信中的電磁波按照其波長的不同具有不同的傳播特點， 下面按波長分述如下： 極長波（極低頻ELF）傳播 l極長波是指波長為110萬公里（頻率為330Hz）的電磁波。理 論研究表明，這一波段的電磁波沿陸地表面和海水中傳播的衰 耗極小。 無線通信的電磁波傳輸無線通信的電磁波傳輸 超長波（超低頻SLF）傳播 l超長波是指波長1千公里至1萬公里（頻率為30300Hz）的電磁波。這 一波段的電磁波傳播十分

7、穩(wěn)定，在海水中衰耗很?。l率為75Hz時衰 耗系數(shù)為0.3dB/m）對海水穿透能力很強，可深達100m以上。 甚長波（甚低頻VLF）傳播 l甚長波是指波長10公里100公里（頻率為330kHz）的電磁波。無線通 信中使用的甚長波的頻率為1030kHz，該波段的電磁波可在大地與低 層的電離層間形成的波導中進行傳播，距離可達數(shù)千公里乃至覆蓋全 球。 無線通信的電磁波傳輸無線通信的電磁波傳輸 長波（低頻LF）傳播 l長波是指波長1公里10公里（頻率為30300kHz）的電磁波。其可沿地 表面?zhèn)鞑ィǖ夭ǎ┖涂侩婋x層反射傳播（天波）。 中波（中頻MF）傳播 l中波是指波長100米1000米（頻率為300

8、3000kHz）的電磁波。中波可 沿地表面?zhèn)鞑ィǖ夭ǎ┖涂侩婋x層反射傳播（天波）。中波沿地表面 傳播時，受地表面的吸收較長波嚴重。中波的天波傳播與晝夜變化有 關(guān)。 無線通信的電磁波傳輸無線通信的電磁波傳輸 短波（高頻HF）傳播 l短波是指波長為10米100米（頻率為330MHz）的電磁波。短波可沿地 表面?zhèn)鞑ィǖ夭ǎ乜臻g以直接或繞射方式傳播（空間波）和靠電 離層反射傳播（天波）。 超短波（甚高頻VHF）傳播 l超短波是指波長為1米10米（頻率為30300MHz）的電磁波。超短波難 以靠地波和天波傳播，而主要以直射方式（即所謂的“視距”方式） 傳播。 無線通信的電磁波傳播無線通信的電磁波傳播

9、 微波傳播 l微波是指波長小于1米（頻率高于300MHz）的電磁波。目前又按其波長 的不同，分為分米波（特高頻UHF）、厘米波（超高頻SHF）、毫米波 （極高頻EHF）和亞毫米波（至高頻THF）。 l微波的傳播類似于光波的傳播，是一種視距傳播。其主要在對流層內(nèi) 進行?？偟恼f來，這種傳播方式比較穩(wěn)定，但其傳播也受到大氣折射 和地面反射的影響。另外，對流層中的大氣湍流氣團對微波有散射作 用。利用這種散射作用可實現(xiàn)微波的超視距傳播。 lWCDMA工作頻段：上行19201980MHz，下行21102170MHz，屬于微波 波段，其電磁波傳播方式為微波傳播。 思考題思考題 l何謂無線通信？ lWCDMA

10、的工作頻段？該頻段屬于哪一波段？ l簡述WCDMA的電磁波傳播方式及其特點。 解答解答 l利用電磁波的輻射和傳播，經(jīng)過空間傳送信息的通 信 方 式 稱 之 為 無 線 電 通 信 （ W i r e l e s s Communication ），也稱之為無線通信。 lWCDMA工作頻段：上行19201980MHz，下行2110 2170MHz，屬于微波波段。 lWCDMA電磁波傳播方式為微波傳播，微波的傳播類 似于光波的傳播，是一種視距傳播。 本章小結(jié)本章小結(jié) l本章主要講述了無線通信的概念、無線通信的頻段和波動的劃 分以及無線通信的電磁波傳播方式及其特點，最后簡要說明了 WCDMA的工作頻

11、段和電磁波傳播方式。 課程內(nèi)容課程內(nèi)容 第一章第一章 無線通信的基本概念無線通信的基本概念 第二章第二章 射頻常用計算單位簡介射頻常用計算單位簡介 第三章第三章 射頻常用概念辨析射頻常用概念辨析 第四章第四章 天線傳播基礎(chǔ)知識簡介天線傳播基礎(chǔ)知識簡介 第二章第二章 射頻常用計算單位簡介射頻常用計算單位簡介 l第二節(jié)第二節(jié) 天線傳播相關(guān)單天線傳播相關(guān)單 位簡介位簡介 l第三節(jié)第三節(jié) 其他其他 功率單位簡介功率單位簡介 l絕對功率的dB表示 射頻信號的絕對功率常用dBm、dBW表示，它與mW、W的換算關(guān)系如下： 例如信號功率為x W，利用dBm表示時其大小為： 例如：1W等于30dBm，等于0dB

12、W。 pdBm 10 logloglog X 1000mW 1mW pdBW 10logloglog X W 1W 功率單位簡介功率單位簡介 l相對功率的dB表示 射頻信號的相對功率常用dB和dBc兩種形式表示，其區(qū)別在于：dB是任 意兩個功率的比值的對數(shù)表示形式，而dBc是某一頻點輸出功率和載頻 輸出功率的比值的對數(shù)表示形式。 第二章第二章 射頻常用計算單位簡介射頻常用計算單位簡介 l第一節(jié)第一節(jié) 功率單位簡介功率單位簡介 l第三節(jié)第三節(jié) 其他其他 天線傳播相關(guān)單位簡介天線傳播相關(guān)單位簡介 l天線和天線增益 天線增益一般由dBi或dBd表示。dBi是指天線相對于無方向天線的功率 能量密度之比

13、，dBd是指相對于半波振子Dipole 的功率能量密度之比， 半波振子的增益為2.15dBi，因此0dBd=2.15dBi。 第二章第二章 射頻常用計算單位簡介射頻常用計算單位簡介 l第一節(jié)第一節(jié) 功率單位簡介功率單位簡介 l第二節(jié)第二節(jié) 天線傳播相關(guān)天線傳播相關(guān) 單位簡介單位簡介 其他其他 l電阻：阻擋電流通過的物體或物質(zhì)，從而把電能轉(zhuǎn)化為熱能或其它形 式的能量，單位：歐姆， l電壓：電位或電位差，單位：伏特，V l電流：單位時間內(nèi)通過電路上某一確定點的電荷數(shù)，單位：安培，A l電感：線圈環(huán)繞著的東西，通常是導線，由于電磁感應的原因，線圈 可產(chǎn)生電動勢能，單位：亨利，H l電容：一個充電的絕

14、緣導電物體潛在具有的最大電荷率，單位：法拉， F 思考題思考題 l絕對功率的單位有哪幾種常用的表達形式？他 們之間的換算關(guān)系為？ l相對功率的單位有哪幾種常用的表達形式？其 區(qū)別為？ l天線的增益單位有哪幾種常用的表達形式? l電壓、電流、電阻、電感、電容的單位分別為？ 解答解答 l絕對功率可以用dBm和W兩種形式表達，其換算關(guān)系 為： l相對功率可以用dB和dBc兩種形式表示，兩者的區(qū) 別在于：dB是任意兩個功率比值的對數(shù)表示形式， 而dBc是某一頻點輸出功率和載頻輸出功率比值的 對數(shù)表示形式。 pdBm 10 logloglog X 1000mW 1mW 解答解答 l天線增益一般由dBi或

15、dBd表示。dBi是指天線相對 于無方向天線的功率能量密度之比，dBd是指相對 于半波振子Dipole 的功率能量密度之比，半波振 子的增益為2.15dBi，因此0dBd=2.15dBi。 l電壓單位為：伏特/V，電流單位為：安培/A，電阻 單位為：歐姆/，電感單位為：亨利/H，電容單 位為：法拉/F。 本章小結(jié)本章小結(jié) l本章簡單介紹了各種射頻常用計算單位，是深入地理解射頻概 念的必備基礎(chǔ)知識之一。 課程內(nèi)容課程內(nèi)容 第一章第一章 無線通信的基本概念無線通信的基本概念 第一章第一章 射頻常用計算單位簡介射頻常用計算單位簡介 第三章第三章 射頻常用概念辨析射頻常用概念辨析 第四章第四章 天線傳

16、播基礎(chǔ)知識簡介天線傳播基礎(chǔ)知識簡介 第三章第三章 射頻基本概念辨析射頻基本概念辨析 l第二節(jié)第二節(jié) 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念 l第三節(jié)第三節(jié) 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念 l第四節(jié)第四節(jié) 傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念 l第五節(jié)第五節(jié) 下行通道射頻指標下行通道射頻指標 l第六節(jié)第六節(jié) 上行通道射頻指標上行通道射頻指標 l信號的峰值功率、平均功率和峰均比PAR 解釋：很多信號從時域觀測并不是恒定包絡(luò)，而是如下面圖形所示。 峰值功率即是指以某種概率出現(xiàn)的肩峰的瞬態(tài)功率。通常概率取為 0.01%。 SystemView 0 0 500.e-3 500.e-3 1 1 1.5 1.5 2 2 -40 -20

17、 0 20 40 Amplitude Time in Seconds Sink 1 l信號的峰值功率、平均功率和峰均比PAR 解釋：平均功率是系統(tǒng)輸出的實際功率。在某個概率下峰值功率跟平 均功率的比就稱為在某個概率下的峰均比，如PAR=9.10.1%,各種概 率下的峰均比就形成了CCDF曲線（互補累積分布函數(shù)）。 在概率為0.01%處的PAR，一般稱為CREST因子。 思考題思考題 l峰均比的定義？ 解答解答 l峰值功率即是指以某種概率出現(xiàn)的肩峰的瞬態(tài) 功率。通常概率取為0.01%。平均功率是系統(tǒng) 輸出的實際功率。在某個概率下峰值功率跟平 均功率的比就稱為在某個概率下的峰均比，如 PAR=9.

18、10.1%,各種概率下的峰均比就形成了 CCDF曲線（互補累積分布函數(shù)）。在概率為 0.01%處的PAR，一般稱為CREST因子 第三章第三章 射頻基本概念辨析射頻基本概念辨析 l第一節(jié)第一節(jié) 功率相關(guān)概念功率相關(guān)概念 l第三節(jié)第三節(jié) 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念 l第四節(jié)第四節(jié) 傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念 l第五節(jié)第五節(jié) 下行通道射頻指標下行通道射頻指標 l第六節(jié)第六節(jié) 上行通道射頻指標上行通道射頻指標 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念 l噪聲定義 噪聲是指在信號處理過程中遇到的無法確切預測的干擾信號（各類點 頻干擾不是算噪聲）。常見的噪聲有來自外部的天電噪聲，汽 車的點火噪聲，來自系統(tǒng)內(nèi)部的熱噪聲，

19、晶體管等在工作時產(chǎn) 生的散粒噪聲，信號與噪聲的互調(diào)產(chǎn)物。 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念 l相位噪聲 相位噪聲是用來衡量本振等單音信號頻譜純度的一個指標，在時域表 現(xiàn)為信號過零點的抖動。理想的單音信號，在頻域應為一脈沖，而實 際的單音總有一定的頻譜寬度，如下面所示。一般的本振信號可以認 為是隨機過程對單音調(diào)相的過程，因此信號所具有的邊帶信號被稱為 相位噪聲。相位噪聲在頻域的可以這樣定量描述：偏離中心頻率多少 Hz處，單位帶寬內(nèi)的功率與總信號功率相比。 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念 例如晶體的相位噪聲可以這樣描述： 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念 l噪聲系數(shù) 噪聲系數(shù)是用來衡量射頻部件對小信號的處理能力，通常這

20、樣定義： 單元輸入信噪比除輸出信噪比，如下圖： NF Si Ni So No 對于線性單元，不會產(chǎn)生信號與噪聲的互調(diào)產(chǎn)物 及信號的失真，這時噪聲系數(shù)可以用下式表示： NF Pno G Pni Pno表示輸出噪聲功率，Pni表示輸入 噪聲功率，G為單元增益。 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念 l級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)公式： G1、NF1G2、NF2Gn、NFn NF總NF1 NF21 G1 . NFn1 G1G2 . Gn 1 思考題思考題 l噪聲系數(shù)定義？ l寫出噪聲系數(shù)的級聯(lián)計算公式？ 解答解答 l噪聲系數(shù)是用來衡量射頻部件對小信號的 處理能力，通常定義為：單元的輸入信噪 比除輸出信噪比 l級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪

21、聲系數(shù)公式： NF總NF1 NF21 G 1 . NFn1 G 1 G 2 . G n1 NF Pno G Pni Pno表示輸出噪聲功率，Pni表示輸入 噪聲功率，G為單元增益。 第三章第三章 射頻基本概念辨析射頻基本概念辨析 l第一節(jié)第一節(jié) 功率相關(guān)概念功率相關(guān)概念 l第二節(jié)第二節(jié) 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念 l第四節(jié)第四節(jié) 傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念 l第五節(jié)第五節(jié) 下行通道射頻指標下行通道射頻指標 l第六節(jié)第六節(jié) 上行通道射頻指標上行通道射頻指標 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念 l信號在通過射頻通道（這里所謂的射頻通道是指射頻收發(fā)信機 通道，不包括空間段衰落信道）時會有一定程度的失真，失真

22、可以分為線性失真和非線性失真。產(chǎn)生線性失真的主要有一些 濾波器等無源器件，產(chǎn)生非線性失真的主要有一些放大器、混 頻器等有源器件。另外射頻通道還會有一些加性噪聲和乘性噪 聲的引入。 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念 l線性失真 線性失真又可以分成線性幅度失真和線性相位失真，從頻域可以很 方便表示這些失真，如下圖： 幅頻特性 相頻特性 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念 l非線性失真 非線性失真與線性失真相似，可以分成非線性幅度失真和非線性相位 失真，圖形表示如下： 9 0 c1n 20c0n 00.20.40.60.811.21.41.61.82 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 39 35 c2n 20c

23、0n 00.20.40.60.811.21.41.61.82 35 36 37 38 39 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念 l非線性幅度失真 非線性幅度失真常用1dB壓縮點、三階交調(diào)、三階截止點等指標衡量， 下面分別討論這三個指標。 l1dB壓縮點 例如一個射頻放大器，當輸入信號較小時，其輸出與輸入可以保證線 關(guān)系，輸入電平增加1dB，輸出相應增加1dB，增益保持不變，隨著輸 入信號電平的增加，輸入電平增加1dB，輸出將增加不到1dB，增益開 始壓縮，增益壓縮1dB時的輸入信號電平稱為輸入1dB壓縮點，這時輸 出信號電平稱為輸出1dB壓縮點。如下圖： 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概

24、念 l三階交調(diào) 三階交調(diào)（雙音三階交調(diào)）是用來衡量非線性的一個重要指標，在這 里仍以放大器為例來說明三階交調(diào)指標。用兩個相隔f，且電平相等 的單音信號同時輸入一個射頻放大器，則放大器的輸出頻譜大致如下： 三階交調(diào)常用dBc表 示，即交調(diào)產(chǎn)物與主 輸出信號的比。 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念 l三階截止點 任一微波單元電路，輸入雙音信號同時增加1dB，輸出三階交調(diào)產(chǎn)物將 增加3dB，而主輸出信號僅增加1dB（不考慮壓縮），這樣輸入信號電 平增加到一定值時，輸出三階交調(diào)產(chǎn)物與主輸出信號相等，這一點稱 為三階截止點，對應的輸入信號電平稱為輸入三階截止點，對應的輸 出信號電平稱為輸出三階截止點。注意：三階

25、截止點信號電平是不可 能達到的，因為在這時早已超過微波單元電路的承受能力。 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念 思考題思考題 l信號通過射頻通道時會產(chǎn)生哪些失真？ l非線性幅度失真主要用那些指標來衡量？ 解答解答 l信號在通過射頻通道（這里所謂的射頻通道是指射 頻收發(fā)信機通道，不包括空間段衰落信道）時會有 一定程度的失真，失真可以分為線性失真和非線性 失真。產(chǎn)生線性失真的主要有一些濾波器等無源器 件，產(chǎn)生非線性失真的主要有一些放大器、混頻器 等有源器件。另外射頻通道還會有一些加性噪聲和 乘性噪聲的引入。 l非線性幅度失真常用1dB壓縮點、三階交調(diào)、三階 截止點等指標衡量。 第三章第三章 射頻基本概念辨析

26、射頻基本概念辨析 l第一節(jié)第一節(jié) 功率相關(guān)概念功率相關(guān)概念 l第二節(jié)第二節(jié) 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念 l第三節(jié)第三節(jié) 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念 l第五節(jié)第五節(jié) 下行通道射頻指標下行通道射頻指標 l第六節(jié)第六節(jié) 上行通道射頻指標上行通道射頻指標 傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念 l特征阻抗 解釋：特征阻抗是微波傳輸線的固有特性，它等于模式電壓與模式電 流之比。無耗傳輸線的特征阻抗為實數(shù)，有耗傳輸線的特征阻抗為復 數(shù)。在做射頻PCB板設(shè)計時，一定要考慮匹配問題，考慮信號線的特征 阻抗是否等于所連接前后級部件的阻抗。當不相等時則會產(chǎn)生反射， 造成失真和功率損失。反射系數(shù)(此處指電壓反射系數(shù))可以由下式計

27、 算得出： ZlZo ZlZo 傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念 在目前世界上的微波通訊系統(tǒng)一般分為兩種特性阻抗，一種是50歐姆 系統(tǒng)，如軍用的微波、毫米波通訊系統(tǒng)，雷達，我們目前開發(fā)的蜂窩 通訊系統(tǒng)GSM、WCDMA等；另一種是75歐姆系統(tǒng)，這種系統(tǒng)相對比較少， 如我們目前使用的有線電視系統(tǒng)。 傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念 l駐波比 解釋：駐波系數(shù)式衡量負載匹配程度的一個指標，它在數(shù)值上等于： VSWR 1 1 由反射系數(shù)的定義我們知道，反射系數(shù)的取值范圍是01，而駐波 系數(shù)的取值范圍是1正無窮大。射頻很多接口的駐波系數(shù)指標規(guī)定 小于2.0。 駐波比惡化意味著信號反射比較厲害，也就是說負載和傳輸

28、線的匹 配效果比較差。所以在一個系統(tǒng)中，如果駐波比很差，可能會使信 號傳輸效果變差，通道增益下降。一個比較典型的例子就是靈敏度 問題。 傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念 l回波損耗 回波損耗也是射頻上用得比較多得一個名詞，它和前面得反射系數(shù)、 駐波比都是用來反映端口得匹配狀況的?；夭〒p耗表示端口的反射波 的功率與入射波功率之比。回波損耗與反射系數(shù)的關(guān)系為： 回波損耗-20log| 由公式可以計算：回波損耗為26dB時，對應的反射系數(shù)為0.05，駐波 比為1.1。由此也可以估計一下，駐波為2時的回波損耗是多少 （9.5dB），也就可以理解對于功放后級的駐波要求為何嚴格。 思考題思考題 l目前世界上的

29、微波通訊系統(tǒng)一般分為哪兩種特 性阻抗？ l由反射系數(shù)的定義，反射系數(shù)的取值范圍是？ 而駐波系數(shù)的取值范圍是？射頻很多接口的駐 波系數(shù)指標規(guī)定小于多少？ l回波損耗定義？寫出回波損耗與反射系統(tǒng)的關(guān) 系式方程。 解答解答 l在目前世界上的微波通訊系統(tǒng)一般分為兩種特性 阻抗，一種是50歐姆系統(tǒng)，另一種是75歐姆系統(tǒng)。 l由反射系數(shù)的定義我們知道，反射系數(shù)的取值范 圍是01，而駐波系數(shù)的取值范圍是1正無窮大。 射頻很多接口的駐波系數(shù)指標規(guī)定小于2.0。 l回波損耗表示端口的反射波的功率與入射波功率 之比?；夭〒p耗與反射系數(shù)的關(guān)系為：回波損耗 20log（反射系數(shù)） 第三章第三章 射頻基本概念辨析射頻基

30、本概念辨析 l第一節(jié)第一節(jié) 功率相關(guān)概念功率相關(guān)概念 l第二節(jié)第二節(jié) 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念 l第三節(jié)第三節(jié) 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念 l第四節(jié)第四節(jié) 傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念 l第六節(jié)第六節(jié) 上行通道射頻指標上行通道射頻指標 下行通道射頻指標下行通道射頻指標 l鄰道泄漏（ACLR） 鄰道泄漏指標是用來衡量發(fā)射機的帶外輻射特性，定義：鄰道功率與 主信道功率之比，通常用dBc表示，如下圖： 主信道鄰道 保護帶 射機的領(lǐng)道泄漏必然回對其他小區(qū)造成干擾，為了減小這種干擾， 領(lǐng)道泄漏必須盡可能的小，WCDMA的要求是：第一鄰道（偏離載頻5MHz）的 ACLR45dBC ；第二鄰道（偏離載頻10M

31、Hz）的ACLR 50dBC 。 下行通道射頻指標下行通道射頻指標 l頻譜發(fā)射模板 對于WCDMA而言，頻譜發(fā)射模板用于限制偏離發(fā)射載波中心頻率 2.5MHz12.5MHz頻段內(nèi)的雜散發(fā)射功率，下面以WCDMA協(xié)議 3GPP TS 25.141 V3.6.0 (2001-06) 中規(guī)定的NodeB發(fā)射機的頻譜 發(fā)射模板指標要求為例來說明： 下行通道射頻指標下行通道射頻指標 Table 6.11: Spectrum emission mask values, BS maximum output power P 43 dBm Frequency offset of measuremen t fil

32、ter 3dB point, f Frequency offset of measurement filter centre frequency, f_offset Maximum level Measure ment bandwid th 2.5 f 2.7 MHz 2.515MHz f_offset 2.715MHz -14 dBm30 kHz 2.7 f 3.5 MHz 2.715MHz f_offset 3.515MHz - 14 15(f_offset- 2.715) dBm 30 kHz 3.515MHz f_offset 4.0MHz -26 dBm30 kHz 3.5 f 7.

33、5 MHz 4.0 MHz f_offset 8.0MHz -13 dBm1 MHz 7.5 f MHz8.0 MHz f_offset f_offsetmax -13 dBm1 MHz 下行通道射頻指標下行通道射頻指標 l雜散輻射 雜散輻射是指發(fā)信機在頻譜發(fā)射模板規(guī)定的頻率范圍之外的頻段內(nèi)發(fā) 射的、信號之外的其他信號，它包括諧波分量、寄生輻射、交調(diào)產(chǎn)物、 發(fā)射機互調(diào)產(chǎn)物等。這些雜散輻射都會對其他的無線通信系統(tǒng)造成干 擾，對該指標的規(guī)定是為了提高系統(tǒng)的電磁兼容性能，以便與其他系 統(tǒng)（如GSM）共存，當然這也保證了系統(tǒng)自身的正常運行，下面以 WCDMA協(xié)議3GPP TS 25.141 V3.6.

34、0 (2001-06) 中規(guī)定的 NodeB發(fā)射機的雜散輻射模板指標要求之一為例來說明： 下行通道射頻指標下行通道射頻指標 Table 6.17: BS Mandatory spurious emissions limits, Category B BandMaximum Level Measuremen t Bandwidth Note 9 kHz 150 kHz-36 dBm1 kHzBandwidth as in ITU-R SM.329-8, subclause 4.1 150 kHz 30 MHz- 36 dBm10 kHzBandwidth as in ITU-R SM.329-8

35、, subclause 4.1 30 MHz 1 GHz-36 dBm100 kHzBandwidth as in ITU-R SM.329-8, subclause 4.1 1 GHz Fc1 60 MHz or 2 100 MHz Whichever is the higher -30 dBm1 MHzBandwidth as in ITU-R SM.329-8, subclause 4.1 Fc1 60 MHz or 2 100 MHz whichever is the higher Fc1 50 MHz or 2 100 MHz whichever is the higher -25

36、dBm1 MHzSpecification in accordance with ITU-R SM.329-8, subclause 4.3 and Annex 7 Fc1 50 MHz or 2100 MHz whichever is the higher Fc2 + 50 MHz or 2180 MHz whichever is the lower -15 dBm1 MHzSpecification in accordance with ITU-R SM.329-8, subclause 4.3 and Annex 7 Fc1:Center frequency of first carri

37、er frequency used. Fc2:Center frequency of last carrier frequency used. 下行通道射頻指標下行通道射頻指標 Table 6.17: BS Mandatory spurious emissions limits, Category B（續(xù)）（續(xù)） BandMaximum Level Measure ment Bandwidt h Note Fc2 + 50 MHz or 2180 MHz whichever is the lower Fc2 + 60 MHz or 2 180 MHz Whichever is the lowe

38、r -25 dBm1 MHzSpecification in accordance with ITU- R SM.329-8, subclause 4.3 and Annex 7 Fc2 + 60 MHz or 2 180 MHz Whichever is the lower 12,75 GHz -30 dBm1 MHzBandwidth as in ITU- R SM.329-8, subclause 4.1. Upper frequency as in ITU-R SM.329-8, subclause 2.5, Table 1 Fc1:Center frequency of first

39、carrier frequency used. Fc2:Center frequency of last carrier frequency used. 思考題思考題 l下行通道的鄰道泄漏定義？ lWCDMA系統(tǒng)的ACLR指標是如何定義的? l對于WCDMA而言，頻譜發(fā)射模板用于限制偏 離發(fā)射載波中心頻率多少MHz頻段內(nèi)的雜散發(fā) 射功率？ l雜散輻射的定義？定義該項指標的意義？ 解答解答 l鄰道泄漏指標是用來衡量發(fā)射機的帶外輻射特性，定 義：鄰道功率與主信道功率之比，通常用dBc表示 l射機的領(lǐng)道泄漏必然會對其他小區(qū)造成干擾，為了減 小這種干擾，領(lǐng)道泄漏必須盡可能的小，WCDMA的要 求是：第

40、一鄰道（偏離載頻5MHz）的ACLR45dBC ； 第二鄰道（偏離載頻10MHz）的ACLR 50dBC 。 l對于WCDMA而言，頻譜發(fā)射模板用于限制偏離發(fā)射 載波中心頻率2.5MHz12.5MHz頻段內(nèi)的雜散發(fā)射 功率 解答解答 l雜散輻射是指發(fā)信機在頻譜發(fā)射模板規(guī)定的頻率范 圍之外的頻段內(nèi)發(fā)射的、信號之外的其他信號，它 包括諧波分量、寄生輻射、交調(diào)產(chǎn)物、發(fā)射機互調(diào) 產(chǎn)物等。這些雜散輻射都會對其他的無線通信系統(tǒng) 造成干擾，對該指標的規(guī)定是為了提高系統(tǒng)的電磁 兼容性能，以便與其他系統(tǒng)（如GSM）共存，當然 這也保證了系統(tǒng)自身的正常運行。 第三章第三章 射頻基本概念辨析射頻基本概念辨析 l第一

41、節(jié)第一節(jié) 功率相關(guān)概念功率相關(guān)概念 l第二節(jié)第二節(jié) 噪聲相關(guān)概念噪聲相關(guān)概念 l第三節(jié)第三節(jié) 線性相關(guān)概念線性相關(guān)概念 l第四節(jié)第四節(jié) 傳輸線相關(guān)概念傳輸線相關(guān)概念 l第五節(jié)第五節(jié) 下行通道射頻指標下行通道射頻指標 上行通道射頻指標上行通道射頻指標 l接收靈敏度 用功率表示Smin=10log（KTB）+ Ft +（S/N），單位：dBm K是波爾茲曼常數(shù)，單位：J/K(焦耳/K) T表示絕對溫度，單位：K B表示信號帶寬，單位：Hz Ft表示系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，單位：dB （S/N）表示解調(diào)所需信噪比，單位：dB 當B1Hz時，10log（KTB）-174dBm/Hz K 1.380661019

42、J/K 上行通道射頻指標上行通道射頻指標 l雜散響應 雜散響應也稱為寄生響應、寄生靈敏度。無線環(huán)境中存在多干擾信號， 這些信號本身可以被系統(tǒng)濾波器慮掉，但是由于現(xiàn)在系統(tǒng)采用的接收 機大都是超外差接收機，接收機接收到的能夠與本振組合產(chǎn)生中頻的 信號很多，這樣的中頻信號和系統(tǒng)接收的中頻信號是同一頻率，系統(tǒng) 的后級中頻濾波器是無法慮掉這些干擾的。其中除主接收信號外的其 他頻點稱為寄生波道，該頻點產(chǎn)生的響應稱為寄生響應。 n fr m fl fi fr m fl fi n 左式中，當m=n=1，假設(shè)取負號時，fr 為所要信號，則m、n的其他組合所得 到的fr為寄生波道。 上行通道射頻指標上行通道射頻指

43、標 雜散響應的對系統(tǒng)的影響表現(xiàn)為：雖然系統(tǒng)工作的頻帶內(nèi)沒有任何干 擾頻率，但系統(tǒng)的靈敏度就是變差。這一方面是由于系統(tǒng)本身的抗雜 散響應能力不夠；另一方面是由于環(huán)境的帶外干擾太強。 上行通道射頻指標上行通道射頻指標 l阻塞與互調(diào)抑制 阻塞指標也是來考核接收機抗干擾能力，它描述的是接收機在接收的 頻道外存在單音或調(diào)制信號干擾，但干擾信號不在相鄰頻道或雜散響 應頻點上的情況，具體指標要求根據(jù)不同系統(tǒng)而定。阻塞指標一般要 求接收機前端要有較高的三階截止點（即大的線性動態(tài)），同時要求 中頻濾波器有較好的選擇性。 互調(diào)抑制同樣是指接收機在工作時，同時有兩個干擾信號進入接收機， 這兩個信號的三階交調(diào)產(chǎn)物正好

44、落在帶內(nèi)?；フ{(diào)抑制主要要求接收機 前端有較高的三階截止點。 思考題思考題 l給出接收靈敏度的表達式？ l雜散響應對系統(tǒng)的影響？ l阻塞指標主要用來考核接收機的何種能力？ l互調(diào)抑制指標主要用來考核接收機的何種能力？ 解答解答 l接收靈敏度用功率表示Smin=10log（KTB）+ Ft +（S/N），單位：dBm l雜散響應的對系統(tǒng)的影響表現(xiàn)為：雜散響應的對系 統(tǒng)的影響表現(xiàn)為：雖然系統(tǒng)工作的頻帶內(nèi)沒有任何 干擾頻率，但系統(tǒng)的靈敏度就是變差。這一方面是 由于系統(tǒng)本身的抗雜散響應能力不夠；另一方面是 由于環(huán)境的帶外干擾太強。 l阻塞指標也是來考核接收機抗干擾能力，它描述的 是接收機在接收的頻道外存在單音或調(diào)制信號干擾， 但干擾信號不在相鄰頻道或雜散響應頻點上的情況， 具體指標要求根據(jù)不同系統(tǒng)而定。 解答解答 l互調(diào)抑制同樣是指接收機在工作時，同時有兩個干擾信 號進入接收機，這兩個信號的三階交調(diào)產(chǎn)物正好落在帶 內(nèi)?；フ{(diào)抑制主要要求接收機前端有較高的三階截止點。 本章小結(jié)本章小結(jié) l本章主要介紹射頻常用的基本概念，分為:功率相關(guān)概念、噪聲 相關(guān)概念、線性相關(guān)概念、傳輸線相關(guān)概念、下行通道射頻指 標、上行通道射頻指