射頻基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

1、射頻基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)1、 無(wú)線通信基本概念利用電磁波的輻射和傳播，經(jīng)過(guò)空間傳送信息的通信方式稱(chēng)之為無(wú)線電通信(WirelessCommunication),也稱(chēng)之為無(wú)線通信。利用無(wú)線通信可以傳送電報(bào)、電話(huà)、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)。目前無(wú)線通信使用的頻率從超長(zhǎng)波波段到亞毫米波段(包括亞毫米波以下)以至光波。無(wú)線通信使用的頻率范圍和波段見(jiàn)下表1-1表1-1無(wú)線通信使用的電磁波的頻率范圍和波段頻段名稱(chēng)頻率范圍波段名稱(chēng)波長(zhǎng)范圍應(yīng)用極低頻(ELF)3-30Hz極長(zhǎng)波100-10Mm(108107m)導(dǎo)航、固定業(yè)務(wù)、頻率標(biāo)準(zhǔn)。超低頻(SLF)30-300HZ超長(zhǎng)波10-1Mm(10710

2、6m)導(dǎo)航、固定業(yè)務(wù)特低頻(ULF)300-3000Hz特長(zhǎng)波1000-100Km(106105m)海岸潛艇通信；越洋通信；船用通信甚低頻(VLF)3-30kHz甚長(zhǎng)波100-10Km(105104m低頻(LF)30-300kHz長(zhǎng)波10-1Km(104103m)導(dǎo)航、廣播、固定業(yè)務(wù)、移動(dòng)業(yè)務(wù)中頻(MF300-3000kHz中波1000-100m(103102m)高頻(HF)3-30MHz短波_，_2一、100-10m(1010m甚圖頻(VHF30-300MHz超短波(米波)10-1m特局頻(UHF300-3000MHz微波分米波，-1、(iio項(xiàng)超圖頻(SHF3-30GHz厘米波10-1cm

3、(10-110-2m極高頻（EHF30-300GHz毫米波10-1mm(10-210-3m至高頻（THF300-3000GHz業(yè)量米波(10-310-4m光波3*10一33*10-5mm(3*10-63*10-8mi)由于種種原因，在一些歐、美、日等西方國(guó)家常常把部分微波波段分為L(zhǎng)、S、C、X、Ku、K、Ka等波段（或稱(chēng)子波段），具體如表1-2所示表1-2無(wú)線通信使用的電磁波的頻率范圍和波段波段代號(hào)頻率范圍波長(zhǎng)范圍應(yīng)用L12GHz3015cmS24GHz15C48GHzX813GHzKu1318GHzK1828GHzKa2840GHz無(wú)線通信中的電磁波按照其波長(zhǎng)的不同具有不同的傳播特點(diǎn)，下面按

4、波長(zhǎng)分述如下：極長(zhǎng)波（極低頻ELF）傳播極長(zhǎng)波是指波長(zhǎng)為110萬(wàn)公里（頻率為330HN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。1.2超長(zhǎng)波（超低頻SLF）傳播超長(zhǎng)波是指波長(zhǎng)1千公里至1萬(wàn)公里（頻率為30300Hz的電磁波。這一波段的電磁波傳播十分穩(wěn)定，在海水中衰耗很小（頻率為75Hz時(shí)衰耗系數(shù)為mj）對(duì)海水穿透能力很強(qiáng)，可深達(dá)100m以上。甚長(zhǎng)波（甚低頻VLF）傳播甚長(zhǎng)波是指波長(zhǎng)10公里100公里（頻率為330kHz）的電磁波。無(wú)線通信中使用的甚長(zhǎng)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(dǎo)中進(jìn)行傳播，距離可達(dá)數(shù)千公里乃至覆蓋全球

5、。長(zhǎng)波（低頻LF）傳播長(zhǎng)波是指波長(zhǎng)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傳播中波是指波長(zhǎng)100米1000米（頻率為3003000kHZ）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?zhèn)鞑r(shí)，受地表面的吸收較長(zhǎng)波嚴(yán)重。中波的天波傳播與晝夜變化有關(guān)。短波（高頻HF）傳播短波是指波長(zhǎng)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?，沿空間以直接或繞射方式傳播（空間波）和靠電離層反射傳播（天波）0超短波（甚高頻VHF傳播超短波是指波長(zhǎng)為1米10米（頻率為30300MHz的

6、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。微波傳播微波是指波長(zhǎng)小于1米（頻率高于300MHZ的電磁波。目前又按其波長(zhǎng)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。微波的傳播類(lèi)似于光波的傳播，是一種視距傳播。其主要在對(duì)流層內(nèi)進(jìn)行。總的說(shuō)來(lái)，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(duì)流層中的大氣湍流氣團(tuán)對(duì)微波有散射作用。利用這種散射作用可實(shí)現(xiàn)微波的超視距傳播。WCDMA作頻段：上行19201980MHz下行21102170MHz屬于微波波段，具電磁波傳播方式為微波傳播。CDM

7、A：作頻段：825MHz835MHz（上行，基站收、移動(dòng)臺(tái)發(fā)）870MHz880MHz（下行，基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）GSMT作頻段：905MHz915MHz（上行，基站收、移動(dòng)臺(tái)發(fā)）950MHz960MHz（下行，基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）1710MHz1785MHz（上行，基站收、移動(dòng)臺(tái)發(fā)）1805MHz1880MHz（下行，基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）3G頻率規(guī)劃的基礎(chǔ)上，我國(guó)為中國(guó)電信cdma2000分配的頻率是19201935MHz（h行）/21102125MHz（F行），共15MHz2;為中國(guó)聯(lián)通WCDMA分配的頻率是19401955MHz（上行）/21302145MHz（T行），共15MHz2;為中國(guó)移

8、動(dòng)TD-SCDMAb配的頻率是18001900MHz以及21102025MHz共35MHz2、 射頻常用計(jì)算單位絕對(duì)功率的dB表示射頻信號(hào)的絕對(duì)功率常用dBmdBW去示，它與mWW的換算關(guān)系如下：例如信號(hào)功率為xW,利用dBmS示時(shí)其大小為：p(dBW)1010g(鬻)X*1000mWp(dBm)10log()1mw例如：1Wi?于30dBm等于0dBW般來(lái)說(shuō)，我們習(xí)慣上還是用“W和"dBm!來(lái)表示功率相對(duì)功率的dB表示射頻信號(hào)的相對(duì)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(gè)功率的比值的對(duì)數(shù)表示形式，而dBc是某一頻點(diǎn)輸出功率和載頻輸出功率的比值的對(duì)數(shù)表示形式。一般

9、來(lái)說(shuō)，我們說(shuō)放大鏈路的增益可以用“dB”來(lái)表示。對(duì)于信號(hào)的諧波和雜波來(lái)說(shuō)，可以用“dBc”來(lái)表示。3、 射頻器件簡(jiǎn)介射頻簡(jiǎn)單系統(tǒng)介紹般來(lái)說(shuō)，對(duì)于如圖所示射頻系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，用到的射頻器件從大的分類(lèi)來(lái)說(shuō)，有主動(dòng)器件和被動(dòng)器件，主動(dòng)器件一般來(lái)說(shuō)，是需要提供電源的期間，被動(dòng)器件，一般為無(wú)源器件。就上圖來(lái)說(shuō)，用到的器件有濾波器、混頻器、射頻開(kāi)關(guān)、放大電路等。其中的濾波器和混頻器為被動(dòng)電路，射頻開(kāi)關(guān)和放大電路為主動(dòng)電路。1、射頻接插件MMC濠列MMCX1112A1MMCX1121A1MMCX6251S1MC添列MCX1112MCX1181A1MCX6121A1SM粽歹USMA1111A1SMA1112A(SS

10、MA1181A1SMA6181A22SMA6251A'1SMA6252A2SMA6411A41SMA6511Az1SMA6551E1SMA8073A1SMA9073A，1SMA6351B1SM陳歹USMB1251B1SMB1252B1SMB1351B1SMB6112A1SMB6121A1SMB6251B1BN蹤列B1121A1B6251C1B6251F1B7471A1B7771B3B9073A1TNC系歹UT1121A1T1181A1T6351B1N系列N1112A1N1121A1N1141A1N1181A1N2071A1N5072A1N6421A1N6521A1N6551A1N747

11、1A1另外還有，、7/16等類(lèi)型接頭。2、射頻濾波器濾波器是電子系統(tǒng)中關(guān)鍵部件，用來(lái)完成頻率選擇功能，在航空轟天、雷達(dá)、電子對(duì)抗、遙感遙測(cè)、微波通訊、移動(dòng)通訊及廣播電視等軍民用電子設(shè)備中廣泛運(yùn)用。射頻濾波器通常按濾波器的特性及作用可分為：低通濾波器（LPF）、帶通濾波器（BPF、高通濾波器（HPF、帶阻濾波器。射頻濾波器通常按組成材料可以分為以下幾種：LC濾波器、聲表濾波器、晶體濾波器、腔體濾波器、介質(zhì)濾波器、懸置帶線濾波器、同軸管狀濾波器及電調(diào)濾波器。濾波器主要參數(shù)：2.1.1 中心頻率f0:給定相對(duì)最小插入損耗值（比如-3dB）對(duì)應(yīng)兩個(gè)截止頻率的幾何平均值。2.1.2 通帶帶寬（x）dB:

12、給定相對(duì)最小插入損耗值的兩個(gè)截止頻率的間隔，及從上限頻率到下限頻率的差值，常用1dB帶寬和3dB帶寬表示。2.1.3 插入損耗：信號(hào)通過(guò)濾波器的衰減。2.1.4 帶內(nèi)波動(dòng)：通帶內(nèi)的插入損耗隨頻率變化最大與最小的差值。2.1.5 駐波比：衡量濾波器通帶內(nèi)信號(hào)是否良好匹配傳輸?shù)囊豁?xiàng)重要指標(biāo)。理想值為1，適配時(shí)大于1，對(duì)于實(shí)際的濾波器而言，滿(mǎn)足駐波比小于：1的貸款一般小于-3dB帶寬，其中-3dB帶寬的比例與濾波器的級(jí)數(shù)和插損有關(guān)。2.1.6 回波損耗：端口信號(hào)輸入功率與反射功率之比的分貝值。2.1.7 阻帶抑制度：衡量濾波器選擇性能好壞的重要指標(biāo)，指標(biāo)越高說(shuō)明對(duì)帶外干擾信號(hào)的抑制越好。通常要求為某

13、一給定的帶我頻率f的抑制度是多少dB。SAW8波器：LC濾波器腔體濾波器3環(huán)形器及隔離器隔離器和環(huán)形器的突出特點(diǎn)是單向傳輸微波能量。隔離器使微波能量只能從輸入端流進(jìn)，從輸出端流出。環(huán)形器則控制電磁波燕某一環(huán)形防線傳輸。這種單向傳輸微波能量的特性，用于微波設(shè)備的級(jí)與級(jí)、級(jí)與系統(tǒng)之間，就是他們各自獨(dú)立工作、互相“隔離”了。微波隔離器是種特殊的衰減器，隔離器對(duì)入射波的衰減很小，對(duì)反射波的衰減則很大，二者之比值稱(chēng)為“隔離比”。使用隔離器，目的在于減小因負(fù)載阻抗變化對(duì)振蕩頻率帶來(lái)的影響。一般是在矩形波導(dǎo)的橫向加上固定磁場(chǎng)，放置在波導(dǎo)橫向的鐵氧體片恰好能與反射波產(chǎn)生鐵磁共振，繼而抑制了反射波，而入射波則不

14、會(huì)產(chǎn)生這種共振吸收。但在做成器件之后，隔離器對(duì)入射波也會(huì)產(chǎn)生一些正向衰減，約為1db倍）。對(duì)反射波的反向衰減則大于20db（100倍）。環(huán)形器具有多種用途，是一種常用的微波元器件。主要參數(shù)有：工作帶寬插入損耗反向隔離電壓駐波比5.射頻放大器4、 功率放大器主要指標(biāo)工作頻帶工作頻帶是指放大器應(yīng)滿(mǎn)足全部性能指標(biāo)的連續(xù)頻率范圍。硅雙極型晶體管功率放大器和硅金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器的工作頻率是從300MH莊J4GHz神化錢(qián)場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器的工作頻率是從一吉赫到幾十吉赫。輸出功率4.1.1 飽和輸出功率當(dāng)功率放大器的輸入功率加大到某一值后，再加大輸入功率并不會(huì)改變輸出功率的大小，該輸出功率稱(chēng)為功率放大器的飽和輸出功率。4.1.2 .1dB壓縮點(diǎn)輸出功率P1dB功率放大器增益壓縮1dB所對(duì)應(yīng)的輸出功率稱(chēng)為1dB壓縮點(diǎn)輸出功率，記作P1dB。入功率0川輸入輸出駐波比大功率管的輸入阻抗和輸出阻抗都很低，BJT的輸入阻抗實(shí)部只有幾個(gè)歐姆，與50系統(tǒng)失配得比較厲害。而MESFET輸入阻抗較高，與50系統(tǒng)失配得也很大，失配嚴(yán)重時(shí)，會(huì)損壞功率管。輸入、輸出駐波比變壞還會(huì)使系統(tǒng)的增益起伏和群遲延變壞，因此功率放大器的輸入、輸