RF射頻技術培訓教材

2023/2/31射頻技術講座

（基礎知識篇）

主講：蔡顯華2023/2/32目錄一、無線電波二、無線電收發(fā)機三、無線電波的頻率與應用劃分四、射頻基本元器件五、常用的基本單位六、射頻器件的焊接與靜電防護知識七、射頻儀器安全使用保護2023/2/33一、無線電波無線電波是一種肉眼看不到，用手摸不著，但又確實存在的東西。我們可以通過專用的接收設備方式來感覺到無線電波的存在，如：我們用收音機收聽的廣播、電視節(jié)目、手機打電話等。無線電波傳輸速度是非?？斓?，達到30萬公里/秒。無線電波的傳輸方式：

1）地波，這是沿地球表面?zhèn)鞑サ臒o線電波。

2）天波，也即電離層波，無線電波進入電離層時其方向會發(fā)生改變，出現(xiàn)“折射”。

3）空間波，由發(fā)射天線直接到達接收點的電波，被稱為直射波。

4）散射波，當大氣層或電離層出現(xiàn)不均勻團塊時，無線電波有可能被這些不均勻媒質向四面八方反射，使一部分能量到達接收點，這就是散射波。

2023/2/34無線電波型2023/2/35無線電波的應用聲音：聲音廣播（比如：收音機的調幅和調頻廣播，航海、航空的語音電臺等）電話：移動電話（手機類）、衛(wèi)星電話電視：模擬電視信號、數字電視。緊急服務：作用是提供給救援人員目標的精確位置，以便提供及時的救援。（GPS）數據傳輸：數字微波傳輸設備、衛(wèi)星、無線局域網等。辨識：如RFID導航：飛機、航海。雷達、加熱（如：微波爐）、動力（電磁爐、宇航動力）、天文學、其他的業(yè)余愛好。

2023/2/36無線電收發(fā)機發(fā)射機信號經過調制后放大，再通過天線向四周發(fā)身無線電波。2023/2/37接收機用天線來接收周圍的無線電波信號，再通過檢波器把信號解調出來。

2023/2/38最簡單的接收機2023/2/39無線電頻率劃分與應用ELF（極低頻）30~300HzVF（音頻）300～3000HzVLF（甚低頻）3~30KHzLF（低頻）30～300KHzMF（中頻）300~3000KHzHF（高頻）3~30MHzVHF（甚高頻）30~300MHzUHF（特高頻）300~3000MHzSHF（超高頻）3~30GHzEHF（極高頻）30~300GHz亞毫米波300~3000GHz2023/2/310按波段劃分P波段0.23~1GHzL波段1~2GHzS波段2~4GHzC波段4~8GHzX波段8~12.5GHzKu波段12.5~18GHzK波段18~26.5GHzKa波段26.5~40GHz毫米波40~300GHz亞毫米波300~3000GHz常見頻段的應用50~60Hz電源插座2KHz人的嗓音530KHz調幅廣播54MHz電視頻道2（VHF）88MHz調頻廣播746MHz電視頻道60（UHF）824MHz蜂窩電話1850MHzPCS電話2400MHz無線局域網2500MHzMMDS4200MHz大碟形衛(wèi)星天線9000MHz機載雷達11.7GHz小碟形衛(wèi)星天線28GHzLMDSWLAN(802.11a/b/g)WLAN(802.11a)5.15~5.825GHzWLAN(802.11b)2.41~2.497GHz2.41~2.462GHz(北美）

2.412~2.472GHz（歐洲）

2.471~2.497GHz（日本）WLAN(802.11g)2.41~2.497GHz2.41~2.462GHz(北美）

2.412~2.472GHz（歐洲）

2.471~2.497GHz（日本）射頻常用的基本器件電容、電感射頻用到的電容容量并不大，多數都是<180pF（如我們公司產品射頻部分多數都是0.5pF、1pF、4.7pF、10pF等等），和電容一樣，電感的感量也不大，通常也是在nH級別，它們的封裝不大于1210,而我們用得最多的是0603和0402兩種封裝。但是射頻電路用的電容和電感與普通用的電容和電感不同，它們除了精度要求高之外，最主要的是要有很高的Q值。電容、電感實物圖

放大管放大管主要用來放大射頻信號，它與電壓、電流、頻率、放大倍數、輸入輸出功率等有關。射頻開關射頻開關用來控制轉換射頻信號的傳輸方式，通常是由電壓的高低來控制的。濾波器濾波器主要用來過濾頻率，只允許有用的頻率通過，濾除或衰減其他沒用的頻率。隔離器主要用對信號輸出進行隔離，它具有方向性，只允許信號通過，不許信號返回。射頻天線射頻天線主要用于信號的發(fā)送和接收，是有方向性和角度的。它的種類很多，按用途可分為：通信天線、雷達天線、導航天線、電視天線、廣播天線等；按工作頻段可分為：長波天線、中波天線、短波天線、超短波天線和微波天線。但不管它們怎么分，其作用和功能都是一樣的。天線實物圖常用的基本單位dB就是分貝，即表示放大器放大的倍數，是一個表征相對值的值。下面是定義公式

10×lg（輸出功率/輸入功率）在實際工作中我們只要了解它的定義就足夠了，不需要過多的去弄清楚它，而我們所需要做的就是對它進行加加減減。dBm就是射頻信號功率單位，表示放大器輸出的功率，是一個考征功率絕對值的值，公式：dBm=10logmWdBm和W的對應關系表：dBc也是一個表示功率相對值的單位,與dB的計算方法完全一樣。一般來說，dBc是相對于載波（Carrier）功率而言，在許多情況下，用來度量與載波功率的相對值，如用來度量干擾（同頻干擾、互調干擾、交調干擾、帶外干擾等）以及耦合、雜散等的相對量值。在采用dBc的地方，原則上也可以使用dB替代。通常是由頻譜儀直接測量讀數。dBi和dBddBi和dBd是考征增益的值（功率增益），兩者都是一個相對值，但參考基準不一樣。dBi的參考基準為全方向性天線，dBd的參考基準為偶極子，所以兩者略有不同。一般認為，表示同一個增益，用dBi表示出來比用dBd表示出來要大2.15。但是它們都是用于天線性能指標的。例如：對于一面增益為16dBd的天線，其增益折算成單位為dBi時，則為18.15dBi（一般忽略小數位，為18dBi）。NF(Noisefigure)噪聲系數，用來衡量LNA（低噪放）靈敏度的指標。噪聲系數越小，接收靈敏度就越高，接收的距離就越遠，相反，噪聲系數越大，接收靈敏度就越差，距離就越短。SNR信噪比，就是信號功率和噪聲功率相除的結果。EVM誤差向量等級靜電知識我們都聽說過靜電，那到底什么是靜電呢？靜電（Electrostatic）就是物體表面過?；虿蛔愕撵o止電荷。靜電是一種電能，它留存于物體表面：靜電是正電荷和負電荷在局部范圍內失去平衡的結果：靜電是通過電子或離子的轉移而形成的。靜電是無處不在的，它會隨著環(huán)境、空間和時間的轉移而改變。人體靜電：人體對靜電放電的感知電壓約為3ＫＶ，這是我們市電電壓的16.6倍，高得驚人。為何要靜電防護我們在工作中為什么要對靜電進行防護？我們可以通過下面的一些基本知道進行說明。靜電作為一種電子存在于不同的時間和空間中，是摸不著看不到的。我們現(xiàn)在用到的許多電子元件在幾百伏甚至幾十伏時就會損壞。而射頻器件由于工作比普通的器件頻率要高得多，其內部構造非常的精密，只要稍有些不正常的操作，就極有可能導致自激燒壞。所以射頻器件就會比普通的器件容易受靜電擊壞。其實很多靜電問題都是由于人們沒有ESD（靜電放電）意識而造成的，即使現(xiàn)在也有很多人懷疑ESD會對電子產品造成損壞。但事實上這些懷疑只會帶來更多、更大的元器件損害。靜電損害靜電的基本物理特性為：吸引或排斥，與大地有電位差，會產生放電電流。靜電的基本物理特性對器件的影響：

1．靜電吸附灰塵，降低元件絕緣電阻（縮短壽命）。

2．靜電放電破壞，使元件受損不能工作(完全破壞)。

3．靜電放電電場或電流產生的熱，使元件受傷（潛在損傷）。

4．靜電放電產生的電磁場幅度很大（達幾百伏/米）頻譜極寬（從幾十兆到幾千兆），對電子產器造成干擾甚至損壞（電磁干擾）如果元件全部破壞，必能在生產及品管中被察覺而排除，影響較小，如果元件輕微受損，在正常測試下不易發(fā)現(xiàn)，在這種情形下，常會因經過多層之加工，甚至已在使用時，才發(fā)現(xiàn)破壞，不但檢查不易，而且其損失亦難以預測。要耗費多少人力及財力才能清查出所有問題，而且如果在使用時才察覺故障，其損失將可能巨大。靜電損害的特點隱蔽性：人體不能直接感知靜電，除非發(fā)生靜電放電,但是發(fā)生靜電放電人體也不一定能有電擊的感覺。潛在性：有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒有明顯的下降，但多次累加放電會給器件造成內傷而形成隱患。隨機性：電子元件什么情況下會遭受靜電破壞呢?可以這么說，從一個元件產生以后，一直到它損壞以前，所有的過程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產生也具有隨機動性。復雜性：靜電放電損傷的失效分析工作，因電子產品的精、細、微小的結構特點而費時、費事、費錢，要求較高的技術并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。即使如此，有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別，使人誤把靜電損傷失效當作其他失效，分析起來非常復雜。如何有效控制ESD靜電是由于物體接觸分離，甚至沒有接觸的感應等方式產生的，就連我們周圍的空氣也是由原子組成的，當這些空氣流動時也會產生靜電，可以說：在任何時間、任何地點都可能產生靜電。要完全消除靜電幾乎不可能的，但可以采取一些措施控制靜電在不危害的程度之內?？刂迫梭w靜電（人體靜電防護）（1）.使用防靜電地面/防靜電鞋/襪（靜電從腳導到大地）（2）.佩戴防靜電腕帶并接地（靜電從手導到大地）（3）.拿取射頻器件時盡可能的使用防靜電的無感鑷子，手盡可能的不與管腳接觸。上述三項措施都