無線基礎與射頻

無線通信理論基礎無線通信工作原理射頻基本概念射頻關鍵指標射頻常用器件培訓目的：掌握以下知識目錄無線通信工作原理1

射頻知識介紹2射頻器件常見單位3射頻常用術語4常用射頻器件5無線通信工作原理

導體中的電流會產生磁場，變化的電流會產生變化的磁場，變化的磁場又會產生變化的電場。

這種電生磁，磁生電的大自然現(xiàn)象，被文明人類用來進行無線電通信?？茖W研究確認，只有電磁波的波長和天線的有效長度能夠相比擬時，電能才能有效地轉換為電磁波。電磁波的空間傳播速度為C(光速)，3X108米/秒(即每秒30萬公里)。C(光速)=F(頻率)*λ（波長）無線通信工作原理無線通信工作原理高度功率及接收靈敏度遮擋（地形）干擾及噪聲影響無線信號因素無線通信工作原理常用名詞解釋1、載波：話音、數(shù)字信號、信令等有用信號的載體，易于傳輸?shù)母哳l電磁波。

2、信道和信道間隔：信道指發(fā)射接收時占用的頻率值。相鄰信道之間的頻率差值稱為信道間隔。規(guī)定的信道間隔有25KHz(寬帶)、20KHz（中帶）、12.5KHz(窄帶)等。3、PTT：PushToTalk的縮寫，按下即通話，此時對講機進入發(fā)射狀態(tài)。4、音頻：Audio,指人說話的聲音頻率，通常指300Hz—3400Hz的頻帶。5、調制：用調制信號的某一種或某幾種參數(shù)控制載波的參數(shù)的改變。按照控制參數(shù)的不同，調制又可分為調幅、調頻和調相。無線通信工作原理6、頻率誤差：發(fā)射載波頻率與指配頻率之差。7、發(fā)射功率：一個射頻周期內發(fā)射機加給傳輸線的平均功率。8、調制頻偏：是指已調制信號瞬時頻率與載頻的差值。9、參考靈敏度：又稱為最大可用靈敏度，在規(guī)定的頻率和調制下，使接收輸出端產生標準信噪比（12dBSINAD）的輸入信號電平值。10、選擇性：表征接收機接收有用輸入信號、抗拒無用輸入信號的能力。11、音頻功率：是指接收機輸入標準測試信號時,接收機輸出端能提供的最大不失真(符合規(guī)定指標)的功率。一般，對講機音頻功率通常為500mW。無線通信工作原理目錄無線通信工作原理1

射頻知識介紹2射頻器件常見單位3射頻常用術語4常用射頻器件5射頻知識介紹一、RF是什么：1、RF，radiofrequency，主要指發(fā)射的無線電波(又稱射頻)，應用于無線通信上。2、RF有時稱為高頻，它是相對于低頻而言。3、RF的用途，主要是迅速而準確地傳輸信息，以克服距離上的障礙，是無線通信的關鍵技術，是傳輸信息的載體。射頻知識介紹二、頻率：

由天線發(fā)出的射頻（RF）信號開始于發(fā)射器電路。發(fā)射器以很高的速率來回推動這個信號，使得該信號脫離天線變成無線電波。該信號前后移動或振動的速率叫做頻率。頻率是用來測量電磁波的。頻率是交流電或無線電波在每秒鐘完成的周期數(shù)，單位用赫茲（hz)來表示。1周期/秒=茲赫音頻范圍(AF)：f<1MHz微波范圍：f<40GHz射頻范圍(RF)：f<3GHz毫米波范圍：f>40GHz射頻知識介紹三、波長：1、波長與頻率成反比，C是光速，等于3×108米/秒。例如:350MHz波長約等于85.7cm。2、波具有直射/反射/繞射/衍射特性，頻率越高，直射能力越強，頻率越低，繞射能力強。3、當天線可與波長相比擬時，發(fā)射效率越高射頻理論知識介紹三、阻抗：1、RF電纜和端口為50歐姆。2、廣播電視同軸電纜為75歐姆。3、當負載阻抗和輸出阻抗相等時,能夠得到最大功率傳輸。4、當端口之間阻抗不相等時,信號會發(fā)生反射。射頻理論知識介紹四、頻譜：電磁波頻譜是電磁波輻射所有頻率的總和。從最低的聲波到最高的光波，范圍在15-900,000GHz之間。由于頻譜范圍很寬，它又被化分為較小的頻帶以易管理。頻率范圍常用符號用途3Hz-30kHzVLF（甚低頻）電話、長距離導航、時標30kHz-300kHzLF（低頻）導航、信標、電力線通信300kHz-3MHzMF（中頻）調幅廣播、業(yè)余無線電3MHz-30MHzHF（高頻）短波廣播、軍用通信30MHz-300MHzVHF（甚高頻）電視、調頻廣播、空中管制、車輛通信、導航300MHz-3GHzUHF（特高頻）電視、空間遙測、雷達導航、移動通信3GHz-30GHzSHF（超高頻）微波接力、衛(wèi)星和空間通信、雷達30GHz-300GHzEHF（極高頻）雷達、微波接力、射電天文學射頻理論知識介紹五、對講機要主使用的頻段：

VHF低段：136MHz-150MHz150MHz-174MHzUHF高段：350MHz-370MHz370MHz-390MHz400MHz-420MHz400MHz-450MHz450MHz-470MHz440MHz-490MHz

注：在不同國家頻段范圍有所不同六、不同頻段的通信效果：目錄無線通信工作原理1

射頻知識介紹2射頻器件常見單位3射頻常用術語4常用射頻器件5RF常用單位dB是功率增益的單位，表示一個相對值。當計算A的功率相比于B大或小多少個dB時，可按公式10lgA／B計算。例如：A功率比B功率大一倍，那么10lgA／B＝10lg2＝3dB。一、dB定義一個訊號功率是4W，第二個訊號功率是24W，那增益就是：10*lg(24/4)=10*lg6=7.78dBRF常用單位dBm是一個表示功率絕對值的單位，計算公式為：dBm=10LOG10(P/1mW)例如：20W=10*LOG10（20000/1mW）=10*4.3=43dBm10W=10*LOG10（10000/1mW）=10*4.0=40dBm1mW=10*LOG10（1mW/1mW）=10*0=0dBm二、dBm定義簡便公式：左邊加10=右邊乘100dBm=0.001W所以0+10dBM=0.001*10W即10DBM=0.01W故得20DBM=0.1W30DBM=1W40dBM=10W

左邊加3=右邊乘2

40+3dBM=10*2W，即43dBm=20WRF常用單位dBc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相對于載波功率而言，在許多情況下，用來度量載波功率的相對值，如度量干擾（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。三、dBc定義RF常用術語dBi和dBd是功率增益的單位，兩者都是相對值，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。一般認為dBi和dBd表示同一個增益，用dBi表示的值比用dBd表示的要大2.15。例如：對于一增益為16dBd的天線，其增益折算成單位為dBi時，則為18.15dBi。四、

dBi和dBd目錄無線通信工作原理1

射頻知識介紹2射頻器件常見單位3射頻常用術語4常用射頻器件5RF常用術語一、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，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。手持機使用的天線增益是0dBi,車臺天線的增益是VHF3.5dBi/UHF短天線為3.5dBi/UHF長天線為5.5dBi,玻璃鋼天線的增益：中增益為≥6.5dBi/高增益為≥8.5dBi二、插損：當某一器件或部件接入傳輸電路后所增加的衰減，單位用dB示。用頻譜分析儀，或調頻接收機或跟蹤發(fā)生器，測量插入損耗。不帶濾波器是建一個零dB參考點。然后插入濾波器，記錄在所需頻率范圍內提供的衰減。RF常用術語三、駐波比：行駐波狀態(tài)時，波腹電壓與波節(jié)電壓之比（VSWR）。駐波系數(shù)是衡量負載匹配程度一個指標，它在數(shù)值上等于：由反射系數(shù)的定義我們知道，反射系數(shù)取值范圍是0~1，而駐波系數(shù)取值范圍是1~正無窮大，很多射頻接口駐波系數(shù)指標規(guī)定小于1.5（反射系數(shù)為0.2，S11≈14dB，假如輸出功率為50W，大約有2W反射回來）。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。RF常用術語四、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，通常這樣定義：單元輸入信噪比除輸出信噪比，單位為dB。噪聲系數(shù)是射頻電路的關鍵指標之一，影響著模擬通信系統(tǒng)的信噪比和數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼率，即影響接收機的靈敏度。RF常用術語五、三階互調：

三階互調：若存在兩個正弦信號ω1和ω2，由于非線性作用將產生許多互調分量，由于非線性因素存在使一個信號的二次諧波與另一個信號的基波產生差拍（混頻）后所產生的寄生信號，其中的2ω1-ω2和2ω2-ω1兩個頻率分量稱為三階互調分量。不管是有源還是無源器件，都會產生三階互調分量。目錄無線通信工作原理1

射頻知識介紹2射頻器件常見單位3射頻常用術語4常用射頻器件5電纜類型使用場所7/8饋線1/2饋線適合用在多信道共用一條天線，發(fā)射功率大的道基站，適合在鐵塔上走線。不適合室內。12D-7D適合用想單個信道，功率50W左右，適應室內室外走線。-9的的饋線長度一般不超過70米，大約是40m就衰減成一半。5D適合用在單個信道25W.并且走線長度不超過30米，大約是20m就衰減成一半；適合室內室外使用，不適合走主線，一般用來做室內覆蓋走線。7/8、1/2饋管-12、-9饋線-7、-5饋線饋線的分類，通常以直徑來區(qū)分。直徑越大衰減越小，通常用在大功率基站。

例1：7/8饋管，直徑就是8分之7英寸。因此直徑比較大，通常用在多信道基站。例2：-12D饋線，直徑就是12毫米，外層為編織線，內徑為銅包鋁芯。這種饋線我們通常用在單個中轉臺上。無線基站常見配件一、饋線50歐姆皺紋銅管同軸電纜最大衰減（dB/100M）1/212D-FB150M2.673.4450M4.755.8常用2種饋線損耗50歐姆編織線同軸電纜無線基站常見配件—饋線無線基站常見配件點頻雙工器寬帶雙工器帶陷雙工器二、雙工器雙工器/耦合器使用場所一分二功分器使用在地下室一到兩層覆蓋。一分多功分器使用者大型辦公室商貿城覆蓋。耦合器用在不同面積地下室之間的覆蓋。一分二功分器一分多功分器耦合器無線基站常見配件三、功分器、耦合器1、分路器將一路接收信號分為多路送入接收端的設備稱為接收分路器。2、合路器將多路發(fā)射信號合為一路信號發(fā)射分路器合路器無線基站常見配件四、分路器、合路器天線類型使用場所四環(huán)矩陣天線使用在廣域開闊地區(qū)，覆蓋遠接收效果好玻璃鋼天線在高層建筑以及室外覆蓋。車載天線通信車使用和地下室覆蓋八木定向天線隧道使用吸頂天線辦公室樓層覆蓋，四環(huán)矩陣天線玻璃鋼天線車載天