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射频基础知识

05/23 08:28
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1.无线通信使用的电磁波的频率范围和波段

欧、美、日等西方国家常常把部分微波波段分为L、S、C、X、Ku、K、Ka等波段(或称子波段),具体如表 2所示

2.射频仪表矢量网络分析仪:最具代表性仪器,可测S参数阻抗,P1dB,带通滤波器带宽、幅度起伏、群时延。

矢量信号分析仪:测频谱,功率,宽带噪声,简单相噪,ACLR,跳频频谱,跳频图案,测RF调制信号质量EVM。

通过式功率计:脉冲峰值功率,发射驻波比

信号源分析仪:测VCO相位噪声,杂散,VCO调制曲线。

射频综测仪:模拟调制、调制/解调质量,话音信纳比。

3.射频常用的计算单位

绝对功率的dB表示 射频信号的绝对功率常用dBm(dBmW)、dBW表示,它与mW、W的换算关系如下:例如信号功率为x W,利用dBm表示时其大小为:   

1W等于30dBml相对功率的dB表示 射频信号的相对功率常用dB和dBc两种形式表示: dB是一个表征相对值的值,只表示两个量的相对大小关系,当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时,按下面计算公式:10log(甲功率/乙功率),如果采用两者的电压比计算,要用20log(甲电压/乙电压)。dBc也是一个表示功率相对值的单位,dBc 是相对于载波(Carrier)功率而言,用来度量与载波功率的相对值,如用来度量干扰(同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)以及耦合、杂散等的相对量值。天线增益天线增益一般由dBi或dBd表示。dBi是指天线相对于无方向天线的功率能量密度之比,dBd是指相对于半波振子Dipole 的功率能量密度之比,半波振子的增益为2.15dBi,因此0dBd=2.15dBi。电波传播自由空间电磁波以平面波的形式传播,传播损耗与距离2次方成正比:Loss(dB)=31.4+20 log f (MHz)+20 log d (千米)地面受到地形、地貌、建筑物的影响,会产生遮挡、多径反射,反射波与直达波叠加,产生衰落。传播损耗与距离的2~4次方成正比。在潮湿地区、海面,表面导电,如同PCB表面铺铜一样,形成共面波导,传播损耗减小。树林,大气云层、雨雪含有水分,吸收高频能量,损耗随频率增加。

4.常用概念l

QQ即品质因数(quality factor)等于电抗与其等效串联电阻的比值,也可以表达为:            Q=2*pi *WS/WRWS 为谐振电路中的存储能量,WR 为谐振电路每个周期消耗的能量。Q值越高,能量耗散越小。           

Q对电路的影响在VCO电路中影响可调带宽;在VCO电路中影响相位噪声;在滤波器中影响插入损耗;发射电路中影响电路的通频带。lS参数

反射系数

驻波比电压驻波比(voltage Standing Wave Ration):波腹电压/波节电压

回波损耗

反射系数和回波损耗、发射效率的关系

相位噪声正弦波瞬时相位Φ(t)=ωt+φ(t)=线性相位ωt+随机相位φ(t),随机相位φ(t)的功率谱就是相位噪声谱,归一化后用功率谱密度表示。相位噪声采用相对值表示:

    

l噪声系数噪声系数是用来衡量射频部件对小信号的处理能力,通常这样定义:单元输入信噪比除输出信噪比

灵敏度灵敏度是指接收机能够接收到最小信号并能够将之解调出有用信号对应的最小输入功率,它主要由系统的环境底噪、链路的噪声系数、信道带宽和解调门限决定。

其中-174dBm代表的是在T=290K的情况下,1Hz带宽内产生的热噪声功率,BW代表信道宽度,窄带信道宽度为25kHz,NF为系统的噪声系数,SNR代表信噪比,不同的调制方式,SNR是不一样的。互调三阶互调 定义:输入信号频率为f1和f2,输出三阶互调频率则为2f1±f2,2f2±f1,对应的功率即为三阶互调分量IMD3,常以相对于基波功率的比值(dBc)来表示;   三阶交截点输出三阶交截点(OIP3)的定义:三阶互调分量IM3与基波分量相等时的输出功率值;对应的输入功率值即为输入三阶交截点(IIP3);OIP3与IMD3的关系:OIP3=Po-IMD3/2。

阻塞干扰功率很大,倒易混频将有用信号淹没,倒易混频对邻道的影响。干扰功率很大,使信道进入非线性,使输出基带信号互调严重,EVM恶化,基带无法解调,阻塞功率导致的互调非线性。

EVM误差向量幅度(Error Vector Magnitude,简称:EVM),是在一个给定时刻理想无误差基准信号与实际发射信号的向量差,能全面衡量调制信号的幅度误差和相位误差。

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