射頻基礎(chǔ)知識(shí)講座

1、射頻基礎(chǔ)知識(shí)講座1高校教育精品PPT 內(nèi)容：基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)射頻的一些基本概念射頻電路的基本功能部件射頻設(shè)計(jì)需要的基本技能2高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)3高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)4高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)數(shù)字通訊系統(tǒng)框圖5高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)我們基站發(fā)射的信號(hào)流向信道編碼(WALSH)DIF(基帶處理,成形,濾波,DAC變換)小信號(hào)放大PADUPFRE頻綜TRX6高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)RX(小信號(hào)放大)基帶處理,解調(diào)等RFERXDUPLNA(低噪放)DIVLNA我們基站接

2、收的信號(hào)流向7高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu) 收發(fā)信機(jī)（TRX） 功放（PA） 天饋?zhàn)酉到y(tǒng)（RFE+天線(xiàn)）8高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)收發(fā)信機(jī)（TRX）：有TX、RX、FS三個(gè)子模塊TX：發(fā)射鏈路RX：接收鏈路FS：提供本振9高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)TX前向功能框圖TX-LO1TX-LO2TPTL控 制 信 號(hào)SAW Filter dB dBSAW FilterSAW FilterTX_INTX_OUT10高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)ST-K6DUP/DIVLNARF SAWAMP0FSAMPLIF SAW1RSMRE

3、S-PI0LC-LPF0AMP1RES-PI2AMP3DATT1LC-LPF1MATCHED CIRCUIT ADCRES-PILRX單板AMP2DATT0RES-PI1RES-PI3AMP4IF SAW2Gali-4優(yōu)選藍(lán)色字體標(biāo)識(shí)的器件RX反向功能框圖11高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)SA8026LMX2306LPF93.36MHzVCORF VCOLPFLPFLPFTX IFTX RFRX0 RFRX1 RFDIFCLK,DATA，LE，LD圖2 FS單板邏輯框圖12MHzVCXOLMX2306LPFLPF再生參考頻率參考頻率輸入CLK,DATA，LE，LDCLK,DAT

4、A，LE，LDFS功能框圖12高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu) 功放（PA）把射頻信號(hào)放大至所需功率。13高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)第一級(jí)放大 RF IN中間級(jí)放大末前級(jí)放大前向取樣 反向取樣采樣輸出溫度傳感器溫度傳感器末級(jí)放大環(huán)行器衰減器RF OUT輸入取樣功放功能框圖14高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu) 天饋?zhàn)酉到y(tǒng)（RFE+天線(xiàn)）把功放輸出的射頻信號(hào)送至發(fā)射到空中接收手機(jī)發(fā)射的空中信號(hào)15高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)天饋?zhàn)酉到y(tǒng)16高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)DUPDIVLPATRxRFERFE功能示意框圖1

5、7高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)雙 工 濾波 器L NAH PA(可 選 ）(可 選 ）4 分路 器TR XTE STTRX反 射 功率 檢 測(cè)發(fā) 射 功率 檢 測(cè)功 率 監(jiān) 測(cè) 單 元RFC MLNA4分路 器TR XTE STBT M注 入 獲 取BTM注 入獲 取天 線(xiàn) 0天 線(xiàn) 1R FCMRFC M95RFE功能框圖18高校教育精品PPT基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)LNA1DIVDUPPVDRMMRSMLPATSMBTMRPTLNA0ANT3GRFE功能示意框圖19高校教育精品PPT 內(nèi)容：基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)射頻的一些基本概念射頻電路的基本功能部件射頻設(shè)計(jì)需

6、要的基本技能20高校教育精品PPT 頻率基站與手機(jī)的通訊是通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波來(lái)實(shí)現(xiàn)每一個(gè)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)都會(huì)占用一定的頻譜資源國(guó)際上有一個(gè)通用的頻譜分配標(biāo)準(zhǔn)，但各國(guó)又有不同。射頻的一些基本概念21高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 頻率美國(guó)的頻譜分配22高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 頻率目前世界上分配給CDMA的頻譜資源Band classTX Freq.(MHz)TX Freq.(MHz)Band Class 0824849869894Band Class 11850191019301990Band Class 2872915917960Band Class 388788983283489390

7、1838846915925860870Band Class 41750-17801840-1870Band Class 5450457.5460467.5 411.7420.0421.7430.0451.3460.0461.3470.0479483.5489493.5Band Class 61920198021102170Band Class 7776794746764Band Class 81710178518051880Band Class 9880915925960Band Class10806824851869896901935940Band Class1141042042043045

8、0460460470Band Class1287087691592123高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 頻率大部分射頻器件都有一個(gè)工作頻率范圍在高頻系統(tǒng)中，對(duì)器件的分布參數(shù)需考慮。24高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 dBdBmdB=10*log(A/B)（增益單位）2倍4倍級(jí)聯(lián)倍數(shù)=2*4=8倍2倍10*log(2)=3dB4倍10*log(4)=6dB級(jí)聯(lián)增益=2*4=8倍10*log(8)=9dB級(jí)聯(lián)增益=3+6=9dB便于對(duì)鏈路級(jí)聯(lián)的計(jì)算25高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 dBm是一個(gè)功率的單位10*log(功率/mW)1W=10*log(1W/1mW)=10*log(

9、1000)=30dBm26高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 阻抗Z=R+jXX與頻率有關(guān)，X=wC或阻抗是對(duì)應(yīng)于某一個(gè)參考面射頻系統(tǒng)是50歐系統(tǒng)阻抗匹配很重要wL/127高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 Smith圓圖28高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 駐波阻抗匹配不好會(huì)導(dǎo)到信號(hào)反射反射信號(hào)強(qiáng)度與發(fā)送信號(hào)強(qiáng)度之比電壓駐波比（VSWR）=(ZL-Z0)/(ZL+Z0)VSWR=(1+）/（1-）回波損耗RL(dB)=-20log|29高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 S參數(shù)端口1端口2端口3端口4RRRR30高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 S參數(shù)端口參數(shù)（黑盒）S11、S

10、22、S33等表征各端口的阻抗、駐波（相對(duì)于50歐負(fù)載）S21表征端口1到端口2的增益（端口2接50歐負(fù)載）與各參數(shù)關(guān)系在此省31高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 峰均比CDMA信號(hào)在時(shí)域上是一個(gè)功率在變化的信號(hào)其信息包含在此包絡(luò)中希望射頻鏈路對(duì)這個(gè)包絡(luò)不產(chǎn)生失真32高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 峰均比指的是在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)出來(lái)超過(guò)平均功率NdB的點(diǎn)數(shù)占總點(diǎn)數(shù)的概率。一般我們用0.01%的概率來(lái)評(píng)估CDMA信號(hào)的峰均比指標(biāo)。33高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 峰均比34高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 P1dB描述射頻器件線(xiàn)性度一個(gè)重要指標(biāo)功放的實(shí)際曲線(xiàn)PoutPin

11、P1dB點(diǎn)功放管輸出功率回退量=(Pout1-Pout2)dB=10log(Pout1/pout2)WPout1Pout235高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 IP3一般OIP3比P1dB大10dB左右36高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 靈敏度發(fā)射出來(lái)的信號(hào)經(jīng)空中衰減后已經(jīng)很小接收機(jī)能解調(diào)的最小信號(hào)功率（置信率95%）解調(diào)門(mén)限Ec/IoEc有用能量Io總能量（有用能量+噪聲（干擾）門(mén)限大小與調(diào)制方式有關(guān)（QPSK、8QAM、16QAM等）接收機(jī)的關(guān)鍵指標(biāo)37高校教育精品PPT 靈敏度基站發(fā)射功率：43dBm、46dBm等靈敏度：-125dBm（標(biāo)準(zhǔn)要求-117dBm）手機(jī)發(fā)射功率：0

12、dBm靈敏度：-105dBm38高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 NF（噪聲系數(shù)）小信號(hào)時(shí)需考慮此指標(biāo)射頻鏈路的噪聲是決定接收機(jī)靈敏度的關(guān)鍵因素。靈敏度=-174dBm/Hz+射頻鏈路NF+干擾。射頻鏈路NF一般為34dB。39高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 相噪我們系統(tǒng)對(duì)頻率容限指標(biāo)有要求頻率容限就是系統(tǒng)實(shí)際發(fā)射的信號(hào)中心頻率與標(biāo)準(zhǔn)的中心頻率發(fā)生了偏差。本振相噪的指標(biāo)是影響系統(tǒng)輸出頻率容限指標(biāo)的關(guān)鍵因素。40高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 相噪信號(hào)本振本振某一頻點(diǎn)的相噪與信號(hào)相乘得到一個(gè)頻譜搬移且幅度變小的信號(hào).與相噪相乘后信號(hào)的頻譜750K750-615=135K135KH

13、z1.33MHz相噪與信號(hào)相乘后的積分效果41高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 相噪42高校教育精品PPT射頻的一些基本概念 RSSI反向接收信號(hào)強(qiáng)度指示通過(guò)數(shù)字或模擬方法把天線(xiàn)接收到的信號(hào)強(qiáng)度表示出來(lái)可體現(xiàn)出主分集不平衡等43高校教育精品PPT 內(nèi)容：基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)射頻的一些基本概念射頻電路的基本功能部件射頻設(shè)計(jì)需要的基本技能44高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 放大 衰減 混頻 濾波 頻綜 耦合 檢測(cè)（功率）LORFIF45高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 放大小信號(hào)放大大信號(hào)放大電流型晶體管電壓型場(chǎng)效應(yīng)46高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 放大器

14、的主要參數(shù)增益P1dB輸入輸出阻抗功耗47高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 放大 衰減 混頻 濾波 頻綜 耦合 檢測(cè)（功率）LORFIF48高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 衰減PI網(wǎng)（三個(gè)電阻）數(shù)控衰減器壓控衰減器AGC（自動(dòng)增益控制）RRR49高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 衰減器的主要參數(shù)衰減量IP3（P1dB)輸入輸出阻抗50高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 放大 衰減 混頻 濾波 頻綜 耦合 檢測(cè)（功率）LORFIF51高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 混頻無(wú)源混頻有源混頻其數(shù)學(xué)上就是一個(gè)乘法器。LORFIF52高校教育精品PPT射頻電路的基

15、本功能部件 混頻器的主要參數(shù)增益（變損）噪聲IP3（P1dB）互調(diào)（組合頻率）端口隔離阻抗53高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 放大 衰減 混頻 濾波 頻綜 耦合 檢測(cè)（功率）LORFIF54高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 濾波低通高通帶通帶阻55高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 濾波LC濾波微帶濾波聲表濾波介質(zhì)濾波56高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 濾波器的主要指標(biāo)帶內(nèi)平坦度帶外抑制度帶內(nèi)插損阻抗57高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 放大 衰減 混頻 濾波 頻綜 耦合 檢測(cè)（功率）LORFIF58高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 頻綜的組成

16、VCO、VCXO、TCXO、OCXOPLL（鎖相環(huán)）59高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 頻綜的主要參數(shù)頻率相噪功率60高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 放大 衰減 混頻 濾波 頻綜 耦合 檢測(cè)（功率）LORFIF61高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 耦合微帶耦合同軸耦合電阻耦合62高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 耦合器的主要參數(shù)耦合度工作頻率阻抗插損63高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 放大 衰減 混頻 濾波 頻綜 耦合 功率檢測(cè)LORFIF64高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 功率檢測(cè)二極管檢波IC65高校教育精品PPT射頻電路的基本功能部件 功率檢測(cè)的主要參數(shù)動(dòng)態(tài)范圍精度頻率范圍66高校教育精品PPT 內(nèi)容：基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構(gòu)射頻的一些基本概念射頻電路的基本功能部件射頻設(shè)計(jì)需要的基本技能67高校教育精品PPT射頻設(shè)計(jì)需要的基本技能 射頻儀器的熟練使用頻譜儀網(wǎng)絡(luò)分析儀矢量分析儀