RF射頻技術(shù)培訓教材

1、2021/8/612021-12-221射頻技術(shù)講座射頻技術(shù)講座 （基礎知識篇） 主講：蔡顯華2021/8/622021-12-222目目 錄錄一、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2021/8/632021-12-223一、無線電波一、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常快的，達到30萬公里/秒。無線電波的傳輸方式： 1）地波，

2、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(zhì)向四面八方反射，使一部分能量到達接收點，這就是散射波。 2021/8/642021-12-224無線電波型無線電波型 2021/8/652021-12-225無線電波的應用無線電波的應用 聲音：聲音廣播（比如：收音機的調(diào)幅和調(diào)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(shù)字電視。 緊急服務：作用是提供給

3、救援人員目標的精確位置，以便提供及時的救援。（GPS） 數(shù)據(jù)傳輸：數(shù)字微波傳輸設備、衛(wèi)星、無線局域網(wǎng)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。 2021/8/662021-12-226無線電收發(fā)機無線電收發(fā)機 發(fā)射機 信號經(jīng)過調(diào)制后放大，再通過天線向四周發(fā)身無線電波。2021/8/672021-12-227 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(diào)出來。 2021/8/682021-12-228 最簡單的接收機2021/8/692021-12-229無線電頻率劃分與應用無線電頻率劃分與應用 EL

4、F（極低頻） 30300Hz VF（音頻） 3003000Hz VLF（甚低頻） 330KHz LF（低頻） 30300KHz MF（中頻） 3003000KHz HF（高頻） 330MHz VHF（甚高頻） 30300MHz UHF（特高頻） 3003000MHz SHF（超高頻） 330GHz EHF（極高頻） 30300GHz 亞毫米波 3003000GHz 2021/8/6102021-12-2210按波段劃分按波段劃分 P波段 0.231GHz L波段 12GHz S波段 24GHz C波段 48GHz X波段 812.5GHz Ku波段 12.518GHz K波段 1826.5GH

5、z Ka波段 26.540GHz 毫米波 40300GHz 亞毫米波 3003000GHz2021/8/611常見頻段的應用常見頻段的應用5060Hz 電源插座2KHz 人的嗓音530KHz 調(diào)幅廣播54MHz 電視頻道2（VHF）88MHz 調(diào)頻廣播746MHz 電視頻道60（UHF）824MHz 蜂窩電話1850MHz PCS電話2400MHz 無線局域網(wǎng)2500MHz MMDS4200MHz 大碟形衛(wèi)星天線9000MHz 機載雷達11.7GHz 小碟形衛(wèi)星天線28GHz LMDS2021/8/612WLAN(802.11a/b/g) WLAN(802.11a) 5.155.825GHz

6、WLAN(802.11b) 2.412.497GHz 2.412.462GHz(北美） 2.4122.472GHz（歐洲） 2.4712.497GHz（日本） WLAN(802.11g) 2.412.497GHz 2.412.462GHz(北美） 2.4122.472GHz（歐洲） 2.4712.497GHz（日本）2021/8/613射頻常用的基本器件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(shù)都是180pF（如我們公司產(chǎn)品射頻部分多數(shù)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

7、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。2021/8/614電容、電感電容、電感 實物圖 2021/8/615放大管放大管 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(shù)、輸入輸出功率等有關(guān)。2021/8/616射頻開關(guān)射頻開關(guān) 射頻開關(guān) 用來控制轉(zhuǎn)換射頻信號的傳輸方式，通常是由電壓的高低來控制的。2021/8/617濾波器濾波器 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。2021/8/618隔離器隔離器 主要用對信號輸出進行隔離，它具有方向性，只允許信號通

8、過，不許信號返回。2021/8/619射頻天線射頻天線 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。2021/8/620天線實物圖天線實物圖2021/8/6212021/8/622常用的基本單位常用的基本單位 dB 就是分貝，即表示放大器放大的倍數(shù)，是一個表征相對值的值 。下面是定義公式 10lg（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

9、要做的就是對它進行加加減減。2021/8/623dBm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=10logmW dBm和W的對應關(guān)系表：2021/8/624 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(diào)干擾、交調(diào)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(shù)。2021/8/625 dBi 和dBd dBi和dBd是考征增益的值

10、（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(shù)位，為18dBi）。 2021/8/626 NF(Noise figure)噪聲系數(shù)，用來衡量LNA（低噪放）靈敏度的指標。噪聲系數(shù)越小，接收靈敏度就越高，接收的距離就越遠，相反，噪聲系數(shù)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

11、聲功率相除的結(jié)果。 EVM誤差向量等級 2021/8/627靜電知識靜電知識 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(nèi)失去平衡的結(jié)果：靜電是通過電子或離子的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移而改變。 人體靜電：人體對靜電放電的感知電壓約為3，這是我們市電電壓的16.6倍，高得驚人。 2021/8/628為何要靜電防護為何要靜電防護 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

12、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(nèi)部構(gòu)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(chǎn)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。 2021/8/629靜電損害靜電損害 靜電的基本物理特性為：吸引或排斥，與大地有電位差，會產(chǎn)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

13、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(chǎn)生的熱，使元件受傷（潛在損傷）。4靜電放電產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(jīng)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。2021/8/630靜電損害的特點靜電損害的特點 隱蔽性：人體不能直接感知靜電，除非發(fā)生靜

14、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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品的精、細、微小的結(jié)構(gòu)特點而費時、費事、費錢，要求較高的技術(shù)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。 2021/8/631如何有效控

15、制如何有效控制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(chǎn)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(chǎn)生靜電，可以說：在任何時間、任何地點都可能產(chǎn)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(nèi)。 控制人體靜電（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。 上述三項措施都是實用而有效的，應視不同的場合選擇使用 2021/8/632射頻器件焊接射頻器件焊接 焊接前確保要做好防靜電措施 器件拿取使用絕緣無感鑷子 電烙鐵外表金屬要接地 保