射頻技術(shù)入門解析課件

射頻技術(shù)入門三旗硬件部王楊2007.08.01射頻技術(shù)入門三旗硬件部Index射頻行為損耗與增益分貝帶寬環(huán)境中的射頻匹配射頻硬件天線放大器濾波器混頻器振蕩器開(kāi)關(guān)衰減器分配器耦合器Index射頻行為射頻硬件射頻行為損耗與增益所有器件(有源和無(wú)源)都或者顯示損耗特性，或者顯示增益特性。如果出來(lái)的信號(hào)小于進(jìn)來(lái)的信號(hào)，表明該器件有損耗。有很多具有損耗的器件，一些是無(wú)源的，一些是有源的。一個(gè)大的射頻信號(hào)進(jìn)去，變成一個(gè)小的射頻信號(hào)出來(lái)，剩下的那部分沒(méi)有出來(lái)的信號(hào)則轉(zhuǎn)變成了熱能。表現(xiàn)出損耗現(xiàn)象的器件將變暖，損耗越多，就越熱，甚至熔化。這就是為什么無(wú)源器件中對(duì)功率的處理能力是非常重要的。增益——如果放大器輸出的信號(hào)是輸入信號(hào)的10倍，則該放大器的增益是10。如果有兩個(gè)這樣的放大器串接，增益結(jié)果將是100(而不是20)。即信號(hào)放大10后，再放大10倍，最后的信號(hào)是原始信號(hào)的100倍。插入損耗——如果從一個(gè)無(wú)源器件出來(lái)的信號(hào)是進(jìn)入信號(hào)的1/100，那么該器件的損耗為100，即將數(shù)據(jù)信號(hào)除以100可以得到輸出信號(hào)的幅度。將信號(hào)通過(guò)一個(gè)無(wú)源器件所經(jīng)歷的損耗稱為插入損耗。射頻行為射頻行為(cont’d)分貝發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)可能會(huì)是到達(dá)接收機(jī)信號(hào)的十億倍，乘或除這么大的數(shù)字是很難把握的，于是就出現(xiàn)了使用加減法來(lái)代替乘除法的對(duì)數(shù)。在射頻之中，只需要知道有關(guān)對(duì)數(shù)的兩樣?xùn)|西。其一，對(duì)數(shù)是兩個(gè)值的比值；其二該比值的單位是分貝(dB)。其定義是10lg(輸出功率/輸入功率)。如前所述，放大器的增益是100，換算成分貝，就是增益為20dB。只需要記住兩種dB的轉(zhuǎn)換就可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的分貝轉(zhuǎn)換：

+3dB指的是2倍大(乘以2)+10dB指的是10倍大(乘以10)-3dB指的是減小到1/2(除以2)-10dB指的是減小到1/10(除以10)E.g.如果信號(hào)經(jīng)歷的增益為4000，那么增益為多少dB？

4000=2X2X10X10X10=3dB+3dB+10dB+10dB+10dB=36dB射頻行為(cont’d)射頻行為(cont’d)帶寬帶寬是描述頻率范圍的方法，它等于器件或應(yīng)用中最高頻率和最低頻率的差值，所以需要兩個(gè)頻率值來(lái)定義帶寬。有時(shí)帶寬也用百分比來(lái)表達(dá)，它等于實(shí)際帶寬除以上下頻率的平均值。帶寬和數(shù)據(jù)承載能力(數(shù)據(jù)速率)有直接關(guān)系。無(wú)線系統(tǒng)的帶寬越寬，在一定時(shí)間內(nèi)所承載的數(shù)據(jù)就越多，所以數(shù)據(jù)速率就越高。帶寬的另外兩個(gè)術(shù)語(yǔ)就是倍頻和十倍頻。倍頻和十倍頻來(lái)源于對(duì)數(shù)算法，其中倍頻是指兩倍大，十倍頻是指10倍大。如果器件的上邊頻是下邊頻的2倍大，那么器件具有倍頻帶寬。射頻行為(cont’d)射頻行為(cont’d)環(huán)境中的射頻趨膚效應(yīng)——產(chǎn)生趨膚效應(yīng)的原因是由于感抗的作用,導(dǎo)體內(nèi)部比表面具有更大的電感L,因此對(duì)交流電的阻礙作用大,使得電流密集于導(dǎo)體表面.趨膚效應(yīng)使得導(dǎo)體的有效橫截面減小,因而導(dǎo)體對(duì)交流電的有效電阻比對(duì)直流電的電阻大.自由空間損耗——自由空間是指相對(duì)介電常數(shù)和相對(duì)導(dǎo)磁率都為1的均勻介質(zhì)所存在的空間，它是一個(gè)理想的無(wú)限大的空間，是為簡(jiǎn)化問(wèn)題研究而提出的一種科學(xué)抽象。自由空間無(wú)線電波傳播，僅考慮由能量擴(kuò)散引起的損耗，即接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間是無(wú)任何阻擋的視距路徑時(shí)的傳播損耗。吸收e.g.微波爐內(nèi)輻射水容易接收的某個(gè)頻率的射頻信號(hào)。當(dāng)射頻信號(hào)遇到水時(shí)，信號(hào)變得越來(lái)越小，誰(shuí)就變得越來(lái)越熱。這就是沒(méi)有水的東西在微波爐里無(wú)法變熱的原因。反射——射頻頻率和物體材料兩個(gè)因素有關(guān)。如金屬就會(huì)發(fā)生完全反射，混凝土發(fā)生部分反射。射頻行為(cont’d)射頻行為(cont’d)匹配50歐姆的含義——二次世界大戰(zhàn)器件，軍隊(duì)需要連接一些碰巧是50ohm阻抗的天線。結(jié)果他們開(kāi)發(fā)了一些50ohm的電纜，后來(lái)稱為RG-58。一旦他們有了這些電纜，其他所需要連接的東西都只能向50ohm看齊了。

50ohm不是最佳的。拿電纜來(lái)說(shuō)，75ohm的性能更加(即衰減更小)。因?yàn)樗墙陂_(kāi)發(fā)的，75ohm是用于有線電視中的阻抗。相應(yīng)的有兩種阻抗標(biāo)準(zhǔn)：射頻用50ohm和視頻用75ohm。VSWR——電壓駐波比。是描述匹配情況的數(shù)字度量，匹配越好，泄露越小。它沒(méi)有度量單位，表達(dá)方式是X：1，X越大，泄露越多。

VSWR回波損耗含義1.0：1無(wú)窮完美匹配，沒(méi)有任何泄露，不可能達(dá)成1.4：115.6dB有兩匹配，很小泄露2.0：19.5dB良好匹配，可接受的泄漏量，通常作為設(shè)計(jì)目標(biāo)射頻行為(cont’d)VSWR回波損耗含義1.0：1無(wú)窮完射頻硬件天線天線可以使有源器件也可以是無(wú)源器件。有源天線僅僅是比無(wú)源天線在內(nèi)部多了一個(gè)放大器。天線的大小和形狀取決于3個(gè)因素：天線需要處理的頻率；無(wú)線電波傳播的方向；天線發(fā)送或接收的功率。天線增益——與平常理解的增益不同，射頻能量的絕對(duì)值并沒(méi)有真正變大。這是方向增益而不是功率增益。是相對(duì)于各向同性天線的增益。度量單位為dBi。極化——當(dāng)射頻波在空中傳播，正弦波自身有方向：垂直或水平。垂直極化正弦波傳播時(shí)會(huì)上下變化，水平極化正弦波傳播是會(huì)左右變化。極化是一種方法，把兩個(gè)相同頻率的不同信號(hào)同時(shí)放到同一個(gè)地方。理論上，通過(guò)使用水平和垂直極化，在同樣的帶寬內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)2倍的轉(zhuǎn)換。射頻硬件射頻硬件(cont’d)放大器放大器的三個(gè)基本屬性：增益、噪聲系數(shù)或輸出功率、線性。放大器主要分三類：低噪聲放大器LNA、高功率放大器HPA和其他。增益——使用dB度量，描述輸出信號(hào)比輸入信號(hào)大多少。噪聲系數(shù)——低噪聲放大器用于監(jiān)聽(tīng)非常小的射頻信號(hào)，所以他們必須非常安靜。LNA的安靜度量叫做噪聲系數(shù)(NF)，單位dB。噪聲系數(shù)越低，LNA可以聽(tīng)到的信號(hào)越小。輸出功率——HPA的基本屬性之一就是輸出功率，用W或dBm來(lái)度量。一般來(lái)說(shuō)，功率越高越好。dBm的含義是比1mW大的dB數(shù)。1dBm=10lg(功率值W/1mW)，e.g.30dBm等于1W。一個(gè)HPA并不意味著它很大的輸出功率，但意味著它是發(fā)射器的最后的放大器。W表示的功率dBm表示的功率0.1mW-10dBm1mW0dBm1W30dBm2W33dBm1000W60dBm射頻硬件(cont’d)W表示的功率dBm表示的功率0.1m射頻硬件(cont’d)放大器(cont’d)線性——用來(lái)度量放大器使信號(hào)形狀失真的程度。射頻載波的微小變化部分實(shí)際上都包含著信息，因此不需要的信號(hào)形狀會(huì)使信息嚴(yán)重失真。傳輸曲線是一種可視化的方法來(lái)描述線性的概念，就是放大器的輸出功率對(duì)輸入功率的圖。在A點(diǎn)之前的范圍被稱為放大器的線性區(qū)。要避免信號(hào)失真，放大器必須在這個(gè)區(qū)域內(nèi)工作。ACPR(鄰近信道功率比)——ACPR度量了干擾或者說(shuō)是相鄰頻率信道功率的大小。通常定義為相鄰頻道（或偏移）內(nèi)平均功率與發(fā)射信號(hào)頻道內(nèi)的平均功率之比，ACPR描述了由于發(fā)射機(jī)硬件非線性造成的失真大小。ACPR對(duì)于WCDMA發(fā)射機(jī)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，因?yàn)镃DMA調(diào)制在調(diào)制載波中產(chǎn)生緊密相鄰的頻譜成分。這些成分的互調(diào)制導(dǎo)致中心載波兩側(cè)頻譜的再生，發(fā)射機(jī)的非線性將使這些頻譜再生成分進(jìn)入相鄰信道。

射頻硬件(cont’d)射頻硬件(cont’d)濾波器任意時(shí)刻都有許多看不見(jiàn)的射頻波以各種頻率游蕩在空氣中。所有這些游蕩的波試圖通過(guò)接收機(jī)的天線進(jìn)入接收機(jī)，并且許多都成功了。一些信號(hào)甚至通過(guò)了LNA，這些地方正是需要濾波器的地方，讓許多可接受的信號(hào)進(jìn)入，拒絕其他所有無(wú)用信號(hào)。濾波器分為四種：高通、低通、帶阻、帶通。通常來(lái)說(shuō)，濾波器是無(wú)源器件，通過(guò)改變它們的插入損耗來(lái)工作。插入損耗是頻率的函數(shù)，稱為濾波器的頻率響應(yīng)曲線。雙工器——把發(fā)射和接收的兩個(gè)濾波器放入一個(gè)器件里。在WCDMA中使用。SAW濾波器——SAW表示聲表面波，工作原理：首先，將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲音信號(hào)，然后將不需要的聲音信號(hào)濾掉，最后把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為射頻信號(hào)。需要注意的是：放大器不是唯一有1dB壓縮點(diǎn)和三階互調(diào)點(diǎn)的器件。象濾波器這樣的無(wú)源器件也有這些參數(shù)。在無(wú)源器件中，這兩種參數(shù)測(cè)量的不是器件的輸出功率，而是在不引起信號(hào)失真的情況下，器件能處理的功率。射頻硬件(cont’d)射頻硬件(cont’d)混頻器混頻器的目的就是改變信號(hào)的頻率但保持信號(hào)的其它特性不變。兩個(gè)信號(hào)(頻率為f1和f2)進(jìn)入混頻器后，會(huì)出來(lái)兩個(gè)不同的信號(hào)：f1+f2、f1-f2，其中有一個(gè)信號(hào)是不需要的，會(huì)在混頻器后面跟一個(gè)濾波器將其濾掉。實(shí)際上，當(dāng)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)入混頻器，輸出的并不是兩個(gè)很干凈的信號(hào)。許多信號(hào)以各種頻率出來(lái)了，這些不需要的信號(hào)被定義為噪聲。混頻器會(huì)將噪聲引入到系統(tǒng)，這也是混頻器后面有濾波器的另一個(gè)原因?；祛l器的一共有三個(gè)端口，兩個(gè)輸入端口，一個(gè)輸出端口。三個(gè)端口的頻率范圍越寬，混頻器損耗越大，性能越差。無(wú)源混頻器會(huì)表現(xiàn)出插入損耗，為了區(qū)別，混頻器中的插入損耗叫做轉(zhuǎn)換損耗(CL)，CL越低越好。另一個(gè)重要參數(shù)是噪聲系數(shù)(NF)，NF越低越好。射頻硬件(cont’d)射頻硬件(cont’d)振蕩器給混頻器提供一個(gè)輸入的振蕩器叫做本地振蕩器(LO)。所有的振蕩器都是有源器件，理想狀態(tài)是，接上電源之后，輸出一個(gè)完美的預(yù)定頻率的正弦波信號(hào)。振蕩器有很多種型號(hào)，但是他們的目標(biāo)是相同的，在給定的條件下(溫度、頻率等)提供最完美的正弦波。我們用得比較多的是TCXO(溫補(bǔ)晶體振蕩器)，表現(xiàn)為準(zhǔn)確的溫度控制。射頻硬件(cont’d)射頻硬件(cont’d)開(kāi)關(guān)所有的開(kāi)關(guān)都是有源設(shè)備，就是說(shuō)它們需要一定的功率來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。有兩個(gè)關(guān)鍵性能參數(shù)：損耗和轉(zhuǎn)換速度。損耗分為兩種：插入損耗和隔離度。在開(kāi)關(guān)中插入損耗是1dB或者更小。最小的有用的隔離度大約是20dB。e.g.MurataLMSM32AA-533:集成了SAW，使用在進(jìn)入射頻功放之前，用于降低Tx對(duì)Rx的干擾射頻硬件(cont’d)射頻硬件(cont’d)衰減器衰減器就是反放大器，信號(hào)通過(guò)衰減器之后，功率會(huì)降低，減少的信號(hào)轉(zhuǎn)換為熱量散失了。衰減器分為：固定衰減器、電壓可變衰減器、數(shù)字衰減器。其中固定衰減器是無(wú)源器件，電壓可變衰減器與數(shù)字衰減器為有源器件。各種類型的衰減器的主要參數(shù)是準(zhǔn)確性。無(wú)論是固定的還是可變的，衰減值不僅要求量的確切值，而且衰減值不能隨時(shí)間、溫度或其他因素改變。射頻硬件(cont’d)射頻硬件(cont’d)分配器分配器負(fù)責(zé)信號(hào)分配，分配器也叫功率分配器，簡(jiǎn)稱功分器。所有的分配器都是無(wú)源器件。在實(shí)際測(cè)試中會(huì)使用到功分器，尤其是在進(jìn)行RX性能測(cè)試的時(shí)候。射頻硬件(cont’d)射頻硬件(cont’d)耦合器信號(hào)從IN進(jìn)入耦合器，信號(hào)從OUT輸出。此外，當(dāng)信號(hào)從IN到OUT的過(guò)程中，信號(hào)的一小部分被虹吸掉，在COUPLNG被取出來(lái)，被稱作取樣端口。一個(gè)耦合器對(duì)一個(gè)射頻信號(hào)采樣，如果有不對(duì)的地方，返回時(shí)就告訴其他器件進(jìn)行改變。耦合器的類型：定向和雙向——定向耦合器意味著它只有一個(gè)采樣端口，只在一個(gè)方向工作。雙向耦合器有兩個(gè)采樣端口，可以在兩個(gè)方向上工作。正交耦合器——幾乎與雙向功率分配器完全一樣，它的輸出功率在兩個(gè)輸出間被均分，兩個(gè)輸出是反相的。射頻硬件(cont’d)射頻系統(tǒng)衛(wèi)星通信衛(wèi)星技術(shù)是為解決RF行為視距傳輸局限而提出的。攜帶足夠能量的任何防線的發(fā)射信號(hào)都能達(dá)到它的目的地接收機(jī)，這都是針對(duì)短距離而言。當(dāng)RF信號(hào)需長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，接收機(jī)由于地球存在曲率而被阻擋。攜帶足夠能量的RF信號(hào)進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸時(shí)會(huì)發(fā)生的情況就是，信號(hào)奔向太空。正因?yàn)檫@樣，F(xiàn)CC才能給在不同地方的不同呼叫方分配相同的頻率。低頻信號(hào)(頻率小于30MHz)，RF能量收到電離層反射，而沿地球傳播，衛(wèi)星不需要接收這個(gè)頻段的信號(hào)。同步衛(wèi)星——在赤道上方22,000mile，在這個(gè)軌道上，衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與地球自轉(zhuǎn)的速度相同。衛(wèi)星通信使用的是雙工通信。衛(wèi)星天線接收上行鏈路信號(hào)(以上行頻率發(fā)送)，并將它發(fā)射到雙工機(jī)。然后雙工機(jī)將信號(hào)路由到LNA，進(jìn)行信號(hào)的放大。接下來(lái)，混頻器將信號(hào)搬移到下行鏈路頻率，最后，信號(hào)經(jīng)過(guò)高功率放大器并通過(guò)雙工機(jī)發(fā)送到天線。這個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為應(yīng)答器。射頻系統(tǒng)射頻系統(tǒng)(con’d)衛(wèi)星通信GPS——一種特殊的衛(wèi)星系統(tǒng)，全球定位系統(tǒng)。由24顆衛(wèi)星組成，它僅連續(xù)發(fā)送一個(gè)信號(hào)，不提供接收用戶信號(hào)的設(shè)備。GPS發(fā)送的信號(hào)主要用在兩個(gè)方面：導(dǎo)航和定時(shí)。射頻系統(tǒng)(con’d)THEENDTHEEND射頻技術(shù)入門三旗硬件部王楊2007.08.01射頻技術(shù)入門三旗硬件部Index射頻行為損耗與增益分貝帶寬環(huán)境中的射頻匹配射頻硬件天線放大器濾波器混頻器振蕩器開(kāi)關(guān)衰減器分配器耦合器Index射頻行為射頻硬件射頻行為損耗與增益所有器件(有源和無(wú)源)都或者顯示損耗特性，或者顯示增益特性。如果出來(lái)的信號(hào)小于進(jìn)來(lái)的信號(hào)，表明該器件有損耗。有很多具有損耗的器件，一些是無(wú)源的，一些是有源的。一個(gè)大的射頻信號(hào)進(jìn)去，變成一個(gè)小的射頻信號(hào)出來(lái)，剩下的那部分沒(méi)有出來(lái)的信號(hào)則轉(zhuǎn)變成了熱能。表現(xiàn)出損耗現(xiàn)象的器件將變暖，損耗越多，就越熱，甚至熔化。這就是為什么無(wú)源器件中對(duì)功率的處理能力是非常重要的。增益——如果放大器輸出的信號(hào)是輸入信號(hào)的10倍，則該放大器的增益是10。如果有兩個(gè)這樣的放大器串接，增益結(jié)果將是100(而不是20)。即信號(hào)放大10后，再放大10倍，最后的信號(hào)是原始信號(hào)的100倍。插入損耗——如果從一個(gè)無(wú)源器件出來(lái)的信號(hào)是進(jìn)入信號(hào)的1/100，那么該器件的損耗為100，即將數(shù)據(jù)信號(hào)除以100可以得到輸出信號(hào)的幅度。將信號(hào)通過(guò)一個(gè)無(wú)源器件所經(jīng)歷的損耗稱為插入損耗。射頻行為射頻行為(cont’d)分貝發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)可能會(huì)是到達(dá)接收機(jī)信號(hào)的十億倍，乘或除這么大的數(shù)字是很難把握的，于是就出現(xiàn)了使用加減法來(lái)代替乘除法的對(duì)數(shù)。在射頻之中，只需要知道有關(guān)對(duì)數(shù)的兩樣?xùn)|西。其一，對(duì)數(shù)是兩個(gè)值的比值；其二該比值的單位是分貝(dB)。其定義是10lg(輸出功率/輸入功率)。如前所述，放大器的增益是100，換算成分貝，就是增益為20dB。只需要記住兩種dB的轉(zhuǎn)換就可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的分貝轉(zhuǎn)換：

+3dB指的是2倍大(乘以2)+10dB指的是10倍大(乘以10)-3dB指的是減小到1/2(除以2)-10dB指的是減小到1/10(除以10)E.g.如果信號(hào)經(jīng)歷的增益為4000，那么增益為多少dB？

4000=2X2X10X10X10=3dB+3dB+10dB+10dB+10dB=36dB射頻行為(cont’d)射頻行為(cont’d)帶寬帶寬是描述頻率范圍的方法，它等于器件或應(yīng)用中最高頻率和最低頻率的差值，所以需要兩個(gè)頻率值來(lái)定義帶寬。有時(shí)帶寬也用百分比來(lái)表達(dá)，它等于實(shí)際帶寬除以上下頻率的平均值。帶寬和數(shù)據(jù)承載能力(數(shù)據(jù)速率)有直接關(guān)系。無(wú)線系統(tǒng)的帶寬越寬，在一定時(shí)間內(nèi)所承載的數(shù)據(jù)就越多，所以數(shù)據(jù)速率就越高。帶寬的另外兩個(gè)術(shù)語(yǔ)就是倍頻和十倍頻。倍頻和十倍頻來(lái)源于對(duì)數(shù)算法，其中倍頻是指兩倍大，十倍頻是指10倍大。如果器件的上邊頻是下邊頻的2倍大，那么器件具有倍頻帶寬。射頻行為(cont’d)射頻行為(cont’d)環(huán)境中的射頻趨膚效應(yīng)——產(chǎn)生趨膚效應(yīng)的原因是由于感抗的作用,導(dǎo)體內(nèi)部比表面具有更大的電感L,因此對(duì)交流電的阻礙作用大,使得電流密集于導(dǎo)體表面.趨膚效應(yīng)使得導(dǎo)體的有效橫截面減小,因而導(dǎo)體對(duì)交流電的有效電阻比對(duì)直流電的電阻大.自由空間損耗——自由空間是指相對(duì)介電常數(shù)和相對(duì)導(dǎo)磁率都為1的均勻介質(zhì)所存在的空間，它是一個(gè)理想的無(wú)限大的空間，是為簡(jiǎn)化問(wèn)題研究而提出的一種科學(xué)抽象。自由空間無(wú)線電波傳播，僅考慮由能量擴(kuò)散引起的損耗，即接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間是無(wú)任何阻擋的視距路徑時(shí)的傳播損耗。吸收e.g.微波爐內(nèi)輻射水容易接收的某個(gè)頻率的射頻信號(hào)。當(dāng)射頻信號(hào)遇到水時(shí)，信號(hào)變得越來(lái)越小，誰(shuí)就變得越來(lái)越熱。這就是沒(méi)有水的東西在微波爐里無(wú)法變熱的原因。反射——射頻頻率和物體材料兩個(gè)因素有關(guān)。如金屬就會(huì)發(fā)生完全反射，混凝土發(fā)生部分反射。射頻行為(cont’d)射頻行為(cont’d)匹配50歐姆的含義——二次世界大戰(zhàn)器件，軍隊(duì)需要連接一些碰巧是50ohm阻抗的天線。結(jié)果他們開(kāi)發(fā)了一些50ohm的電纜，后來(lái)稱為RG-58。一旦他們有了這些電纜，其他所需要連接的東西都只能向50ohm看齊了。

50ohm不是最佳的。拿電纜來(lái)說(shuō)，75ohm的性能更加(即衰減更小)。因?yàn)樗墙陂_(kāi)發(fā)的，75ohm是用于有線電視中的阻抗。相應(yīng)的有兩種阻抗標(biāo)準(zhǔn)：射頻用50ohm和視頻用75ohm。VSWR——電壓駐波比。是描述匹配情況的數(shù)字度量，匹配越好，泄露越小。它沒(méi)有度量單位，表達(dá)方式是X：1，X越大，泄露越多。

VSWR回波損耗含義1.0：1無(wú)窮完美匹配，沒(méi)有任何泄露，不可能達(dá)成1.4：115.6dB有兩匹配，很小泄露2.0：19.5dB良好匹配，可接受的泄漏量，通常作為設(shè)計(jì)目標(biāo)射頻行為(cont’d)VSWR回波損耗含義1.0：1無(wú)窮完射頻硬件天線天線可以使有源器件也可以是無(wú)源器件。有源天線僅僅是比無(wú)源天線在內(nèi)部多了一個(gè)放大器。天線的大小和形狀取決于3個(gè)因素：天線需要處理的頻率；無(wú)線電波傳播的方向；天線發(fā)送或接收的功率。天線增益——與平常理解的增益不同，射頻能量的絕對(duì)值并沒(méi)有真正變大。這是方向增益而不是功率增益。是相對(duì)于各向同性天線的增益。度量單位為dBi。極化——當(dāng)射頻波在空中傳播，正弦波自身有方向：垂直或水平。垂直極化正弦波傳播時(shí)會(huì)上下變化，水平極化正弦波傳播是會(huì)左右變化。極化是一種方法，把兩個(gè)相同頻率的不同信號(hào)同時(shí)放到同一個(gè)地方。理論上，通過(guò)使用水平和垂直極化，在同樣的帶寬內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)2倍的轉(zhuǎn)換。射頻硬件射頻硬件(cont’d)放大器放大器的三個(gè)基本屬性：增益、噪聲系數(shù)或輸出功率、線性。放大器主要分三類：低噪聲放大器LNA、高功率放大器HPA和其他。增益——使用dB度量，描述輸出信號(hào)比輸入信號(hào)大多少。噪聲系數(shù)——低噪聲放大器用于監(jiān)聽(tīng)非常小的射頻信號(hào)，所以他們必須非常安靜。LNA的安靜度量叫做噪聲系數(shù)(NF)，單位dB。噪聲系數(shù)越低，LNA可以聽(tīng)到的信號(hào)越小。輸出功率——HPA的基本屬性之一就是輸出功率，用W或dBm來(lái)度量。一般來(lái)說(shuō)，功率越高越好。dBm的含義是比1mW大的dB數(shù)。1dBm=10lg(功率值W/1mW)，e.g.30dBm等于1W。一個(gè)HPA并不意味著它很大的輸出功率，但意味著它是發(fā)射器的最后的放大器。W表示的功率dBm表示的功率0.1mW-10dBm1mW0dBm1W30dBm2W33dBm1000W60dBm射頻硬件(cont’d)W表示的功率dBm表示的功率0.1m射頻硬件(cont’d)放大器(cont’d)線性——用來(lái)度量放大器使信號(hào)形狀失真的程度。射頻載波的微小變化部分實(shí)際上都包含著信息，因此不需要的信號(hào)形狀會(huì)使信息嚴(yán)重失真。傳輸曲線是一種可視化的方法來(lái)描述線性的概念，就是放大器的輸出功率對(duì)輸入功率的圖。在A點(diǎn)之前的范圍被稱為放大器的線性區(qū)。要避免信號(hào)失真，放大器必須在這個(gè)區(qū)域內(nèi)工作。ACPR(鄰近信道功率比)——ACPR度量了干擾或者說(shuō)是相鄰頻率信道功率的大小。通常定義為相鄰頻道（或偏移）內(nèi)平均功率與發(fā)射信號(hào)頻道內(nèi)的平均功率之比，ACPR描述了由于發(fā)射機(jī)硬件非線性造成的失真大小。ACPR對(duì)于WCDMA發(fā)射機(jī)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，因?yàn)镃DMA調(diào)制在調(diào)制載波中產(chǎn)生緊密相鄰的頻譜成分。這些成分的互調(diào)制導(dǎo)致中心載波兩側(cè)頻譜的再生，發(fā)射機(jī)的非線性將使這些頻譜再生成分進(jìn)入相鄰信道。

射頻硬件(cont’d)射頻硬件(cont’d)濾波器任意時(shí)刻都有許多看不見(jiàn)的射頻波以各種頻率游蕩在空氣中。所有這些游蕩的波試圖通過(guò)接收機(jī)的天線進(jìn)入接收機(jī)，并且許多都成功了。一些信號(hào)甚至通過(guò)了LNA，這些地方正是需要濾波器的地方，讓許多可接受的信號(hào)進(jìn)入，拒絕其他所有無(wú)用信號(hào)。濾波器分為四種：高通、低通、帶阻、帶通。通常來(lái)說(shuō)，濾波器是無(wú)源器件，通過(guò)改變它們的插入損耗來(lái)工作。插入損耗是頻率的函數(shù)，稱為濾波器的頻率響應(yīng)曲線。雙工器——把發(fā)射和接收的兩個(gè)濾波器放入一個(gè)器件里。在WCDMA中使用。SAW濾波器——SAW表示聲表面波，工作原理：首先，將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲音信號(hào)，然后將不需要的聲音信號(hào)濾掉，最后把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為射頻信號(hào)。需要注意的是：放大器不是唯一有1dB壓縮點(diǎn)和三階互調(diào)點(diǎn)的器件。象濾波器這樣的無(wú)源器件也有這些參數(shù)。在無(wú)源器件中，這兩種參數(shù)測(cè)量的不是器件的輸出功率，而是在不引起信號(hào)失真的情況下，器件能處理的功率。射頻硬件(cont’d)射頻硬件(cont’d)混頻器混頻器的目的就是改變信號(hào)的頻率但保持信號(hào)的其它特性不變。兩個(gè)信號(hào)(頻率為f1和f2)進(jìn)入混頻器后，會(huì)出來(lái)兩個(gè)不同的信號(hào)：f1+f2、f1-f2，其中有一個(gè)信號(hào)是不需要的，會(huì)在混頻器后面跟一個(gè)濾波器將其濾掉。實(shí)際上，當(dāng)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)入混頻器，輸出的并不是兩個(gè)很干凈的信號(hào)。許多信號(hào)以各種頻率出來(lái)了，這些不需要的信號(hào)被定義為噪聲?；祛l器會(huì)將噪聲引入到系統(tǒng)，這也是混頻器后面有濾波器的另一個(gè)原因?；祛l器的一共有三個(gè)端口，兩個(gè)輸入端口，一個(gè)輸出端口。三個(gè)端口的頻率范圍越寬，混頻器損耗越大，性能越差。無(wú)源混頻器會(huì)表現(xiàn)出插入損耗，為了區(qū)別，混頻器中的插入損耗叫做轉(zhuǎn)換損耗(CL)，CL越低越好。另一個(gè)重要參數(shù)是噪聲系數(shù)(NF)，NF越低越好。射頻硬件(cont’d)射頻硬件(cont’d)振蕩器給混頻器提供一個(gè)輸入的振蕩器叫做本地振蕩器(LO)。所有的振蕩器都是有源器件，理想狀態(tài)是，接上電源之后，輸出一個(gè)完美的預(yù)定頻率的正弦波信號(hào)。振蕩器有很多種型號(hào)，但是他們的目標(biāo)是相同的，在給定的條件下(溫度、頻率等)提供最完美的正弦波。我們用得比較多的是TCXO(溫補(bǔ)晶體振蕩器)，表現(xiàn)為準(zhǔn)確的溫度控制。射頻硬件(cont’d)射頻硬件(cont’d)開(kāi)關(guān)所有的開(kāi)關(guān)都是有源設(shè)備，就是說(shuō)它們需要一定的功率來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。有兩個(gè)關(guān)鍵性能參數(shù)：損耗和轉(zhuǎn)換速度。損耗分為兩種：插入損耗和隔離度。在開(kāi)關(guān)中插入損耗是1dB或者更小。最小的有用的隔離度大約是20dB。e.g.MurataLMSM32AA-533:集成了SAW，使用在進(jìn)入射頻功放之前，用于降低Tx對(duì)Rx的干擾射頻硬件(cont’d)射頻硬件(cont’