射频基础知识分解资料讲解.ppt
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1、射频基础知识分解常用射频基础参数介绍 功率功率/电平(电平(PowerPower)是指放大器输出信号能量的能力。一般单位为是指放大器输出信号能量的能力。一般单位为WW,mWmW,dBmdBm。注:注:dBmdBm是取是取1mW1mW做基准值,以分贝表示的绝对功率值。做基准值,以分贝表示的绝对功率值。换算公式:换算公式:1W 10lg1000=30dBm1W 10lg1000=30dBm 2W 10lg2000=33dBm 2W 10lg2000=33dBm 由此可看出,功率每增加一倍,电平值增加由此可看出,功率每增加一倍,电平值增加3dB3dB。增益(增益(GainGain)又称为放大倍数,定
2、义为放大器输出量对输入量的比值,用来衡量放大器在线形工作状态下对信号的放大能力,即用来衡量放大器在线形工作状态下对信号的放大能力,即放大倍数,单位可表示为分贝(放大倍数,单位可表示为分贝(dBdB)。)。dB=10lgAdB=10lgA(A A为功率放大倍数)为功率放大倍数)最常用的计算方法为:最常用的计算方法为:增益(增益(dBdB)=输出功率(输出功率(dBdB)输入功率(输入功率(dBdB)插入损耗(插入损耗(Insert LossInsert Loss)当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减,当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减,单位用单位用dBdB。带内波动带内波动 指在有
3、效工作频带内最大和最小电平之间的差值。指在有效工作频带内最大和最小电平之间的差值。工作带宽工作带宽/工作频带工作频带 器件应用中最高频率与最低频率的差值。器件应用中最高频率与最低频率的差值。1 1分贝压缩点输出功率(分贝压缩点输出功率(P1dBP1dB)放大器有一个线性动态范围,在这个范围内,放大器的输放大器有一个线性动态范围,在这个范围内,放大器的输出功率随输入功率线性增加。这种放大器称之为线性放大出功率随输入功率线性增加。这种放大器称之为线性放大器器 。随着输入功率的继续增大,放大器进入非线性区,。随着输入功率的继续增大,放大器进入非线性区,其输出功率不再随输入功率的增加而线性增加,也就是
4、说,其输出功率不再随输入功率的增加而线性增加,也就是说,其输出功率低于小信号增益所预计的值。通常把增益下降其输出功率低于小信号增益所预计的值。通常把增益下降到比线性增益低到比线性增益低1dB1dB时的输出功率值定义为输出功率的时的输出功率值定义为输出功率的1dB1dB压缩点,用压缩点,用P1dBP1dB表示。表示。选择性(带外衰减)选择性(带外衰减)衡量工作频带内的增益及带外辐射的抑制能力。衰减越大,衡量工作频带内的增益及带外辐射的抑制能力。衰减越大,选择性越好。理想的滤波器的幅频特性是一个矩形。选择性越好。理想的滤波器的幅频特性是一个矩形。幅频特性幅频特性噪声系数噪声系数 噪声系数定义为系统
5、的输入信噪功率比(噪声系数定义为系统的输入信噪功率比(SNR0SNR0)与输出)与输出信噪功率比信噪功率比(SNR1SNR1)的比值。噪声系数表征了信号通过系统后,系统)的比值。噪声系数表征了信号通过系统后,系统内部噪声造成信噪比恶化的程度。噪声系数越小越好。内部噪声造成信噪比恶化的程度。噪声系数越小越好。噪声系数常用分贝表示:噪声系数常用分贝表示:NFNF(dBdB)=10logF=10logF隔离度隔离度 本振或信号泄漏到其他端口的功率与原有功率之比,单位本振或信号泄漏到其他端口的功率与原有功率之比,单位为为dBdB。输入输入/输出驻波比(输出驻波比(InputOutput VSWR)传输
6、线上的电压波或电流波通常都是由入射波和反射波叠加而成的,当它们相位相同时,该处的电压波或电流波的振幅最大,称波腹点;当它们的相位相差时,该处的电压波或电流波的振幅最小,称波节点。传输线上电压波(或电流波)最大值与最小值之比称为驻波比,又称为驻波系数。在输入、输出端测得的驻波比分别成为输入、输出驻波比。互调干扰(互调干扰(IMD)由于不同频率的两个或多个射频信号在功放末端经非线性作用产生了新的频率分量而引起的干扰。互调产生的本来并不存在的“错误”信号,此信号会被系统误认为是真实的信号。互调干扰分为偶次,奇次;奇次干扰较大,三阶互调离主信号最近,影响最大。互调可由有源元件(二极管,三极管,FET等
7、)或无源元件(电缆,接头,天线,滤波器等)引起。互调一般是用于衡量GSM系统的关键指标。ACPR (adjacent channel power ratio)邻道功率(邻道功率(ACPACP)定义为当主信道加一信号时,紧邻主信)定义为当主信道加一信号时,紧邻主信道的两个信道内的功率大小。道的两个信道内的功率大小。ACPRACPR定义为定义为ACPACP功率与主信道功率的比值。功率与主信道功率的比值。在多数情况下在多数情况下ACPRACPR是衡量是衡量CDMACDMA系统的一个关键指标。系统的一个关键指标。无源器件介绍无源器件介绍耦合器耦合器/定向耦合器定向耦合器 用于射频用于射频/微波领域需要
8、按照一定相位和功率关系分配功率的场合。微波领域需要按照一定相位和功率关系分配功率的场合。常用耦合器有常用耦合器有2 2种:金属腔体耦合器与微带线耦合器。种:金属腔体耦合器与微带线耦合器。几个关键指标:几个关键指标:方向性:方向性:方向性(方向性(dBdB)=10lg=10lg(耦合度(耦合度/隔离度)隔离度)=耦合度(耦合度(dBdB)隔离度(隔离度(dBdB)功分器功分器 在射频在射频/微波电路中,为了将功率按照一定比例分成两路或微波电路中,为了将功率按照一定比例分成两路或者多路,需要使用功率分配器。者多路,需要使用功率分配器。功分器有功分器有2 2种:腔体结构和微带线结构。种:腔体结构和微
9、带线结构。常用功分器为同轴腔体结构,承受功率大。常用功分器为同轴腔体结构,承受功率大。几个关键指标:几个关键指标:合路器合路器 在射频微波电路中,为了实现大功率或者多路信号输出,在射频微波电路中,为了实现大功率或者多路信号输出,使用合路器将两路或者多路信号合成一路。使用合路器将两路或者多路信号合成一路。合路器又称为分路器,具有相反工作模式,反过来使用就合路器又称为分路器,具有相反工作模式,反过来使用就 是功分器。是功分器。二合路器,三合路器,四合路器等等。二合路器,三合路器,四合路器等等。滤波器滤波器 在射频在射频/微波系统中,需要把信号频谱进行恰当的分离,完微波系统中,需要把信号频谱进行恰当
10、的分离,完成这一功能的元件就是滤波器。成这一功能的元件就是滤波器。滤波器的基础是谐振电路,只要能构成谐振的电路组合就滤波器的基础是谐振电路,只要能构成谐振的电路组合就可以实现滤波器。可以实现滤波器。滤波器有滤波器有4 4种类型:带通,带阻,高通,低通。种类型:带通,带阻,高通,低通。材料分类:微带线滤波器,金属腔体滤波器。材料分类:微带线滤波器,金属腔体滤波器。公司生产的滤波器公司生产的滤波器滤波电路滤波电路滤波电路滤波电路模型模型LPFLPF低通型结构低通型结构低通型结构低通型结构HPFHPF高通型结构高通型结构高通型结构高通型结构BPFBPF带通型结构带通型结构带通型结构带通型结构BEFB
11、EF带阻型结构带阻型结构带阻型结构带阻型结构双工器双工器 双工器,又称天线共用器,是一个比较特殊的双向三端滤双工器,又称天线共用器,是一个比较特殊的双向三端滤波器。波器。在射频在射频/微波通信系统中,实现上下行信号共用一个天线微波通信系统中,实现上下行信号共用一个天线(收发天线),并分离上下行信号。双工器既要将微弱的(收发天线),并分离上下行信号。双工器既要将微弱的接受信号耦合进来,又要将较大的发射功率馈送到天线上接受信号耦合进来,又要将较大的发射功率馈送到天线上去,且要求两者各自完成其功能而不相互影响。去,且要求两者各自完成其功能而不相互影响。有有3 3个端口:上行端口(个端口:上行端口(R
12、XRX),下行端口(),下行端口(TXTX),),天线(天线(ANTANT)。)。公司生产的双工器公司生产的双工器塔顶放大器塔顶放大器 塔顶放大器是为解决塔顶放大器是为解决GSM/CDMAGSM/CDMA系统边缘区域覆盖而设系统边缘区域覆盖而设计的全新的基站延伸覆盖和网络优化设备。计的全新的基站延伸覆盖和网络优化设备。单工塔放,双工塔放,双向塔放。单工塔放,双工塔放,双向塔放。公司生产的塔顶放大器公司生产的塔顶放大器功放原理无线通信行业标准概述无线通信发展无线通信发展阶段(代)阶段(代)系统系统普通业务普通业务注释注释第一代(第一代(1G1G)AMPSAMPS、TACSTACS、NMTNMT话
13、音话音传统的模拟蜂窝系统部署方案传统的模拟蜂窝系统部署方案第二代第二代 (2G)(2G)GSMGSM、TDMATDMA、CDMACDMA主要是话音业务主要是话音业务和短消息业务和短消息业务实现了数字调制方式实现了数字调制方式部部署署在在800800、900900、18001800和和1900MHz1900MHz频频段段;在在美美国国需需要要开开辟辟和和利利用用1900MHz1900MHz处处的的空空白白频频段段;现现在在1G1G运运营营商商向向2G2G系系统统的的转转化化必必须须通通过过频频谱谱重重组组织织(重重新构造)新构造)过渡代过渡代 (2.5G)(2.5G)CDMACDMA、GPRSG
14、PRS、EDGEEDGE主要是话音业务主要是话音业务和新引入的分组和新引入的分组数据业务数据业务在在新新频频段段之之外外的的旧旧有有频频段段采采用用覆覆盖盖的的实实现现方方法法;在现在在现在2G2G运营商的网络中引入了分组数据业务运营商的网络中引入了分组数据业务第三代(第三代(3G3G)CDMA2000/WCDMA2000/WCDMACDMA为高速多媒体数为高速多媒体数据和话音设计的据和话音设计的分组数据业务和分组数据业务和话音业务;真正话音业务;真正的的3G3G平台将有望平台将有望在近年得到实现在近年得到实现由由IMT-2000IMT-2000进行定义:进行定义:欧洲(欧洲(UMTS-WCD
15、MAUMTS-WCDMA);美国(美国(UMTS-CDMA2000UMTS-CDMA2000);亚洲(亚洲(UMTS-CDMA2000UMTS-CDMA2000););中国(中国(TDTDSCDMASCDMA);在现有在现有2G/2.5G2G/2.5G网络上采用覆盖的实现方法网络上采用覆盖的实现方法演变过程图TACSNMT(900)GSM(900)GSM(1800)GPRSWCDMAGSM(1900)IS-136(1900)IS-95(J-STD-008)(1900)IS-136 TDMA(800)IS-95 CDMA(800)IDEN(800)CDMA20001XEVDOAMPSSMREDG
16、EGPRSCDMA2000MXTD-SCDMACDMA2000的过渡路径标准标准突出要求突出要求IS-95AIS-95A9600 bit/s9600 bit/s或或14.4kbit/s14.4kbit/sIS-95BIS-95B主要是前向链路上的话音和数据,改进的切换以及主要是前向链路上的话音和数据,改进的切换以及64/56 kbit/s64/56 kbit/sCDMA2000CDMA2000第第1 1阶段阶段SR1(1.2288Mchip/s)SR1(1.2288Mchip/s)话音和数据(经由孤立信道的分组数据)话音和数据(经由孤立信道的分组数据)128Walsh128Walsh码码具有具
17、有2 2倍的倍的IS-95IS-95容量容量达到达到144kbit/s(144kbit/s(使用使用SR1T 1XRTTSR1T 1XRTT方式方式)CDMA2000CDMA2000第第2 2阶段阶段 SR3(3.6864Mchip/s)SR3(3.6864Mchip/s)定向于分组数据定向于分组数据具有更高的数据率具有更高的数据率达到达到144kbit/s144kbit/s:移动车载用户:移动车载用户384kbit/s384kbit/s:移动步行用户:移动步行用户2Mbit/s2Mbit/s:固定的用户:固定的用户256Walsh256Walsh码码WCDMA频段Operating Band
18、Operating BandFrequenciesFrequenciesUE transmit,Node B receiveUE transmit,Node B receiveDLDLUL frequenciesUL frequenciesUE receive,Node B transmitUE receive,Node B transmitI I1920 1980 MHz1920 1980 MHz2110 2170 MHz2110 2170 MHzII II1850 1910 MHz1850 1910 MHz1930 1990 MHz1930 1990 MHzIIIIII1710-1785
19、MHz1710-1785 MHz1805-1880 MHz1805-1880 MHzIVIV1710-1755 MHz1710-1755 MHz2110-2155 MHz2110-2155 MHzV V824 849MHz824 849MHz869-894MHz869-894MHzVIVI830-840 MHz830-840 MHz875-885 MHz875-885 MHz TDSCDMA简介最小带宽最小带宽1.6MHz1.6MHz扩频技术扩频技术时分同步时分同步CDMACDMA双工方式双工方式TDDTDD帧长帧长10ms10ms调制方式调制方式QPSK/8PSKQPSK/8PSK码片速率码
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