无源器件介绍

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1、无源器件介绍无源器件基本知识-技术中心-技术中心一、射频基本参数介绍 二、无源器件原理介绍一、射频基本参数介绍一、热噪声介绍所有功耗(电阻性)单元都会产生热噪声 或称Johnson噪声。这种噪声功 率可以表达为PN=KTB，单位为Watt(注：Pn与电 阻阻值大小无关)。这里K二波尔兹曼常数，T是Kelvin表示的绝对温度，B是用 以测量噪声功率的频带宽度。在室温下，1Hz频带宽度内产生的热噪声功率为：PNT(B) =(1.38 _10-23 焦耳/ k)_( 294k)_ (1Hz) = 4.057_10 -21 W = 4.057_10-18 mW = -174dBm/1Hz在理想的无其他

2、噪声的系统里，热噪声决定了最低可检测信号 电平。一、射频基本参数介绍一、固有噪声电平以KTB定义的热噪声功率，和实际噪 声功率电平之间的差别(以dB表示)叫做噪声系数。把它折算到电路或系统的输 入端，噪声系数就为NF dB = 10 log( PNactual ) - 10 log( KTB )在线性有噪系统中，已算出了 多种带宽内的固有噪声电平：噪声带宽总噪声功率二固有噪声电平(dB)带宽以 输入端作参照 以输出端作参照1Hz -174+NF -174+NF+Gain(dB) 1KHz -144+NF -144+NF+Gain(dB) 1MHz -114+NF -114+NF+Gain(dB

3、)一个实际系统中，在没有互调失真的情况下，输入噪声系数决定了最低可检测 的信号电平。一、射频基本参数介绍一、功率/电平是指放大器输出信号能量的能力，直放 站的输出功率一般就是它的ALC电平宽。一般单位为w、mw、dBm。注：dBm是 取1mw作基准值，以分贝表示的绝对功率电平。换算公式：电平(dBm)=10lg功 率(mw)1(mw) 5w 10lg5000=37dBm 10w 10lg10000=40dBm 20w 10lg 0=43dBm从 以上不难看出，功率每增加一倍，电平值增加3dBm。一、射频基本参数介绍一、增益是指放大器在线性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

4、贝(dB)。艮即dB=10lgA(A为功率放大倍数) 是指放大器在线性工作状态下对信号的放大能力。一、射频基本参数介绍一、插损当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰 减，单位用dB表示。如果一个无源器件输出的信号是输入信号的1/100,试问该 器件的插入损耗 是多少？ IL=-LG(P0/PI)=-LG(1/100)=2dB一、射频基本参数介绍一、带内波动是指在有效工作频带内最大和最小电平之 间的差值。工作带宽器件应用中最高频率与最低频率的差值。一、射频基本参数介绍一、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。一、射频基本参数介绍一、噪声系数噪声系数定义为系统输入信噪功率

5、比(SNR0) 与输出信噪功率比(SNR1)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。噪声系数、增益与输出线性属放大器的三个基 本属性。噪声系数常用分贝表示：NF(dB)=10logF一、射频基本参数介绍一、线性线性通常用来度量放大器使信号形状失真的程 度。通常要求放大器工作在线性工作环境中，即输入与输出的信号完全一样，只 是工作幅度被放大或缩小。一、射频基本参数介绍一、互调互调是指非线性射频线路中，两个或多个频率 混合后所产生的噪音信号。互调产生的本来了并不存在的“错误”信号，此信号 会被系统误认为是真实的信号。互调可由有源元件(无线电设备、

6、二极管)或无 源元件(电缆、接头、天线、滤波器)引起。互调(举例)频率A及B上的载波， 产生如下互调信号：1 阶：A,B 2 阶：(A+B),(A-B) 3 阶：(2A_177;B),(2B _177;A) 4 阶：(3A_177;B),(3B _177;A),(2A_177;2B) 5 阶： (4A_177;B),(4B _177;A),(3A_177;2B),(3B _177;2A)一、射频基本参数介绍一、三界互调三阶交调：是指等幅双音信号f1和f2 输入放大器后，由于放大器的非线 性而产生的2f1-f2和2f2-f 1的杂散分量。将 频率为f1、f2的两载波输入放大器，从频谱仪上显示为下

7、图：_1 - _2即为三阶 交调，单位是dBc。一、射频基本参数介绍一、互调失真对系统的影响较高功率的发射信号通常 会混合产生互调信号，最后进入接收波段。而基站天线接收的信号通常功率较低。 如果互调信号与实际的接收信号具有相近或较高的功率，系统会误把互调信号视 为真实信号。例如：三阶互调失真信号（A=935MHz,B=960MHz）2A-B=1870-960=910MHz 2B-A=1920-935=985MHz A 及 B 代表 GSM 发射频率 2A-B 进 入GSM接收波段，带来问题。五阶互调失真信号（A=935MHz,B=954MHz在中国移动 GSM的下行频段内）3A-2B=2805

8、-1908=897MHz（在中国移动GSM 上行频段内）一、射频基本参数介绍一、互调产生的原因构件材料因为磁滞的关系，铁质 材料是属非线性的材料不纯电镀问题接触区域/电流密度触点压力一、射频基本参数介绍一、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，单位为dB。二、无源器件原理介绍无源器件种类：耦合器（定向耦合器）功分器电桥合路 器衰减器环形器负载二、无源器件原理介绍耦合器（定向耦合器）是微波系统中应用广泛的一种微波 器件，它的本质是将微波信号按一定的比例进行功率分配。二、无源器件原理介绍定向耦合器必须掌握几个关键指标：耦合度插入损耗 隔离度功率容量工作频带二、无源器件原理介绍二、无源器件原理介绍功分器典型的二路功分器有微带和腔体两种，二者各有优点，本说明阐述二者的区别：腔体功分器和微带功分器的特 点：腔体功分器和微带功分器的特点：腔体功分器是同轴结构，它将输入的 50阻抗变换为25 （使用内外导体的不同比率），25阻抗可以良好的与两个输出50的并联阻抗匹配。微带功分器通常用带状线结构设计，由一对1/4波长阻抗 为70.7的带状 线组成，输出端口之间串联一个100的电阻。