射频基础知识讲座

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1、射 频 基 础 知 识 讲 座 内 容 ：基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构射 频 的 一 些 基 本 概 念射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件射 频 设 计 需 要 的 基 本 技 能 基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构 基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构 基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构数 字 通 讯 系 统 框 图 基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构我 们 基 站 发 射 的 信 号 流 向 信 道编 码(WALSH) DIF(基 带 处理 ,成 形 ,滤波 ,DAC变 换 )

2、小 信 号 放 大 PA DUPFRE 频 综 TRX 基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构RX(小 信 号 放 大 )基 带 处理 ,解 调等 RFERX DUPLNA(低 噪 放 ) DIVLNA我 们 基 站 接 收 的 信 号 流 向 基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构 收 发 信 机 （ TRX） 功 放 （ PA） 天 馈 子 系 统 （ RFE+天 线 ） 基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构收 发 信 机 （ TRX） ：有 TX、 RX、 FS三 个 子 模 块TX：发 射 链 路RX：接 收 链 路FS：提 供 本 振

3、 基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构TX前 向 功 能 框 图 TX-LO1 TX-LO2 TPTL控 制 信 号SAW Filter dB dBSAW Filter SAW FilterTX_IN TX_OUT 基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构 ST-K6 DUP/DIV LNA RF SAW AMP0 FS AMPL IF SAW1RSM RES-PI0 LC-LPF0 AMP1 RES-PI2AMP3DATT1 LC-LPF1 MATCHED CIRCUIT ADCRES-PIL RX单 板AMP2DATT0 RES-PI1 RES-PI3 AM

4、P4IF SAW2Gali-4 优 选 蓝 色 字 体 标 识 的 器 件RX反 向 功 能 框 图 基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构 SA8026LMX2306 LPF 93.36MHzVCORF VCOLPF LPFLPF TX IFTX RFRX0 RFRX1 RFDIFCLK,DATA， LE， LD 图 2 FS单 板 逻 辑 框 图12MHzVCXOLMX2306 LPF LPF再 生 参 考 频 率参 考 频 率 输 入CLK,DATA， LE， LDCLK,DATA， LE， LDFS功 能 框 图 基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构

5、功 放 （ PA）把 射 频 信 号 放 大 至 所 需 功 率 。 基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构第 一 级 放 大 RF IN 中 间 级 放 大 末 前 级 放 大 前 向 取 样 反 向 取 样 采 样 输 出温 度 传 感 器温 度 传 感 器 末 级 放 大 环 行 器衰 减器 RF OUT输 入 取 样 功 放 功 能 框 图 基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构 天 馈 子 系 统 （ RFE+天 线 ）把 功 放 输 出 的 射 频 信 号 送 至 发 射 到 空 中接 收 手 机 发 射 的 空 中 信 号 基 站 射 频 系 统

6、的 基 本 组 成 与 架 构天馈子系统 基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构 DUP DIV LPA TRx RFERFE功 能 示 意 框 图 基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构 双 工 滤波 器 L NA H PA (可 选 ） (可 选 ） 4 分路 器 TR X TE ST TRX 反 射 功率 检 测 发 射 功 率 检 测 功 率 监 测 单 元 RFC M LNA 4分路 器 TR XTE ST BT M注 入 获 取 BTM注 入 获 取 天 线 0 天 线 1 R FCM RFC M95RFE功 能 框 图 基 站 射 频 系 统 的

7、基 本 组 成 与 架 构LNA1DIV DUP PVD RMM RSMLPATSMBTM RPTLNA0ANT3GRFE功 能 示 意 框 图 内 容 ：基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构射 频 的 一 些 基 本 概 念射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件射 频 设 计 需 要 的 基 本 技 能 频 率 基 站 与 手 机 的 通 讯 是 通 过 无 线 电波 来 实 现 每 一 个 无 线 系 统 都 会 占 用 一 定 的频 谱 资 源 国 际 上 有 一 个 通 用 的 频 谱 分 配 标准 ， 但 各 国 又 有 不 同 。射 频 的 一 些 基 本 概

8、 念 射 频 的 一 些 基 本 概 念 频 率 美 国 的 频 谱 分 配 射 频 的 一 些 基 本 概 念 频 率目 前 世 界上 分 配 给CDMA的频 谱 资 源 Band class TX Freq.(MHz) TX Freq.(MHz)Band Class 0 824849 869894Band Class 1 18501910 19301990Band Class 2 872915 917960Band Class 3 887889 832834893901 838846915925 860870Band Class 4 1750-1780 1840-1870Band Clas

9、s 5 450457.5 460467.5 411.7420.0 421.7430.0451.3460.0 461.3470.0479483.5 489493.5Band Class 6 19201980 21102170Band Class 7 776794 746764Band Class 8 17101785 18051880Band Class 9 880915 925960Band Class10 806824 851869896901 935940Band Class11 410420 420430450460 460470 Band Class12 870876 915921 射

10、 频 的 一 些 基 本 概 念 频 率 大 部 分 射 频 器 件 都 有 一 个 工 作频 率 范 围 在 高 频 系 统 中 ， 对 器 件 的 分 布参 数 需 考 虑 。 射 频 的 一 些 基 本 概 念 dBdBmdB=10*log(A/B)（ 增 益 单 位 ） 2倍 4倍级 联 倍 数 =2*4=8倍2倍 10*log(2)=3dB 4倍10*log(4)=6dB级 联 增 益 =2*4=8倍10*log(8)=9dB级 联 增 益 =3+6=9dB 便于对链路级联的计算 射 频 的 一 些 基 本 概 念 dBm 是 一 个 功 率 的 单 位 10*log(功 率 /mW

11、) 1W=10*log(1W/1mW)=10*log(1000)=30dBm 射 频 的 一 些 基 本 概 念 阻 抗Z=R+jXX与 频 率 有 关 ， X=wC或 阻 抗 是 对 应 于 某 一 个 参 考 面 射 频 系 统 是 50欧 系 统 阻 抗 匹 配 很 重 要 wL/1 射 频 的 一 些 基 本 概 念 Smith圆 图 射 频 的 一 些 基 本 概 念 驻 波 阻 抗 匹 配 不 好 会 导 到 信 号 反 射 反 射 信 号 强 度 与 发 送 信 号 强 度 之 比 电 压 驻 波 比 （ VSWR） =(ZL-Z0)/(ZL+Z0)VSWR=(1+ ） /（ 1

12、- ） 回 波 损 耗RL(dB)=-20log| | 射 频 的 一 些 基 本 概 念 S参 数 端 口 1 端 口 2 端 口 3 端 口 4R RRR 射 频 的 一 些 基 本 概 念 S参 数 端 口 参 数 （ 黑 盒 ） S11、 S22、 S33等 表 征 各 端 口 的阻 抗 、 驻 波 （ 相 对 于 50欧 负 载 ） S21表 征 端 口 1到 端 口 2的 增 益（ 端 口 2接 50欧 负 载 ） 与 各 参 数 关 系 在 此 省 射 频 的 一 些 基 本 概 念 峰 均 比 CDMA信 号 在时 域 上 是 一 个 功率 在 变 化 的 信 号 其 信 息

13、包 含 在此 包 络 中 希 望 射 频 链 路对 这 个 包 络 不 产生 失 真 射 频 的 一 些 基 本 概 念 峰 均 比 指 的 是 在 很 长 一 段 时 间 内 统 计出 来 超 过 平 均 功 率 NdB的 点 数 占 总点 数 的 概 率 。 一 般 我 们 用 0.01%的 概 率 来 评 估CDMA信 号 的 峰 均 比 指 标 。 射 频 的 一 些 基 本 概 念 峰 均 比 射 频 的 一 些 基 本 概 念 P1dB描 述 射 频 器 件 线 性 度 一 个 重 要 指 标 功 放 的 实 际 曲 线Pout Pin P1dB点 功 放 管 输 出 功 率回 退

14、 量 =(Pout1-Pout2)dB=10log(Pout1/pout2)WPout1Pout2 射 频 的 一 些 基 本 概 念 IP3 一 般 OIP3比 P1dB大10dB左 右 射 频 的 一 些 基 本 概 念 灵 敏 度 发 射 出 来 的 信 号 经 空 中 衰 减 后 已 经 很 小 接 收 机 能 解 调 的 最 小 信 号 功 率 （ 置 信 率 95%） 解 调 门 限 Ec/IoEc有 用 能 量Io总 能 量 （ 有 用 能 量 +噪 声 （ 干 扰 ） ） 门 限 大 小 与 调 制 方 式 有 关 （ QPSK、 8QAM、 16QAM等 ） 接 收 机 的

15、关 键 指 标 灵 敏 度 基 站 发 射 功 率 ： 43dBm、 46dBm等灵 敏 度 ： -125dBm（ 标 准 要 求 -117dBm） 手 机 发 射 功 率 ： 0dBm灵 敏 度 ： -105dBm 射 频 的 一 些 基 本 概 念 NF（ 噪 声 系 数 ） 小 信 号 时 需 考 虑 此 指 标 射 频 链 路 的 噪 声 是 决 定 接 收 机 灵 敏 度的 关 键 因 素 。灵 敏 度 =-174dBm/Hz+射 频 链 路 NF+干 扰 。 射 频 链 路 NF一 般 为 34dB。 射 频 的 一 些 基 本 概 念 相 噪 我 们 系 统 对 频 率 容 限

16、指 标 有 要 求 频 率 容 限 就 是 系 统 实 际 发 射 的 信 号 中 心频 率 与 标 准 的 中 心 频 率 发 生 了 偏 差 。 本 振 相 噪 的 指 标 是 影 响 系 统 输 出 频 率 容限 指 标 的 关 键 因 素 。 射 频 的 一 些 基 本 概 念 相 噪 信 号 本 振 本 振 某 一 频 点 的 相噪 与 信 号 相 乘 得 到一 个 频 谱 搬 移 且 幅 度 变 小 的 信 号 . 与 相 噪 相 乘 后 信 号的 频 谱750K 750-615=135K 135KHz1.33MHz相 噪 与 信 号 相乘 后 的 积 分 效 果 射 频 的 一

17、些 基 本 概 念 相 噪 射 频 的 一 些 基 本 概 念 RSSI 反 向 接 收 信 号 强 度 指 示 通 过 数 字 或 模 拟 方 法 把 天 线 接收 到 的 信 号 强 度 表 示 出 来 可 体 现 出 主 分 集 不 平 衡 等 内 容 ：基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构射 频 的 一 些 基 本 概 念射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件射 频 设 计 需 要 的 基 本 技 能 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 放 大 衰 减 混 频 滤 波 频 综 耦 合 检 测 （ 功 率 ） LO RF IF 射 频 电 路 的 基 本 功

18、 能 部 件 放 大 小 信 号 放 大 大 信 号 放 大 电 流 型 晶 体 管 电 压 型 场 效 应 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 放 大 器 的 主 要 参 数 增 益 P1dB 输 入 输 出 阻 抗 功 耗 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 放 大 衰 减 混 频 滤 波 频 综 耦 合 检 测 （ 功 率 ） LO RF IF 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 衰 减 PI网 （ 三 个 电 阻 ） 数 控 衰 减 器 压 控 衰 减 器 AGC（ 自 动 增 益 控 制 ） RR R 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 衰 减 器 的

19、 主 要 参 数 衰 减 量 IP3（ P1dB) 输 入 输 出 阻 抗 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 放 大 衰 减 混 频 滤 波 频 综 耦 合 检 测 （ 功 率 ） LO RF IF 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 混 频 无 源 混 频 有 源 混 频其 数 学 上 就 是 一 个 乘 法 器 。 LO RF IF 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 混 频 器 的 主 要 参 数 增 益 （ 变 损 ） 噪 声 IP3（ P1dB） 互 调 （ 组 合 频 率 ） 端 口 隔 离 阻 抗 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 放 大 衰

20、减 混 频 滤 波 频 综 耦 合 检 测 （ 功 率 ） LO RF IF 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 滤 波 低 通 高 通 带 通 带 阻 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 滤 波 LC滤 波 微 带 滤 波 声 表 滤 波 介 质 滤 波 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 滤 波 器 的 主 要 指 标 带 内 平 坦 度 带 外 抑 制 度 带 内 插 损 阻 抗 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 放 大 衰 减 混 频 滤 波 频 综 耦 合 检 测 （ 功 率 ） LO RF IF 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 频 综

21、的 组 成 VCO、 VCXO、 TCXO、 OCXO PLL（ 锁 相 环 ） 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 频 综 的 主 要 参 数 频 率 相 噪 功 率 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 放 大 衰 减 混 频 滤 波 频 综 耦 合 检 测 （ 功 率 ） LO RF IF 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 耦 合 微 带 耦 合 同 轴 耦 合 电 阻 耦 合 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 耦 合 器 的 主 要 参 数 耦 合 度 工 作 频 率 阻 抗 插 损 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 放 大 衰 减 混 频

22、滤 波 频 综 耦 合 功 率 检 测 LO RF IF 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 功 率 检 测 二 极 管 检 波 IC 射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件 功 率 检 测 的 主 要 参 数 动 态 范 围 精 度 频 率 范 围 内 容 ：基 站 射 频 系 统 的 基 本 组 成 与 架 构射 频 的 一 些 基 本 概 念射 频 电 路 的 基 本 功 能 部 件射 频 设 计 需 要 的 基 本 技 能 射 频 设 计 需 要 的 基 本 技 能 射 频 仪 器 的 熟 练 使 用 频 谱 仪 网 络 分 析 仪 矢 量 分 析 仪 基 站 测 试 仪

23、相 噪 分 析 仪 噪 声 系 数 分 析 仪 射频仪器在使用时一定要接地 较大功率信号不能直接接到仪器上 射 频 设 计 需 要 的 基 本 技 能 基 本 概 念 要 清 晰 P1dB IP3 S参 数 驻 波 NF等 等 射 频 设 计 需 要 的 基 本 技 能 常 用 器 件 要 熟 悉 电 阻 、 电 容 放 大 器 混 频 器 衰 减 器 滤 波 器等 等 ！ 都 需 要 通 过 测 试 和 应 用 ， 仔 细 研其 datasheet。 射 频 设 计 需 要 的 基 本 技 能 熟 悉 一 些 仿 真 工 具 ADS ansoft microffice APPCAD Cascade Smith等 等