射頻基礎知識講座

1、射頻基礎知識講座 內容： 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 射頻的一些基本概念 射頻電路的基本功能部件 射頻設計需要的基本技能 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 數(shù)字通訊系統(tǒng)框圖 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 我們基站發(fā)射的信號流向 信道 編碼 (WAL SH) DIF (基帶處 理,成形,濾 波,DAC變換) 小信號放大 PA DUP FRE 頻綜 TRX 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 RX (小信號放大) 基帶處 理,解調 等 RFE RX DUP LNA (低噪放) DIVLNA 我們基站接收的信號流向 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 收

2、發(fā)信機（TRX） 功放（PA） 天饋子系統(tǒng)（RFE+天線） 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 收發(fā)信機（TRX）： 有TX、RX、FS三個子模塊 TX： 發(fā)射鏈路 RX： 接收鏈路 FS： 提供本振 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 TX前向功能框圖 TX-LO1TX-LO2 TPTL控 制 信 號 SAW Filter dB dB SAW Filter SAW Filter TX_IN TX_OUT 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 ST-K6 DUP/DIVLNARF SAWAMP0 FS AMPL IF SAW1RSMRES-PI0LC-LPF0AMP1 RES-PI2AMP3DATT1LC-LPF

3、1MATCHED CIRCUIT ADC RES-PIL RX單板 AMP2DATT0 RES-PI1 RES-PI3AMP4IF SAW2 Gali-4 優(yōu)選藍色字體標識的器件 RX反向功能框圖 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 SA8026 LMX2306LPF 93.36MHz VCO RF VCOLPFLPF LPF TX IF TX RF RX0 RF RX1 RF DIF CLK,DATA，LE，LD 圖2 FS單板邏輯框圖 12MHz VCXO LMX2306LPFLPF 再生參考頻率 參考頻率輸入 CLK,DATA，LE，LD CLK,DATA，LE，LD FS功能框圖 基站射頻系

4、統(tǒng)的基本組成與架構 功放（PA） 把射頻信號放大至所需功率。 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 第一級放大 RF IN 中間級放大 末前級放大 前向取樣 反向取樣采樣輸出 溫度傳感器 溫度傳感器 末級放大環(huán)行器 衰減 器 RF OUT 輸入取樣 功放功能框圖 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 天饋子系統(tǒng)（RFE+天線） 把功放輸出的射頻信號送至發(fā)射到空中 接收手機發(fā)射的空中信號 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 天饋子系統(tǒng) 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 DUP DIV LPA TRx RFE RFE功能示意框圖 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 雙 工 濾 波 器 L NA H PA (可 選 ） (可 選

5、） 4 分 路 器 TR X TE ST TRX 反 射 功 率 檢 測 發(fā) 射 功 率 檢 測 功 率 監(jiān) 測 單 元RFC M LNA 4分 路 器 TR X TE ST BT M注 入 獲 取 BTM 注 入 獲 取 天 線 0 天 線 1 R FCM RFC M 95RFE功能框圖 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 LNA1DIV DUP PVD RMM RSM LPA TSM BTMRPT LNA0 ANT 3GRFE功能示意框圖 內容： 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 射頻的一些基本概念 射頻電路的基本功能部件 射頻設計需要的基本技能 頻率 基站與手機的通訊是通過無線電 波來實現(xiàn) 每一個

6、無線系統(tǒng)都會占用一定的 頻譜資源 國際上有一個通用的頻譜分配標 準，但各國又有不同。 射頻的一些基本概念 射頻的一些基本概念 頻率 美國的頻譜分配 射頻的一些基本概念 頻率 目前世界 上分配給 CDMA的 頻譜資源 Band classTX Freq.(MHz)TX Freq.(MHz) Band Class 0824849869894 Band Class 11850191019301990 Band Class 2872915917960 Band Class 3887889832834 893901838846 915925860870 Band Class 41750-17801840

7、-1870 Band Class 5450457.5460467.5 411.7420.0421.7430.0 451.3460.0461.3470.0 479483.5489493.5 Band Class 61920198021102170 Band Class 7776794746764 Band Class 81710178518051880 Band Class 9880915925960 Band Class10806824851869 896901935940 Band Class11410420420430 450460460470 Band Class128708769159

8、21 射頻的一些基本概念 頻率 大部分射頻器件都有一個工作 頻率范圍 在高頻系統(tǒng)中，對器件的分布 參數(shù)需考慮。 射頻的一些基本概念 dBdBm dB=10*log(A/B)（增益單位） 2倍4倍 級聯(lián)倍數(shù)=2*4=8倍 2倍 10*log(2)=3dB 4倍 10*log(4)=6dB 級聯(lián)增益=2*4=8倍 10*log(8)=9dB 級聯(lián)增益=3+6=9dB 便于對鏈路級聯(lián)的計算 射頻的一些基本概念 dBm 是一個功率的單位 10*log(功率/mW) 1W=10*log(1W/1mW) =10*log(1000) =30dBm 射頻的一些基本概念 阻抗 Z=R+jX X與頻率有關，X=w

9、C或 阻抗是對應于某一個參考面 射頻系統(tǒng)是50歐系統(tǒng) 阻抗匹配很重要 wL/1 射頻的一些基本概念 Smith圓圖 射頻的一些基本概念 駐波 阻抗匹配不好會導到信號反射 反射信號強度與發(fā)送信號強度之比 電壓駐波比（VSWR） =(ZL-Z0)/(ZL+Z0) VSWR=(1+）/（1-） 回波損耗 RL(dB)=-20log| 射頻的一些基本概念 S參數(shù) 端口1 端口2 端口3 端口4 R R R R 射頻的一些基本概念 S參數(shù) 端口參數(shù)（黑盒） S11、S22、S33等表征各端口的 阻抗、駐波（相對于50歐負載） S21表征端口1到端口2的增益 （端口2接50歐負載） 與各參數(shù)關系在此省 射

10、頻的一些基本概念 峰均比 CDMA信號在 時域上是一個功 率在變化的信號 其信息包含在 此包絡中 希望射頻鏈路 對這個包絡不產 生失真 射頻的一些基本概念 峰均比 指的是在很長一段時間內統(tǒng)計 出來超過平均功率NdB的點數(shù)占總 點數(shù)的概率。 一般我們用0.01%的概率來評估 CDMA信號的峰均比指標。 射頻的一些基本概念 峰均比 射頻的一些基本概念 P1dB 描述射頻器件線性度一個重要指標 功放的實際曲線 Pout Pin P1dB點 功放管輸出功率 回退量=(Pout1-Pout2)dB =10log(Pout1/pout2)W Pout1 Pout2 射頻的一些基本概念 IP3 一般OIP3

11、比P1dB大 10dB左右 射頻的一些基本概念 靈敏度 發(fā)射出來的信號經空中衰減后已經很小 接收機能解調的最小信號功率（置信率95%） 解調門限Ec/Io Ec有用能量 Io總能量（有用能量+噪聲（干擾） 門限大小與調制方式有關（QPSK、8QAM、16QAM等） 接收機的關鍵指標 靈敏度 基站發(fā)射功率：43dBm、46dBm等 靈敏度：-125dBm（標準要求-117dBm） 手機發(fā)射功率：0dBm 靈敏度：-105dBm 射頻的一些基本概念 NF（噪聲系數(shù)） 小信號時需考慮此指標 射頻鏈路的噪聲是決定接收機靈敏度 的關鍵因素。 靈敏度=-174dBm/Hz+射頻鏈路NF+干 擾。 射頻鏈路

12、NF一般為34dB。 射頻的一些基本概念 相噪 我們系統(tǒng)對頻率容限指標有要求 頻率容限就是系統(tǒng)實際發(fā)射的信號中心 頻率與標準的中心頻率發(fā)生了偏差。 本振相噪的指標是影響系統(tǒng)輸出頻率容 限指標的關鍵因素。 射頻的一些基本概念 相噪 信號本振 本振某一頻點的相 噪與信號相乘得到 一個頻譜搬移且幅 度變小的信號. 與相噪相乘后信號 的頻譜 750K 750-615=135K 135KHz1.33MH z相噪與信號相 乘后的積分效 果 射頻的一些基本概念 相噪 射頻的一些基本概念 RSSI 反向接收信號強度指示 通過數(shù)字或模擬方法把天線接 收到的信號強度表示出來 可體現(xiàn)出主分集不平衡等 內容： 基站射

13、頻系統(tǒng)的基本組成與架構 射頻的一些基本概念 射頻電路的基本功能部件 射頻設計需要的基本技能 射頻電路的基本功能部件 放大 衰減 混頻 濾波 頻綜 耦合 檢測（功率） LO RFIF 射頻電路的基本功能部件 放大 小信號放大 大信號放大 電流型晶體管 電壓型場效應 射頻電路的基本功能部件 放大器的主要參數(shù) 增益 P1dB 輸入輸出阻抗 功耗 射頻電路的基本功能部件 放大 衰減 混頻 濾波 頻綜 耦合 檢測（功率） LO RFIF 射頻電路的基本功能部件 衰減 PI網（三個電阻） 數(shù)控衰減器 壓控衰減器 AGC（自動增益控制） RR R 射頻電路的基本功能部件 衰減器的主要參數(shù) 衰減量 IP3（P

14、1dB) 輸入輸出阻抗 射頻電路的基本功能部件 放大 衰減 混頻 濾波 頻綜 耦合 檢測（功率） LO RFIF 射頻電路的基本功能部件 混頻 無源混頻 有源混頻 其數(shù)學上就是一個乘法器。 LO RFIF 射頻電路的基本功能部件 混頻器的主要參數(shù) 增益（變損） 噪聲 IP3（P1dB） 互調（組合頻率） 端口隔離 阻抗 射頻電路的基本功能部件 放大 衰減 混頻 濾波 頻綜 耦合 檢測（功率） LO RFIF 射頻電路的基本功能部件 濾波 低通 高通 帶通 帶阻 射頻電路的基本功能部件 濾波 LC濾波 微帶濾波 聲表濾波 介質濾波 射頻電路的基本功能部件 濾波器的主要指標 帶內平坦度 帶外抑制度

15、 帶內插損 阻抗 射頻電路的基本功能部件 放大 衰減 混頻 濾波 頻綜 耦合 檢測（功率） LO RFIF 射頻電路的基本功能部件 頻綜的組成 VCO、VCXO、TCXO、OCXO PLL（鎖相環(huán)） 射頻電路的基本功能部件 頻綜的主要參數(shù) 頻率 相噪 功率 射頻電路的基本功能部件 放大 衰減 混頻 濾波 頻綜 耦合 檢測（功率） LO RFIF 射頻電路的基本功能部件 耦合 微帶耦合 同軸耦合 電阻耦合 射頻電路的基本功能部件 耦合器的主要參數(shù) 耦合度 工作頻率 阻抗 插損 射頻電路的基本功能部件 放大 衰減 混頻 濾波 頻綜 耦合 功率檢測 LO RFIF 射頻電路的基本功能部件 功率檢測 二極管檢波 IC 射頻電路的基本功能部件 功率檢測的主要參數(shù) 動態(tài)范圍 精度 頻率范圍 內容： 基站射頻系統(tǒng)的基本組成與架構 射頻的一些基本概念 射頻電路的基本功能部件 射頻設計需要的基本技能 射頻設計需要的基本技能 射頻儀器的熟練使用 頻譜儀