射頻基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

射頻基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

1、無線通信基本概念

利用電磁波的輻射和傳播，經(jīng)過空間傳送信息的通信方式稱之為無線電通信

(WirelessCommunication),也稱之為無線通信。利用無線通信可以傳送電報、電

話、傳真、數(shù)據(jù)、圖象以及廣播和電視節(jié)目等通信業(yè)務(wù)。

目前無線通信使用的頻率從超長波波段到亞毫米波段(包括亞毫米波以下)，

以至光波.無線通信使用的頻率范圍和波段見下表1—1

表1—1無線通信使用的電磁波的頻率范圍和波段

頻段名稱頻率范圍波段名稱波長范圍應(yīng)用

極低頻3—30Hz極長波100-10Mm導(dǎo)航、固定業(yè)務(wù)、

(ELF)(108?107m)頻率標(biāo)準(zhǔn)。

超低頻30-300HZ超長波10—1Mm導(dǎo)航、固定業(yè)務(wù)

(SLF)(107?106m)

特低頻300-3000HZ特長波1000-100Km(106"海岸潛艇通信；

(ULF)10sm)越洋通信；船

用通信

甚低頻3-30kHz甚長波100—10Km(105?

(VLF)104m)

低頻(LF)30-300kHz長波10-1Km導(dǎo)航、廣播、固定

(104~103171)業(yè)務(wù)、挪移業(yè)務(wù)

中頻(MF)300中波1000—100m(103"

3000kHz102m)

高頻(HF)3—30MHz短波100-10m(102?

10m)

甚高頻30-300MHZ超短波10—1m

(VHF)(米波)

特高頻300-3000MHZ微分米1—Oo1m(1-10-im)

(UHF)波波

超圖頻3-30GHZ厘米10—1cm(10-1

（SHF）波10-201)

極高頻30—300GHz毫米10-1mm

（EHF）波(10-2-10-3m)

至高頻300-3000GHZ亞毫1-0.1mm(10-3-10-

（THF）米波4m)

光波3*10-3?3*10-5mm

(3**3*10

8m))

由于種種原因，在一些歐、美、日等西方國家往往把部份微波波段分為L、S、

C、X、Ku、K、Ka等波段（或者稱子波段），具體如表1—2所示

表1-2無線通信使用的電磁波的頻率范圍和波段

波段代號頻率范圍波長范圍應(yīng)用

LP2GHz30~15cm

S2-4GHz15?7。5cm

C4?8GHz7.5?3.75cm

X813GHz3.75-2o31cm

Ku13?18GHz2o31?1.67cm

K18?28GHz1o67?1.07cm

Ka28?40GHz1.07?0。75cm

無線通信中的電磁波按照其波長的不同具有不同的傳播特點(diǎn)，下面按波長

分述如下：

1o1極長波（極低頻ELF）傳播

極長波是指波長為「10萬公里（頻率為3?30Hz）的電磁波。理論研究表

明，這一波段的電磁波沿陸地表面和海水中傳播的衰耗極小.

1.2超長波（超低頻SLF）傳播

超長波是指波長1千公里至1萬公里（頻率為30?300Hz）的電磁波。這一波

段的電磁波傳播十分穩(wěn)定，在海水中衰耗很?。l率為75Hz時衰耗系數(shù)為

0.3dB/m）對海水穿透能力很強(qiáng)，可深達(dá)100m以上c

1o3甚長波（甚低頻VLF）傳播

甚長波是指波長10公里?100公里（頻率為3?30kHz）的電磁波.無線通信中

使用的甚長波的頻率為10?30kHz,該波段的電磁波可在大地與低層的電離層

間形成的波導(dǎo)中進(jìn)行傳播，距離可達(dá)數(shù)千公里乃至覆蓋全球.

1o4長波（低頻LF）傳播

長波是指波長1公里?10公里（頻率為30~300kHz）的電磁波.其可沿地表面

傳播（地波）和靠電離層反射傳播（天波）。

1o5中波（中頻MF）傳播

中波是指波長100米?1000米（頻率為30（T3000kHz）的電磁波.中波可沿地

表面?zhèn)鞑ィǖ夭ǎ┖涂侩婋x層反射傳播（天波）。中波沿地表面?zhèn)鞑r，受地

表面的吸收較長波嚴(yán)重。中波的天波傳播與晝夜變化有關(guān)。

1o6短波（高頻HF）傳播

短波是指波長為10米?100米（頻率為3-30MHZ）的電磁波。短波可沿地表

面?zhèn)鞑ィǖ夭ǎ?，沿空間以直接或者繞射方式傳播（空間波）和靠電離層反射傳

播（天波）。

1.7超短波（甚高頻VHF）傳播

超短波是指波長為1米~10米（頻率為30~300MHz）的電磁波。超短波難

以靠地波和天波傳播，而主要以直射方式（即所謂的“視距”方式）傳播.

1o8微波傳播

?微波是指波長小于1米（頻率高于300MHz）的電磁波。目前又按其波長

的不同，分為分米波（特高頻UHF）、厘米波（超高頻SHF）、亳米波（極

高頻EHF）和亞毫米波（至高頻THF）O

?微波的傳播類似于光波的傳播，是一種視距傳播。其主要在對流層內(nèi)進(jìn)行。

總的說來，這種傳播方式比較穩(wěn)定，但其傳播也受到大氣折射和地面反射

的影響。此外，對流層中的大氣湍流氣團(tuán)對微波有散射作用.利用這種散射

作用可實(shí)現(xiàn)微波的超視距傳播.

?WCDMA匚作頻段：上行1920~1980MHz,下行2110?2170MHz,屬于

微波波段，其電磁波傳播方式為微波傳播。

?CDMA工作頻段:825MHz—835MHz（上行，基站收、挪移臺發(fā)）

870MHz—880MHz（下行，基站發(fā)、挪移臺收）

?GSM工作頻段:905MHz—915MHz（上行，基站收、挪移臺發(fā)）

950MHz-960MHz（下行，基站發(fā)、挪移臺收）

1710MHz—1785MHz（上行，基站收、挪移臺發(fā)）

1805MHz—1880MHz（下行，基站發(fā)、挪移臺收）

?3G頻率規(guī)劃的基礎(chǔ)上，我國為中國電信cdma2000分配的頻率是1920?

1935MHz（上行）/2110?2125MHz（下行），共15MHzx2；為中國聯(lián)通

WCDMA分配的頻率是1940?1955MHz（上行）/2130?2145MHz（下行），

共15MHzx2；為中國挪移TD-SCDMA分配的頻率是1800?1900MHz以

及2110?2025MHz,共35MHz.

2、射頻常用計算單位

2o1絕對功率的dB表示

射頻信號的絕對功率常用dBm、dBW表示，它與mW、W的換算關(guān)系如下：

例如信號功率為xW,利用dBm表示時其大小為：

例如：1W等于30dBm，等于OdBWo

普通來說，我們習(xí)慣上還是用“W”和“dBm”來表示功率

2。2相對功率的dB表示

射頻信號的相對功率常用dB和dBc兩種形式表示，其區(qū)別在于:dB是任意兩

個功率的比值的對數(shù)表示形式，而dBc是某一頻點(diǎn)輸出功率和載頻輸出功率的

比值的對數(shù)表示形式。

普通來說，我們說放大鏈路的增益可以用“dB”來表示。

對干信號的諧波和雜波來說，可以用“dBc”來表示°

3、射頻器件簡介

射頻簡單系統(tǒng)介紹

普通來說，對于如圖所示射頻系統(tǒng)來說，用到的射頻器件從大的分類來說,有主動器件和

被動器件，主動器件普通來說，是需要提供電源的期間，被動器件，普通為無源器件。

就上圖來說，用到的器件有濾波器、混頻器、射頻開關(guān)、放大電路等。其中的濾波器和

混頻器為被動電路，射頻開關(guān)和放大電路為主動電路.

1、射頻接插件

MMCX系列

MMCX1112A1MMCX1121A1MMCX6251S1

MCX系列

MCX1112MCX1181A1MCX6121A1

SMA系列

SMA1111A1SMA1112A6SMA1181A1

SMA6181A2SMA6251A1SMA6252A2

SMA6411A4SMA6511A4SMA6551E1

SMA8073A1SMA9073A1SMA6351B1

SMB系列

SMB1251B1SMB1252B1SMB1351B1

SMB6112A1SMB6121A1SMB6251B1

BNC系列

B1121A1B6251C1B6251F1

B7471A1B7771B3B9073A1

TNC系列

T1121A1T1181A1T6351B1

N系列

N1112A1N1121A1N1141A1N1181A1

N2071A1N5072A1N6421A1N6521A1

N6551A1N7471A1

此外還有，1。0/2o3、1.6/5o6、7/16等類型接頭。

2、射頻濾波器

濾波器是電子系統(tǒng)中關(guān)鍵部件,用來完成頻率選擇功能，在航空轟天、雷達(dá)、

電子對抗、遙感遙測、微波通訊、挪移通訊及廣播電視等軍民用電子設(shè)備中

廣泛運(yùn)用.

射頻濾波器通常按濾波器的特性及作用可分為:低通濾波器（LPF）、帶通濾波

器（BPF）、高通濾波器（HPF）、帶阻濾波器.

射頻濾波器通常按組成材料可以分為以下幾種：LC濾波器、聲表濾波器、晶

體濾波器、腔體濾波器、介質(zhì)濾波器、懸置帶線濾波器、同軸管狀濾波器及

電調(diào)濾波器。

2.1濾波器主要參數(shù)：

2.Io1中心頻率fO：給定相對最小插入損耗值（比如一3dB）對應(yīng)兩個截止

頻率的幾何平均值.

2.Io2通帶帶寬（x）dB:給定相對最小插入損耗值的兩個截止頻率的間隔，及

從上限頻率到下限頻率的差值,常用IdB帶寬和3dB帶寬表示。

2.1.3插入損耗:信號通過濾波器的衰減.

2o1.4帶內(nèi)波動：通帶內(nèi)的插入損耗隨頻率變化最大與最小的差值.

2。1。5駐波比：衡量濾波器通帶內(nèi)信號是否良好匹配傳輸?shù)囊豁?xiàng)重要指標(biāo)。

理想值為1,適配時大于1,對于實(shí)際的濾波器而言，滿足駐波比小于lo5：1

的貸款普通小于-3dB帶寬，其中-3dB帶寬的比例與濾波器的級數(shù)和插損有關(guān).

2.lo6回波損耗:端口信號輸入功率與反射功率之比的分貝值。

2.1.7阻帶抑制度：衡量濾波器選擇性能好壞的重要指標(biāo)，指標(biāo)越高說明對帶

外干擾信號的抑制越好。通常要求為某一給定的帶我頻率f的抑制度是多少dB.

SAW濾波器：

LC濾波器

腔體濾波器

3環(huán)形器及隔離器

隔離器和環(huán)形器的突出特點(diǎn)是單向傳輸微波能量.隔離器使微波能量只能從

輸入端流進(jìn)，從輸出端流出.環(huán)形器則控制電磁波燕某一環(huán)形防線傳輸.這種單向

傳輸微波能量的特性，用于微波設(shè)備的級與級、級與系統(tǒng)之叵，就是他們各自獨(dú)

立工作、互相“隔離”了。

微波隔離器是種特殊的衰減器，隔離器對入射波的衰減很小，對反射波的衰

減則很大，二者之比值稱為“隔離比”.

使用隔離器，目的在于減小因負(fù)載阻抗變化對振蕩頻率帶來的影響。普通是

在矩形波導(dǎo)的橫向加之固定磁場，放置在波導(dǎo)橫向的鐵氧體片恰好能與反射波產(chǎn)

生鐵磁共振，繼而抑制了反射波，而入射波則不會產(chǎn)生這種共振吸收。但在做成

器件之后,隔離器對入射波也會產(chǎn)生一些正向衰減，約為1db（1o259倍）。對反

射波的反向衰減則大于20db（100倍）。

環(huán)形器具有多種用途，是一種常用的微波元器件.

主要參數(shù)有：

工作帶寬