射频基础知识资料.ppt

射频基础知识;射频基础知识讲义提纲;射频基本概念;真空中电磁波传播速度近似等于光速：;当电路尺寸或传输路径可与工作频段的四分之一波长相比拟时，需要考虑分布参数带来的影响，即传输路径上电压与电流这种传统的集总参数不再适用，主要原因是传输路径上电压或电流是震荡的波形，其周期与工作频率相关，这样导致在同一根导线上不同点的电压值(电流值)是不一样的，这就是射频电路与低频电路分析中的最大不同点之一。 一般认为当传输线长度远小于工作波长时( ),可以忽略分布参数的影响。 ; 为电磁波的频率，电磁波频谱划分： ;信号下变频或上变频时，需要输出一个单频点的本振信号，与输入信号混频。理想的本振信号为一单频点载波，但实际情况下是没有这样的理想本振信号。 实际的本振信号多是在本振频点集中最多的能量(功率)，而在本振频点的左右边带快速衰落，当然这种边带能量越低，表明点频信号性能越高。为表征本振信号的这一特性好坏，引入相位噪声的指标。 单边带相位噪声表示距离本振频点左边带(或右边带)一定频率偏移处1Hz带宽内的功率比本振频点功率的衰减量。这是表征本振信号频谱纯度的指标。 ;一个10MHz振荡器的相位噪声指标: -115dBc/Hz@100Hz; -135dBc/Hz@1kHz; -145dBc/Hz@10kHz; -145dBc/Hz@100kHz。 ;功率的一般定义：P=U×I。单位W、mW等。 在射频频率下，使用的功率值往往范围(差距)较大，如0.00001mW和1000mW，这样一来使用十进制的功率表述时带来不便。 将十进制的功率(称之为线性功率Linear power)表示成对数功率形式(logarithmic power),以便于使用。定义： ;功率和增益差损 ;功率和增益差损 ;增益GAIN或差损Insert Lose表述的是功率的差值，输出大于输入为增益GAIN，反之为差损Insert Lose。对数功率的差值单位为dB。; 功率可以理解为传输路径上某点信号的强度，如输入端口点功率、输出端口点功率等，而增益(或差损)则表示一段传输距离上两个端点间功率的差值。 利用网络分析仪的power测量可以测量单端口port2的输入功率，注意网络分析仪的power读数实际上port2端口点的功率，当我们测试放大器时，一般有连线到port2端口，只有加上这??线损才是放大器的真实输出功率。;利用网络分析仪可以测量增益(或差损)，它是通过选择Transmission或S21，测量的是两个端口port1和port2间的功率差值。 平常我们将两个端口做功率校准，实际上是网络分析仪将校准时测得两个端口port1和port2间的功率差值IL1记录下来，然后在下次测量时，将这差值IL1由实际测试中port1和port2间的功率差值IL_real中减去得到读数值： IL_read=IL_real- IL1。;我们知道阻抗的定义是电压与电流的比值： ;阻抗的概念;我们通常所讲到的选用50欧姆同轴线，所指的就是该同轴线的特性阻抗为50欧姆。通常普通通信系统中一般只采用50欧姆或75欧姆两种标准。我们BD是50欧姆系统。 特性阻抗不同于低频段的电阻的概念，其推导公式较为复杂，这里不作详述。只列举一下概念，比如直流系统中一般电阻的概念，当5V/1A的直流通过串行1欧姆电阻会变成4V/1A；当5V/1A的直流通过并行10欧姆电阻会变成5V/0.5A；但是通过一段串行导线或电感，和并行电容，则不变仍为5V/1A(一般意义)。;而射频通信系统中，理想的无耗传输的50欧姆同轴线，电路板上的理想的50欧姆阻抗匹配微带线均可以看成在直流状态下的一段串行导线，即功率在理想的50欧姆阻抗系统上传输时是无耗的，没有功率损失。但实际情形是一般传输线是有耗的，这类损耗主要源于加工工艺中对于导体的半径和铜内径的光泽度不能加工到理想状态所至，即只是接近50欧姆阻抗，因而有很多反射和吸收损耗。 ;阻抗的概念;电压驻波比VSWR(voltage standing wave ratio)是衡量发射信号强度的指标。其具体定义为射频波传输到某一截面处(同轴线上某点或接头)，传输线上电压最大值与最小值之比称为电压驻波比。;可见电压驻波比VSWR实际上是入射波与反射波波峰值的和值和差值之比。驻波比越小，反射波越小，传输效率越高。理想的驻波比为1，即反射系数为0，没有反射波只有入射波和传输波，信号没有反射损失。 如一个电压驻波比VSWR为1.5的，则反射系数为0.2，回波损耗为-20lg0.2=13.98dB; 传输功率为 传输功率降低 ;一个电压驻波比VSWR为2.0的，则反射系数为0.335，回波损耗为-20lg0.335=9.5dB，传输功率降低 ;驻波比和传输功率、Smit