射频基础

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无线电频段和波段命名
无线电频谱可划分为如下12个频段。频率的单位是赫兹 或周／秒，还可以使用千赫（kHz）、兆赫（MHz）、吉 赫（GHz）表示。
表1.1 无线电频段和波段命名
段 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 频 段 名 称 极低频（ELF） 超低频（SLF） 特低频（ULF） 甚低频（VLF） 低 中 高 频（LF） 频（MF） 频（HF） 频 率 范 围 （含上限、不含下限） 3~30赫 30~300赫 300~3000赫 3~30千赫 30~300千赫 （Hz） （Hz） （Hz） （kHz） （kHz） 波 段 名 称 极长波 超长波 特长波 甚长波 长 中 短 米 波 波 波 波 波 长 范 围 （含下限、不含上限） 100~10兆米 10~1兆米 (Mm) (Mm)
射频基础知识 及其主要技术指标
2013年7月26日
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射频基础知识
及其主要指标
1.有源系统 2.天馈系统 3.无源器件
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有源(收发信)系统 基础知识及其主要技术指标
-----灵敏度和噪声系数 -- 发射功率及其限制
频率稳定度 -- 信道带宽
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干扰协调
最大干扰容限
通常，码分系统的接收灵敏度可表示为：
SV KT
dBm HZ
10lgB
dBHZ
NR G P
dB
dB
Eb dB
N0
KT:热噪声底噪－174dBm/Hz
B: 通道带宽（Hz) NR:接收机前端电路噪声系数（dB) GP:扩频增益 G P 10lg B （Rb:传输速率）
---
频率稳定度 辐射带宽
邻道选择性
阻塞特性
-- 邻道辐射
-- 杂散辐射 -- 互调辐射 -- 系统同频干扰
互调特性 -- 杂散辐射
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何谓射频
射频是无线电频率(Radio frequency)的简称(RF) 射频是指能够承载信号能量的无线电波,它可通过天线发 射和接收，並以交变的电磁场形式在自由空间以光速传 播，碰到不同介质时传播速率发生变化，也会发生电磁 波反射、折射、绕射、穿透等，引起各种损耗。在金属 线传输时具有趋肤效应现象。该频率在各种无源和有源 电路中R、L、C各参数反映出是分布参数。 在下表中其波长在VHF(米)和UHF(分米)波段通常被我们 用作第二代和第三代移动通信的频率资源。
-132 -126 -123 -122 -116 -111.3
PHS
-119 -113 -110 -110 -104 -99.3
WCDMA
-119 -113 -110 -109 -103 -98.3
CDMA2000 -124 -118
-115 -114 -108 -103.3
TDSCDMA -124 -118

~
50Ω

半波偶 极天线

匹配网络

接收机
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电场强度、电压及功率电平的换算
例如：对于900MHz频段，波长为0.33m，当采用半波偶 极天线时，输入电压A与接收场强E之间的关系为： A（dBv）= E（dBv/m）-21.33 若采用其他增益天线，只需加上该天线相对于半波偶极天 线的增益G即可 对于移动通信系统，按惯例是以电动势（开路电压）作 为灵敏度指标值。因此，其电压与功率的换算应为： Pi= AxA/R 当R=50时 Pi = A－137（dBW） 或 = A－107（dBm）
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信噪比、带宽和信道容量——仙农定律
仙农（shannon）信道容量公式可以用来论证信噪比，信道带宽和信道 容量之间的关系，即： C = B Lg2[1 + Pr/N ] 式中，C: 给定信号速率条件下的最大容量 B: 传输带宽 Pr: 为载频功率，它是距离d的函数 N: 接收机射频输入端的噪声功率 由于Pr随距离d的增大而降低；故信道容量也将随着距离d的增大而减小。 对于G网，当载/噪比为12dB时，其最大信号速率应为814kb/s 而同样的信号速率，对于传输带宽已扩频至1.2288MHz的IS-95C网而言， 其载噪比可以低至-6dB。通常仙农公式中的噪声是指高斯白噪声。仙农 公式告诉我们，当传输带宽与载噪比确定以后，能传输的最大信号速率 也就确定，因而限制了信道容量。若要增加信道容量，则可以增加传输
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3G与2G共存干扰协调C来自mba Telecom Systems
32. 无线电干扰定义和分类（1）
无线电干扰是指发生在无线电频谱内的干扰。接收机收到无用信号时会导致有用信号的 接收质量下降，出现信息差错或丢失，甚至会阻断通信，这就是通常所说的无线电干扰。无
各系统干扰容限表
SR恶化量 （dB) 0.1 0.4
0.8 0.97 3.0 6.0
SR-SI （dB) 16.0 10.0
6.9 6.0 0 -4.7
C800
-124 -118 -115 -114 -108 -103.3
G900
-132 -126 -123 -122 -116 -111.3
G1800
Rb
：接收基带输出端单位比特能噪比。 其中前三项由射频通道性能所决定，是线性的， 后二项由解码特性所决定，取决于信道速率等因素。
N0
Eb
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干扰协调
最大干扰容限
在最大干扰容限的仿真模拟测试中，有关主管部门提出的一个标 准是以接收机灵敏度（射频线性部分）恶比0.8dB为标准，这相当于 在被干扰信号上迭加了一个比它低6.9dB(以下计算以7dB计）（dBm) S I S R 6.9 的干扰信号。
②第三代公众蜂窝移动通信系统的补充工作频段： 频分双工(FDD)方式：1755~1785 MHz / 1850~1880 MHz；
时分双工(TDD)方式：2300~2400MHz，与无线电定位业务共用， 均为主要业务。
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③IMT-2000的卫星移动通信系统工作频段：1980-2010 MHz / 2170-2200 MHz。 ④目前已规划给公众蜂窝移动通信系统的825-835 MHz / 870-880 MHz、885-915 MHz / 930-960 MHz和1710-1755 MHz / 1805-1850 MHz频段等，同时规划作为第三代公众移 动通信系统的演进扩展频段。
接收机的热噪声功率电平（底噪）
任何一个无线通信接收机能否正常工作，不仅取决于所能获得的输入 信号的大小，而且也与其内部噪声以及外部噪声和干扰的大小有关。 接收机内部噪声也称为热噪声，它是由电子运动所产生的，其定义是 指当温度为290°K（17°C）时，由接收机通带（通常由接收机中频带 宽所决定）所截获的热噪声功率电平。这个热噪声功率电平也称为接收 机的底噪,是计算接收机噪声的基本参数。 No= KT B（W） B: 接收机（中频）带宽 T: 绝对温度值 290° -23 K: 玻尔兹曼常量 1.37×10 如用dBW表示，可写为 No（dBw）= －204 dBW + 10lgB 或 = －174 dBm + 10lgB 对于G网，B = 200KHz，10lgB=53dBHz，No = －121dBm
30~300兆赫 （MHz） 300~3000兆赫（MHz） 3~30吉赫 （GHz）
分米波 厘米波 毫米波 丝米波
10~1厘米 10~1毫米 10~1丝米
30~300吉赫 （GHz） 300~3000吉赫（GHz）
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移动通信系统使用频段
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为满足第三代（3G）蜂窝移动通信技术和业务发展的需求， 中国于2002年对3G系统使用的频谱作出了如下规划： ①第三代公众蜂窝移动通信系统的主要工作频段： 频分双工(FDD)方式：1920~1980 MHz / 2110~2170 MHz； 时分双工(TDD)方式：1880~1920MHz、2010~2025 MHz。
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发射和接收带宽
发射（调制）带宽是指发信机发射载波信号时实际占用的带宽，对 于数字通信系统，当发信机的频率稳定度足够高时，主要取决于其编码 速率和调制波形成型滤波器的滾降系数Λ，发射（调制）带宽可用 （1+Λ）Rb计算，其中Rb为编码传输速率，例如：GSM系统Rb=270。 833kb/s，而其高斯滤波器的滾降系数Λ=0。3，故其发射（调制）带宽 应为（1+0。3）x 270。833k = 352kHz，可见其带宽已经超出载频间隔， 因此GSM系统规范规定相邻信道不能在同小区和相邻小区中使用；同 样，WCDMA系统的发射（调制）带宽应为 （1+0。22）x 3。84Mb/s= 4。685MHz。 发信机在发射主载波信号同时也发射宽带噪声，其频率范围可从0延 伸至几十GHz，每个系统发信机的宽带噪声都由设备指标限定在允许的 电平内，但宽带噪声对接收系统的影响应取决于该接收系统的接收通带 宽度，对于外差式接收机的通带宽度应由其中频滤波器的选择性（ACS） 所决定，因此，一个接收系统的噪声带宽与其中频带宽是相等的。
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GSM 频道间隔 200KHz
WCDMA 5MHz
TD-SCDMA 1.6MHz
码片速率
滚降系数 辐射带宽 接收带宽
270kb/s
0.3 352kHz 200kHz