射频技术射频链路
射频和无线电的知识点总结
射频和无线电的知识点总结一、基本概念1. 射频信号：射频信号是指频率在几十千赫兹到几千兆赫兹之间的电磁波信号，是一种无线通信中常用的信号类型。
射频信号可以通过调制解调技术传输数据和声音等信息。
2. 无线电信号：无线电信号是指通过无线电波传播的电信号，在通信、广播、遥控等方面有着广泛的应用。
无线电信号可以分为射频信号和微波信号两种类型。
3. 射频技术：射频技术是指在射频范围内进行信号处理和传输的技术，包括调制解调、频谱分析、功率放大等方面。
4. 无线电技术：无线电技术涉及到无线电信号的发射、接收、解调、解调等方面，是现代通信领域中的重要组成部分。
二、常用技术1. 调制解调技术：调制技术是指将数字信号或模拟信号转换成适合无线传输的射频信号的过程，而解调技术则是指将这些射频信号还原成原始信号的过程。
2. 天线设计：天线是用来发送和接收射频信号的设备，天线的设计可以影响信号的发送和接收效果，包括指向性天线、全向天线、定向天线等多种类型。
3. 频谱分析：频谱分析是对射频信号进行频率分析和功率分析的过程，用来确定信号的频率、占用带宽和信号强度等参数。
4. 功率放大：功率放大是指通过将信号经过放大器放大来增加信号的功率，常用于提高信号的传输距离和覆盖范围。
5. 射频链路设计：射频链路设计涉及到传输介质、信号传输距离、覆盖范围、抗干扰能力等多个方面，是无线通信系统设计中重要的一环。
6. 无线电频谱管理：无线电频谱管理是指对无线电频谱的合理规划、分配和监管，以确保不同无线设备之间的信号不干扰以及频谱资源的有效利用。
三、应用1. 无线通信系统：无线通信系统是利用无线电波进行通信的系统，包括蜂窝网络、无线局域网、蓝牙、Zigbee等多种技术。
2. 无线电广播：无线电广播是利用无线电波进行广播传输的技术，包括调频广播、中波广播、短波广播等多种广播方式。
3. 无线电遥控：无线电遥控是通过无线电信号控制设备或机器的技术，包括无人机、遥控车、遥控船等多种应用场景。
射频链路指标预算
射频链路指标预算
…
目录
• • • • • • • • • • • • • • • 中频盘链路构成 OIP3与NF计算公式 发射通道链路预算 反馈通道链路预算 接收通道链路预算 基本公式 ACPR分析 本振泄露分析 DPD通道分析 接收灵敏度分析 阻塞与反混叠滤波器分析 互调分析 半中频杂散分析 LC滤波器设计 滤波器带宽要求
IP3
3 2 9 1 2 5.2 0 10 3 5.2 3 5.2 1 3 1.5 30 100 40 100 100 40 35 100 100 40 100 40 100 100 100
S Gain
30 28 19 18 16 36 36 26 23 43 40 60 59 56 54.5
S NF
S IP3
30 28 18.96564 17.96564 15.96564 34.51999 31.74307 21.74307 18.74307 36.31592 33.31592 39.80218 38.80218 35.80218 34.30218
Pout
-95 -97 -106 -107 -109 -89 -89 -99 -102 -82 -85 -65 -66 -69 -70.5
• G=10dB，NF=18.9，OIP3=31.5，Pout=-3.5
反馈通道链路预算
射频技术-射频链路
02
射频链路基础知识
射频链路的组成
发射器
将基带信号转换为射频信号，通 过天线辐射到空间中。
接收器
接收空间中的射频信号，将其转 换为基带信号。
天线
负责辐射和接收射频信号，实现 无线通信。
混频器
将射频信号与本振信号混频，得 到中频信号或基带信号。
滤波器
滤除不需要的信号和噪声，提高 信号质量。
馈线
连接发射器和天线，传输射频信 号。
射频技术-射频链路
• 射频技术概述 • 射频链路基础知识 • 射频链路的关键技术 • 射频链路的实现方式 • 射频链路的优化与改进 • 射频链路的应用案例
01
射频技术概述
定义与特点
定义
射频技术是指利用无线电波进行信息 传输的技术。
特点
射频技术具有传输速度快、传输距离 远、抗干扰能力强等优点，广泛应用 于通信、雷达、导航、无线电监测等 领域。
的影响。
自适应调整技术
采用自适应调整算法，根据系统状态 和环境变化，动态调整参数和配置， 确保系统稳定运行。
严格的质量控制与测试
加强产品质量控制与测试，确保射频 链路设备性能稳定可靠。
06
射频链路的应用案例
无线通信系统中的应用
无线通信系统是射频链路应用最广泛 的领域之一。在移动通信网络中，射 频链路负责传输信号，使得手机能够 与基站进行通信。
将时间分割成多个时隙，每个时隙传输一路信号，实现多路信号 同时传输。
码分复用（CDM）
利用不同的码型进行信号调制，实现多路信号同时传输。
功率放大技术
1 2
线性放大器
提供线性放大，适用于需要保持信号线性度的场 合。
非线性放大器
射频技术射频链路
VGA
RFLO
0/90
LPF
LPF Demod
IFLO
0/90
LPF
Up
PA
RF BPF Convert
IF BPF IF AMP
LPF
Mod
I
ADC
Q
ADC
I
DAC
Q
DAC
射频技术
SKLMMW
II.低噪声放大器
描述一个系统（如接收机）内部噪声大小，可以用噪声 系数（NoiseFactor）F来表示，或者取其对数值，变成 噪声指数（NoiseFigure）ＮＦ。
POUT PIN GT
POUT PIN G1 G2 G3 L 0dBm 23dB 23dB 23dB 3dB 66dBm, or 3981W
POUT
PIN G1G2G3 L
1mW 200 200 200 2
4000W
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几路典型收/发机原理框图
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射频接收机的灵敏度主要由噪声系数、解调精度和接口 匹配决定。
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Eb N t Pmin P noise N F
解调门限
Pnoise 10log( KT0 ) 10log( BW ) 174(dBm) 10log( BW )
Eb N0 Eb Nt GP
Pmin 174(dBm) 10log(BW ) NF Eb Nt 108.15 NF Eb Nt
NF 6.15dB
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WCDMA接收灵敏度示意图
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III.邻道选择性
Ps Pl ACS Eb Nt
射频技术-射频链路
射频技术
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在有强干扰时，本振相噪对信号的影响
协议中讨论双音阻塞指标时提到在偏离信号10MHz处存在点频 信号-46dBm，此时信号电平为-114dBm。则有倒易混频公式， 可以计算出本振在偏离中心10MHz处，分辨率带宽取3.84MHz 时，相位噪声应低于-125dBc/Hz。
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--引自《消费者报道》网站
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III.邻道选择性
Ps Pl ACS Eb N t
射频前段可
接收的最小电平 解调门限
允许邻道 干扰的最大电平
ACS Pl Ps Eb N t 41 93 23 29dB
中频声表面波滤波器的邻道抑制>29dB
射频技术
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VI.WCDMA终端射频发射机指标
最大发射功率：30dBm; 最小发射功率：-30dBm; 功率控制动态范围：>50dB； 占用带宽：<5MHz； 矢量误差幅度（EVM）：<17.5%； 邻道泄露功率比（ACLR）：45dB(5MHz)； 50dB(10MHz) 带外辐射特性：
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功放实物
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射频电路的典型性能
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射频电路的典型性能
调制、解调精度 接收机灵敏度 邻道选择性 阻塞特性分析 WCDMA终端射频接收机指标 WCDMA终端射频发射机指标
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I.调制、解调精度
在无线通信系统中，通常用矢量调制误差（EVM） 来表征调制器和解调器的精度。
射频技术
射频链路计算
射频链路计算射频链路计算是指在射频通信系统中，根据一定的参数和条件，计算出所需的射频链路参数和性能指标的过程。
射频链路计算是射频通信系统设计中的重要环节，能够帮助工程师分析和评估系统的性能，从而合理配置和优化射频链路，提高通信质量和可靠性。
在射频链路计算中，需要考虑的主要参数包括传输距离、工作频率、发射功率、接收灵敏度、天线增益、传输介质等。
首先，传输距离是指信号在射频链路中传播的距离，根据传输距离可以选择合适的天线和功率级别，以保证信号的覆盖范围和传输质量。
其次，工作频率是指射频通信系统所使用的频段，不同的频段有不同的传输特性和限制，需要根据实际情况选择合适的工作频率。
发射功率和接收灵敏度是指发射机和接收机的功率和灵敏度要求，需要根据系统的传输距离和环境条件来确定。
天线增益是指天线辐射和接收信号的能力，根据系统的传输距离和覆盖范围来选择合适的天线增益。
在射频链路计算中，还需要考虑到传输介质对信号传输的影响。
传输介质包括自由空间、大气、建筑物、地形等，不同的传输介质对信号的传播和衰减有不同的影响，需要根据实际情况进行合理的补偿和校正。
在进行射频链路计算时，可以使用一些常见的计算公式和模型。
例如，可以使用弗里斯公式来计算自由空间中的传输损耗，可以使用费尔解析公式来计算大气对信号的衰减，可以使用雷诺兹衰减模型来计算建筑物对信号的衰减等。
这些公式和模型可以帮助工程师快速准确地计算出射频链路的参数和性能指标。
在进行射频链路计算时，还需要考虑到其他因素的影响，例如多径效应、杂散干扰、抗干扰能力等。
多径效应是指信号在传输过程中经过多条路径到达接收端，会造成信号的多次反射和干扰，降低信号质量。
杂散干扰是指其他无关信号对目标信号的干扰，会影响到信号的接收和解调。
抗干扰能力是指系统对干扰信号的抵抗能力，需要根据系统的要求和环境条件进行合理的设计和配置。
射频链路计算是射频通信系统设计中的重要环节，能够帮助工程师分析和评估系统的性能，从而合理配置和优化射频链路，提高通信质量和可靠性。
射频技术射频链路
输出
1 2
212 22 1
31 3 2
212 22 1
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功放非线性-导致频谱扩展
射频技术
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线性化-功率回退法
output power (dBm)
22
20.25
20
19.25
18
16
14
12
10 -8
-6
-4
-2
0
input power (dBm)
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射频技术
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SKLMMW
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增益误差导致EVM恶化
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II.接收机灵敏度指标分析：
灵敏度是衡量接收机在一定条件下能够接收弱信号 的能力，它与诸多因素有关。例如，在不同的误码率、 信噪比等条件及不同的接收环境（静态、多径信道模型） 情况下灵敏度概念和数值可能各不相同。
射频技术
———射频链路
分贝的概念
分贝(dB)
(dB)10log(P/P r) (dB)20log(V/Vr)
功率（dBm）
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•增益与衰减(dB)
Gain=200 or 23dB
射频技术
IL=0.5 or 3dB
SKLMMW
G T G 1 G 2 G 3 L 1 L 2 L 3
Duplexer
LNA
IMG REJ Down Filter Convert
IF BPF
VGA
RFLO
0/90
LPF
LPF Demod
智能微波光子射频前端与链路
智能微波光⼦射频前端与链路邹喜华，李沛轩，刘丰玮（西南交通⼤学，四川成都611756）摘要：射频（RF）前端与链路是雷达、通信、电⼦战等系统中的核⼼功能模块。
新⼀代智能⽆线系统的⼤带宽、多频段、可重构信号处理与摘要：传输需求对RF 前端与链路的研发提出⼀系列挑战。
基于微波光⼦技术的RF 前端与链路具有⼤带宽、低损耗和抗电磁⼲扰等优势，能够很好地满⾜新⼀代智能⽆线系统的需求。
重点围绕可重构、多信道/ 阵列化收发RF 前端和⼤动态范围、⾼相位稳定性、多业务融合的微波光⼦RF 链路，介绍与分析智能微波光⼦射频前端与链路的发展现状与研究动态。
随着新⼀代信息技术的不断发展演进，各种不同频段、制式的通信标准和⽆线业务不断涌现，导致⽆线系统的多样性与异构性越来越明显，主要表现为：多种不同通信制式、标准共存，例如, 已经开始商⽤的5G、⽬前主流的4G 以及拥有⼀定⽤户存量的3G 和2G；各种不同功能的⽆线业务共存，例如，⽆线局域⽹、蓝⽛、北⽃和全球定位系统（GPS）导航等；不同频段射频信号共存，覆盖⼏⼗兆赫兹的微波到⼏⼗吉赫兹的毫⽶波甚⾄太赫兹波。
在此背景下，⽆线系统不断朝着智能化⽅向发展，⼀⽅⾯能够进⾏宽带多频段、多功能、多标准信号的⽆缝兼容与融合；另⼀⽅⾯具有灵活可重构特性，可根据系统功能、服务对象、应⽤场景进⾏不同频段、标准⽆线信号的切换与优化组合，以达到资源利⽤最⼤化。
射频前端与链路是⽆线系统的基础组成部分，承担着⽆线信号的收发处理与传输等关键任务；因此，发展具有⼤带宽、多频段以及可重构特性的智能射频前端与链路对⽆线系统的进⼀步演进⾄关重要。
现有基于传统电⼦技术的射频前端与链路存在着⾼频损耗⼤、带宽窄、处理速度低等诸多瓶颈问题，难以满⾜⽆线系统的智能化发展需求。
近些年来，微波光⼦学的快速兴起、成熟为上述问题的解决提供了新的⽅法和思路。
微波光⼦系统将传统电⼦学难以处理的⾼频、宽带微波信号调制到光域上，借助于光⼦学器件或者技术的低损耗、⼤带宽以及抗电磁⼲扰等本征优势进⾏宽带、⾼频微波信号的产⽣、传输、处理、检测和控制等[1]。
RRU技术介绍
射频收发链路指标分解
系统指标分配设计原则
天线双工器的插入损耗必须很小。 低噪声放大器必须有很低的噪声、合适的增益、高的三阶
互调截点及低的功耗。 混频器应有高的三阶互调截点及低的噪声。 频率合成器应有低的相位噪声、切换速率快。 滤波器中心频率的热漂移要小、频率响应误差小。 根据通信环境、通信距离、工作频段、调制方式等因素，
RRU技术介绍
目录
一、RRU硬件系统架构简介 二、RRU射频链路设计 三、数字中频介绍 四、RRU可靠性设计
目录
一、RRU硬件系统架构简介 二、RRU射频链路设计 三、数字中频介绍 四、RRU可靠性设计
RRU硬件系统架构简介
RRU在系统中的位置
R
R 请Ir 下载后阅读
U
Iub RNC
BBU
R
R
数字控制单元 数字中频单元 系统时钟本振单元 收发信单元 功放单元 天线合路器和滤波器 电源及防雷单元
RRU硬件系统架构简介
数字控制和时钟单元主要功能
完成IR协议处理 完成时隙控制 实现RRU级联 恢复低抖动的时钟信号 支持在线升级能力 支持本地操作维护和研发测试 完成开关切换 支持电源接口的检测
频谱模板：满足3GPP规范要求
杂散辐射：满足3GPP规范要求
射频收发链路指标分解——接收性能指标
接收性能指标
参考灵敏度： 动 态 范 围：
-110dBm 30dB（@-76dBm/1.28MHz AWGN干扰）
加以下干扰信号时，灵敏度恶化不大于6dB
邻道选择性：
POWER MCU
BBU
Transceiver Transceiver
Ir FPGA
ADC
DVGA
射频识别系统通信链路仿真与测试
ＲＩ ＦＤ系统设 计和应用提供了理论指导 。
Ｒ Ｉ） ＦＤ 是一种非接触的自动识别技术 ， 通过阅读器与标签之间 的 电磁 耦合或 电感 耦合来 进行数 据通 信 ， 对标签 物 品的 实现 自 识别 。 目前 ， ＩＤ被广泛地 应用于供 应链管理 、 动 ＲＦ 零售业 、
关键词 ： 频识别 ； 射 天线散射； 端 口网络 － 二
Ｄ ｈ１． ７／ ｓ ． ０．３１ ０ １ ４ ２ 文章编 号 ： ０．３ １２ １）４ ０ １ ４ 文献标 识码 ： 中图分类号 ：Ｐ９ ． Ｏ ０ ７８．ｓ １ ２８３ ． １． ． ５ ３ ｊ ｎ０ ｉ ２ １０ １ ２８３ （０ １１． ９ ． ０ ０ ０ Ａ Ｔ ３１ ９
ｎ ｅｉｇ ａ ｄＡｐ ｌ ａ ｏ ｓ２ １ ，７ １ ）９ －４ ｅｒｎ ｎ ｐ ｃ ｔ ｎ ，０ １４ （４ ：１９ ． ｉ ｉ
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｔｈ ｅ ｅ ｉ ｅ ｕ ｖ ｌｎ ｃｒｕ ｔ ｆ ＲＦ Ｄ ｓ ｓｅ ｎ ｔｎ ａ ｉ ｒ ｅ ｐ ｃ ｓ ａ ｋ ｏ ｏ ｓｄ ｒｔ ｎ ｆ ｅ ｖｒ ｎ ｅ ｔｌ ｔａ ｔ ｅ Ｔｈ ｖ ｎｎ ｑ ｉａｅ ｔ ｉｃ ｉ ｏ Ｉ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｎ ｆｅ ｓ ａ ｅ ｉ ｌｃ ｆ ｃ ｎ ｉ ｅａｉ ｏ ｎ ｉ ｍ ｎａ ｎ ｏ ｏ ｆｃｏ ｓ ｎ ｄ ａ ｓ ｉｃ ｉｓ ａａ ｉ ｃ ｏ ｏ ｅ ｔ． ｓｄ ｎ ｈ ｂ ｓｃ ｒｎ ｉｌ ｏ Ｉ ｎ ｄ ｎ ｔｎ ａ ｃ ｔ ｒｄ ｈ ｅ ｒ ａｌ ｍ ． ａ ｔｒ ａ ｔｇ ｃｒ ｕｔ ｐ ｒｓｔ ｃ ｍｐ ｎ ｎｓＢａｅ ｏ ｔｅ ａｉ ｐ ｉｔｐｅ ｆ ＲＦＤ ａ ａ ｅ ｎ ｓ ａｔ ｅ ｔ ｏｙ． Ｊ ｉ ｅ ｉ
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几路典型收/发机原理框图
射频技术
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几路典型收/发机原理框图
直接调制发射机原理框图 超外差发射接收机原理框图 数字中频发射机原理框图 超外差射频接收机原理框图 零中频射频接收机原理框图 数字中频接收机原理框图
射频技术
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(I)直接调制发射机原理框图
I
sinωc cosωc
I
ADC
Q
ADC
F R R F ce e iF v B e P rF G L F B N 1 P A G F F B BG 2 P P L 1 F F N G B A F M G P LF G I N B 1 X2 A P EG F R BG P L F F G iN B 1 2 A P G F i 1 N R R F F ce e i1 vle0 o r F R R g F ce eiver
Pout
PA ei(t)
A
eo (t )
Pin
理想线性放大器
描述一个系统（如接收机）内部噪声大小，可以用噪声 系数（NoiseFactor）F来表示，或者取其对数值，变成 噪声指数（NoiseFigure）ＮＦ。
由于接收机内部噪声的加入，会使得输出端的 信号噪声比降低，所以噪声系数Ｆ值一定大于１， 而噪声指数NF值则大于0dB
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NF
Psi Pso
射频技术
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III.混频器
射频技术
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混频器频谱分析
射频技术
SKLMMW
射频电路镜频抑制
射频技术
SKLMMW
典型混频器的指标
射频技术
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混频器的非线性失真
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IV.频率合成器
•频率合成器在通信系统中的应用
射频技术
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锁相式频率合成器原理框图
A类放大器具有最好的线性，但效率过低。A类放大器 的偏置使其工作在线性区域的中间部分，RF信号不可能超 出到非线性区域。但由于其效率低下，A类放大器一般避 免使用。此外还有AB类，B类，C类偏置放大器，这些放 大器通过使放大器工作在更接近截止电流的工作点上达到 较高的效率。
射频技术
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功放的非线性-理想线性特性
AMP
0/90
LPF
LPF Demod
IFLO
I
ADC
Q
ADC
射频技术
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(V)零中频射频接收机原理框图
RF BPF
LNA
LPF 0/90
LPF LO
I
ADC
Q
ADC
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(VI)数字中频接收机原理框图
RFBPF LNA
BPF
BPF
AM P
LO
ADC
混 频 器
数 字 低 通 滤 波 器
数 字 本 地 振 荡 器
DSP (解 调 器 )
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射频电路的典型单元
射频技术
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射频电路的典型单元
WCDMA移动终端收发信机框图超外差发射 机原理框图
低噪声放大器 混频器 频率合成器 WCDMA功率放大器
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I.WCDMA移动终端收发信机框图
Duplexer
LNA
IMG REJ Down Filter Convert
IF BPF
VGA
RFLO
0/90
LPF
LPF Demod
IFLO
0/90
LPF
Up
PA
RF BPF Convert
IF BPF IF AMP
LPF
Mod
I
ADC
Q
ADC
I
DAC
Q
DAC
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II.低噪声放大器
POU TPINGT
POU T PING1G2G3L 0dBm 2d3B 2d3B 2d3B 3dB 6d6B,m or3981W
P OU P T IG N L 1 G 2 G 3 1 m 2 W 2 0 20 0 20 0 40 0 W 00
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Pni Pno
输入端信噪比 输出端信噪比
NF(dB)10lgPPssoi
Pni Pno
射频技术
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噪声系数级连公式
0/90
LPF
RF BPF
LNA
IMG REJ Filter
RFLO
IF BPF
AMP
LPF Demod
IFLO
FcascaF d1eFG 2 11F G 31G 2 1 G 1G F 2i 1 Gi1 NcF asca1de l0oF gcascade
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———射频链路
பைடு நூலகம்
分贝的概念
分贝(dB)
(dB)10log(P/P r) (dB)20log(V/Vr)
功率（dBm）
射频技术
SKLMMW
•增益与衰减(dB)
Gain=200 or 23dB
射频技术
IL=0.5 or 3dB
SKLMMW
G T G 1 G 2 G 3 L 1 L 2 L 3
射频技术
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(III)数字中频发射机原理图
数字调 制器
DAC
IF BPF
RF BPF
PA
LO
优点：调制精度高，射频电路设计简单；
缺点：对基带要求较高，目前成本较高，功耗大。
射频技术
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(IV)超外差射频接收机原理框图
RF BPF
LNA
IMG REJ Filter
RFLO
IF BPF
Q
BPF
PA
优点：结构简单，器件少，成本低； 缺点：I/Q相位的幅度和相位不平衡不易调节，易造成
较大的载波泄漏和边带泄漏
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(II)超外差发射机原理框图
I
sinω1t
cosω1t
Q
IF BPF
RF BPF
PA
LO
优点：低频调制器具有更好的幅频特性；功放和本振有 很好的隔离；
缺点：所需元件多，增加噪声，增加发射机的复杂度、 体积、功耗和成本。
Fref 分频器 （R）
鉴相器
低通 滤波器
电压控制 Fout 振荡器
分频器 （N）
F R refFN OU T FOUTN RFref
射频技术
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频率合成器的相位噪声
射频技术
SKLMMW
射频技术
SKLMMW
V.WCDMA功率放大器
功率放大器是现代通信系统中非常重要的组成部分，收 发端的线性放大和频率变换是保证能够正确解调数字调制 信号的必要条件。现在通信系统均采用了QPSK,64QAM等 线性调制技术，这些调制方法对功放的非线性特性非常敏 感，因而对放大器有更高的线性要求，以避免对邻近信道 的干扰，保证调制的窄带特性。设计具有高度线性的宽带 功率放大器显得十分必要。