射频(rf)器件基础知识培训
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射频基础知识培训课件知识
功率相关概念
信号的峰值功率、平均功率和峰均比PAR 解释：很多信号从时域观测并不是恒定包络,而是如下面图形所示.峰值功率即是指以某种概率出现的肩峰的瞬态功率.通常概率取为0.01%.
功率相关概念
功率相关概念
信号的峰值功率、平均功率和峰均比PAR 解释：平均功率是系统输出的实际功率.在某个概率下峰值功率跟平均功率的比就称为在某个概率下的峰均比,如PAR=9.10.1%,各种概率下的峰均比就形成了CCDF曲线（互补累积分布函数）. 在概率为0.01%处的PAR,一般称为CREST因子.
噪声相关概念
相位噪声 相位噪声是用来衡量本振等单音信号频谱纯度的一个指标,在时域表现为信号过零点的抖动.理想的单音信号,在频域应为一脉冲,而实际的单音总有一定的频谱宽度,如下面所示.一般的本振信号可以认为是随机过程对单音调相的过程,因此信号所具有的边带信号被称为相位噪声.相位噪声在频域的可以这样定量描述：偏离中心频率多少Hz处,单位带宽内的功率与总信号功率相比.
1dB压缩点 例如一个射频放大器,当输入信号较小时,其输出与输入可以保证线关系,输入电平增加1dB,输出相应增加1dB,增益保持不变,随着输入信号电平的增加,输入电平增加1dB,输出将增加不到1dB,增益开始压缩,增益压缩1dB时的输入信号电平称为输入1dB压缩点,这时输出信号电平称为输出1dB压缩点.如下图：
无线通信的电磁波传输
长波（低频LF）传播 长波是指波长1公里~10公里（频率为30~300kHz）的电磁波.其可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）. 中波（中频MF）传播 中波是指波长100米~1000米（频率为300~3000kHz）的电磁波.中波可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）.中波沿地表面传播时,受地表面的吸收较长波严重.中波的天波传播与昼夜变化有关.
信号的峰值功率、平均功率和峰均比PAR 解释：很多信号从时域观测并不是恒定包络,而是如下面图形所示.峰值功率即是指以某种概率出现的肩峰的瞬态功率.通常概率取为0.01%.
功率相关概念
功率相关概念
信号的峰值功率、平均功率和峰均比PAR 解释：平均功率是系统输出的实际功率.在某个概率下峰值功率跟平均功率的比就称为在某个概率下的峰均比,如PAR=9.10.1%,各种概率下的峰均比就形成了CCDF曲线（互补累积分布函数）. 在概率为0.01%处的PAR,一般称为CREST因子.
噪声相关概念
相位噪声 相位噪声是用来衡量本振等单音信号频谱纯度的一个指标,在时域表现为信号过零点的抖动.理想的单音信号,在频域应为一脉冲,而实际的单音总有一定的频谱宽度,如下面所示.一般的本振信号可以认为是随机过程对单音调相的过程,因此信号所具有的边带信号被称为相位噪声.相位噪声在频域的可以这样定量描述：偏离中心频率多少Hz处,单位带宽内的功率与总信号功率相比.
1dB压缩点 例如一个射频放大器,当输入信号较小时,其输出与输入可以保证线关系,输入电平增加1dB,输出相应增加1dB,增益保持不变,随着输入信号电平的增加,输入电平增加1dB,输出将增加不到1dB,增益开始压缩,增益压缩1dB时的输入信号电平称为输入1dB压缩点,这时输出信号电平称为输出1dB压缩点.如下图：
无线通信的电磁波传输
长波（低频LF）传播 长波是指波长1公里~10公里（频率为30~300kHz）的电磁波.其可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）. 中波（中频MF）传播 中波是指波长100米~1000米（频率为300~3000kHz）的电磁波.中波可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）.中波沿地表面传播时,受地表面的吸收较长波严重.中波的天波传播与昼夜变化有关.
RF基础知识培训
RF基础知识培训
首先介绍RF含义，即Radio Frequency, RF通常作为发射有用信号的载波。
能够产生并发射RF信号产品通常称为有意辐射体。
无线产品一般分为发射机和接收机或发射接收机。
1．电磁波波段的划分和常用的传输媒质
2．通信系统的组成：发送端(发射机)、接收端（接收机）和信道（包含干扰源）
3．与测试有关的概念及常用单位
4．电波传播途径：通过空间辐射和导线传导，无线电波传播主要以空间辐射来传播。
5. 产品与认证
举例说明
6. 申请认证所需提交的技术资料
申请FCC ID（Identification）所需要提交的技术资料：1）原理图（Schematic Diagram）
2）线路描述（Circuit Description）
3）方框图( Block Diagram )
4）原材料清单(Bill Of Material )
5）技术规格书( Technical Specification )
6）用户说明书( User manual )
申请LOO（Letter of Opinion）所需要提交的技术资料：1）技术规格书( Technical Specification )
2）用户说明书( User manual )
7. 主波、谐波和杂散的概念
8. RF 产品测试频率的选择：
T able-T est Frequency。
射频(RF)基础知识
●什么是RF？答：RF 即Radio frequency 射频，主要包括无线收发信机。
2. 当今世界的手机频率各是多少（CDMA，GSM、市话通、小灵通、模拟手机等）？答：EGSM RX: 925-960MHz, TX:880-915MHz；CDMA cellular(IS-95)RX: 869-894MHz, TX:824-849MHz。
3. 从事手机Rf工作没多久的新手，应怎样提高？答：首先应该对RF系统(如功能性)有个系统的认识，然后可以选择一些芯片组，研究一个它们之间的连通性(connectivities among them)。
● 4. RF仿真软件在手机设计调试中的作用是什么？答：其目的是在实施设计之前，让设计者对将要设计的产品有一些认识。
5. 在设计手机的PCB时的基本原则是什么？答：基本原则是使EMC最小化。
6. 手机的硬件构成有RF/ABB/DBB/MCU/PMU，这里的ABB、DBB和PMU等各代表何意？答：ABB是Analog BaseBand，DBB是Ditital Baseband，MCU往往包括在DBB芯片中。
PMU是Power Management Unit,现在有的手机PMU和ABB在一个芯片上面。
将来这些芯片(RF,ABB,DBB,MCU,PMU)都会集成到一个芯片上以节省成本和体积。
7. DSP和MCU各自主要完成什么样的功能？二者有何区别？答：其实MCU和DSP都是处理器，理论上没有太大的不同。
但是在实际系统中，基于效率的考虑，一般是DSP处理各种算法，如信道编解码，加密等，而MCU处理信令和与大部分硬件外设（如LCD等）通信。
8. 刚开始从事RF前段设计的新手要注意些什么？答：首先，可以选择一个RF专题，比如PLL，并学习一些基本理论，然后开始设计一些简单电路，只有在调试中才能获得一些经验，有助加深理解。
9. 推荐RF仿真软件及其特点？答：Agilent ADS仿真软件作RF仿真。
射频器件基础知识培训PPT共77页
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
Байду номын сангаас
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
射频器件基础知识培训
1、 舟 遥 遥 以 轻飏， 风飘飘 而吹衣 。 2、 秋 菊 有 佳 色，裛 露掇其 英。 3、 日 月 掷 人 去，有 志不获 骋。 4、 未 言 心 相 醉，不 再接杯 酒。 5、 黄 发 垂 髫 ，并怡 然自乐 。
▪
谢谢！
77
射频基础知识讲座培训材料
• 收发信机（TRX） • 功放（PA） • 天馈子系统（RFE+
收发信机（TRX）：
有TX、RX、FS三个子模块
TX：
发射链路
RX：
接收链路
FS：
提供本振 专业课
8
基站射频系统的基本组成与架构 TX前向功能框图
TX_IN TX-LO1
SAW Filter TX-LO2
双 工滤 波器
发射 功 率检 测
功 率监 测单 元
(可 选）
RFC M
L NA
4分 路器
TE ST TR X
H PA
TRX
(可 选）
RFC M
95 RFE功专能业课 框图
17
基站射频系统的基本组成与架构
BTM
RPT
DIV
LNA1
ANT
RSM
LNA0
DUP
LPA
PVD
TSM
RMM
3G RFE功专业能课 示意框图 18
• 混频 RF
IF LO
• 滤波
• 频综
• 耦合
• 检测（功率）
专业课
60
射频电路的基本功能部件
• 耦合 ▽微带耦合 ▽同轴耦合 ▽电阻耦合
专业课
61
射频电路的基本功能部件
• 耦合器的主要参数 ▽耦合度 ▽工作频率 ▽阻抗 ▽插损
专业课
TX Freq.(MHz)
869~894
1930~1990
917~960
832~834
838~846
860~870
1840-1870
460~467.5
421.7~430.0
461.3~470.0
489~493.5
收发信机（TRX）：
有TX、RX、FS三个子模块
TX：
发射链路
RX：
接收链路
FS：
提供本振 专业课
8
基站射频系统的基本组成与架构 TX前向功能框图
TX_IN TX-LO1
SAW Filter TX-LO2
双 工滤 波器
发射 功 率检 测
功 率监 测单 元
(可 选）
RFC M
L NA
4分 路器
TE ST TR X
H PA
TRX
(可 选）
RFC M
95 RFE功专能业课 框图
17
基站射频系统的基本组成与架构
BTM
RPT
DIV
LNA1
ANT
RSM
LNA0
DUP
LPA
PVD
TSM
RMM
3G RFE功专业能课 示意框图 18
• 混频 RF
IF LO
• 滤波
• 频综
• 耦合
• 检测（功率）
专业课
60
射频电路的基本功能部件
• 耦合 ▽微带耦合 ▽同轴耦合 ▽电阻耦合
专业课
61
射频电路的基本功能部件
• 耦合器的主要参数 ▽耦合度 ▽工作频率 ▽阻抗 ▽插损
专业课
TX Freq.(MHz)
869~894
1930~1990
917~960
832~834
838~846
860~870
1840-1870
460~467.5
421.7~430.0
461.3~470.0
489~493.5
RF射频技术培训教材
2.412~2.472GHz（欧洲） 2.471~2.497GHz（日本）
• WLAN(802.11g) 2.41~2.497GHz 2.41~2.462GHz(北美）
2.412~2.472GHz（欧洲）
射频常用的基本器件
• 电容、电感 射频用到的电容容量并不大， 多数都是<180pF（如我们公司产品射频部 分多数都是0.5pF、1pF、4.7pF、10pF等 等），和电容一样，电感的感量也不大， 通常也是在nH级别，它们的封装不大于 1210,而我们用得最多的是0603和0402两种 封装。但是射频电路用的电容和电感与普 通用的电容和电感不同，它们除了精度要
射频技术讲座
（基础知识篇）
主讲：蔡显华
5/11/2020
1
一、无线电波
目录
二、无线电收发机
三、无线电波的频率与应用划分
四、射频基本元器件
五、常用的基本单位
六、射频器件的焊接与静电防护知识
七、射频仪器安全使用保护
5/11/2020
2
一、无线电波
• 无线电波是一种肉眼看不到，用手摸不着，但又确实存在的东西。 • 我们可以通过专用的接收设备方式来感觉到无线电波的存在，如：我
： • dBm和W的对应关系表
• dBc也是一个表示功率相对值的单位 ,与dB 的计算方法完全一样 。一般来说，dBc 是相 对于载波（Carrier）功率而言 ，在许多情 况下，用来度量与载波功率的相对值，如
用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交
调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等 的相对量值。 在采用dBc的地方，原则上也 可以使用dB替代。
射频器件焊接 • 焊接前确保要做好防静电措施 • 器件拿取使用绝缘无感镊子 • 电烙铁外表金属要接地 • 保证器件的接地管脚已经完全接地 • 注意焊盘的位置，尽可能做到平整 • 焊好后注意清洁
• WLAN(802.11g) 2.41~2.497GHz 2.41~2.462GHz(北美）
2.412~2.472GHz（欧洲）
射频常用的基本器件
• 电容、电感 射频用到的电容容量并不大， 多数都是<180pF（如我们公司产品射频部 分多数都是0.5pF、1pF、4.7pF、10pF等 等），和电容一样，电感的感量也不大， 通常也是在nH级别，它们的封装不大于 1210,而我们用得最多的是0603和0402两种 封装。但是射频电路用的电容和电感与普 通用的电容和电感不同，它们除了精度要
射频技术讲座
（基础知识篇）
主讲：蔡显华
5/11/2020
1
一、无线电波
目录
二、无线电收发机
三、无线电波的频率与应用划分
四、射频基本元器件
五、常用的基本单位
六、射频器件的焊接与静电防护知识
七、射频仪器安全使用保护
5/11/2020
2
一、无线电波
• 无线电波是一种肉眼看不到，用手摸不着，但又确实存在的东西。 • 我们可以通过专用的接收设备方式来感觉到无线电波的存在，如：我
： • dBm和W的对应关系表
• dBc也是一个表示功率相对值的单位 ,与dB 的计算方法完全一样 。一般来说，dBc 是相 对于载波（Carrier）功率而言 ，在许多情 况下，用来度量与载波功率的相对值，如
用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交
调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等 的相对量值。 在采用dBc的地方，原则上也 可以使用dB替代。
射频器件焊接 • 焊接前确保要做好防静电措施 • 器件拿取使用绝缘无感镊子 • 电烙铁外表金属要接地 • 保证器件的接地管脚已经完全接地 • 注意焊盘的位置，尽可能做到平整 • 焊好后注意清洁
RF射频技术培训教材报告
10/12/2018
5
无线电收发机
• 发射机 信号经过调制后放大，再通过天线 向四周发身无线电波。
10/12/2018
6
• 接收机 用天线来接收周围的无线电波信号， 再通过检波器把信号解调出来。
10/12/2018
7
• 最简单的接收机
10/12/2018
8
无线电频率划分与应用
• • • • • • • • • • • ELF（极低频） VF（音频） VLF（甚低频） LF（低频） MF（中频） HF（高频） VHF（甚高频） UHF（特高频） SHF（超高频） EHF（极高频） 亚毫米波 30~300Hz 300～3000Hz 3~30KHz 30～300KHz 300~3000KHz 3~30MHz 30~300MHz 300~3000MHz 3~30GHz 30~300GHz 300~3000GHz
射频常用的基本器件
• 电容、电感 射频用到的电容容量并不大 ，多数都是<180pF（如我们公司产品射频 部分多数都是0.5pF、1pF、4.7pF、10pF 等等），和电容一样，电感的感量也不大 ，通常也是在nH级别，它们的封装不大于 1210,而我们用得最多的是0603和0402两种 封装。但是射频电路用的电容和电感与普 通用的电容和电感不同，它们除了精度要 求高之外，最主要的是要有很高的Q值。
• dBm就是射频信号功率单位，表示放大器输出的功率，是一个考征功 率绝对值的值，公式：dBm=10logmW • dBm和W的对应关系表：
• dBc也是一个表示功率相对值的单位 ,与dB 的计算方法完全一样 。一般来说，dBc 是 相对于载波（Carrier）功率而言 ，在许多 情况下，用来度量与载波功率的相对值， 如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、 交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散 等的相对量值。 在采用dBc的地方，原则 上也可以使用dB替代。 • 通常是由频谱仪直接测量读数。
RF射频技术培训教材课件
• 实物图
电容、电感
放大管
• 放大管主要用来放大射频信号，它与电压、 电流、频率、放大倍数、输入输出功率等 有关。
射频开关
• 射频开关 用来控制转换射频信号的传输方 式，通常是由电压的高低来控制的。
滤波器
• 滤波器主要用来过滤频率，只允许有用的 频率通过，滤除或衰减其他没用的频率。
隔离器
• 主要用对信号输出进行隔离，它具有方向 性，只允许信号通过，不许信号返回。
• 我们都听说过静电，那到底什么是静电呢？ • 静电（Electrostatic）就是物体表面过剩或不足的
静止电荷。静电是一种电能，它留存于物体表面： 静电是正电荷和负电荷在局部范围内失去平衡的 结果：静电是通过电子或离子的转移而形成的。
• 静电是无处不在的，它会随着环境、空间和时间 的转移而改变。
• 其实很多静电问题都是由于人们没有ESD（静电放电）意 识而造成的，即使现在也有很多人怀疑ESD会对电子产品
静电损害
• 静电的基本物理特性为：吸引或排斥，与大地有电位差， 会产生放电电流。
• 静电的基本物理特性对器件的影响： 1．静电吸附灰尘，降低元件绝缘电阻（缩短寿命）。 2．静电放电破坏，使元件受损不能工作(完全破坏)。 3．静电放电电场或电流产生的热，使元件受伤（潜在损 伤）。 4．静电放电产生的电磁场幅度很大（达几百伏/米）频谱 极宽（从几十兆到几千兆），对电子产器造成干扰甚至损 坏（电磁干扰）
们用收音机收听的广播、电视节目、手机打电话等。 • 无线电波传输速度是非常快的，达到30万公里/秒。 • 无线电波的传输方式：
1）地波，这是沿地球表面传播的无线电波。 2）天波，也即电离层波 ，无线电波进入电离层时其方向会发生改变， 出现“折射” 。 3）空间波，由发射天线直接到达接收点的电波，被称为直射波。 4）散射波，当大气层或电离层出现不均匀团块时，无线电波有可能被 12/23/2023这些不均匀媒质向四面八方反射，使一部分能量到达接收点，这就是 2
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2020/7/27
射频器件基础知识
22
射频电路基础 ——功率
• 射频信号的功率常用dBm、dBW表示， 它与mW、W的换算关系如下：
• 例如信号功率为x W，利用dBm表示时其大 小为： p ( d ) 1 l x 1 B o 0 0 g m
1
• 例如：1W等于30dBm，等于0dBW。
2020/7/27
射频器件基础知识
18
线性与非线性
• 线性失真：信号波形的等比例的放大、 缩小、相位移动等变化
• 非线性失真：信号波形的不等比例的放 大、缩小、相位移动等变化
2020/7/27
射频器件基础知识
19
非线性失真的主要指标
• 非线性失真的主要指标
• IMD3 • IP3 • P1dB
2020/7/27
2
射频电路基础 ——阻抗
• 阻抗的定义 • 特征阻抗 • 端口阻抗 • 反射系数与驻波系数 • 阻抗匹配
2020/7/27
射频器件基础知识
3
阻抗的定义
• 射频电路中阻抗的概念有很多，对于器 件有器件阻抗，对于2端口网络有输入阻 抗和输出阻抗，对于传输线有特性阻抗
2020/7/27
射频器件基础知识
2020/7/27
射频器件基础知识
11
噪声与干扰
• 噪声可分为自然的和人为的噪声
• 自然噪声有热噪声、散粒噪声和闪烁噪声等
• 人为噪声有交流噪声、感应噪声和接触不良 噪声等
• 干扰一般来自于外部，也分为自然的和 人为的干扰
• 自然干扰有天电干扰、宇宙干扰和大地干扰 等
• 人为干扰主要有工业干扰和无线电台干扰
4
特征阻抗
• 特征阻抗是微波传输线的固有特性，可以理解 为传输线上入射电压波与入射电流波之比。
• 对于TEM波传输线，特征阻抗又等于单位长度 分布电抗与导纳之比。无耗传输线的特征阻抗 为实数，有耗传输线的特征阻抗为复数。
2020/7/27
射频器件基础知识
5
2020/7/27
射频器件基础知识
6
端口阻抗
• 我们分析阻抗和阻抗匹配问题的目的就在于使电路中 任意一个参考平面向源端和向负载端的阻抗相等，从 而使信号完全通过该参考面，不发生反射。如果对于 某参考面2端阻抗不等则会产生反射现象形成驻波。见 下图：在参考面A处
• 情况1：阻抗连续，没有反射，传输线上各点电压相等， 形成行波
• 情况2：阻抗跳变，发生反射，形成驻波 • 情况3：短路或开路发生全反射
射频器件基础知识
20
非线性失真的主要指标 ——IMD3
• 三阶交调（IMD3）
• 三阶交调（双音三阶交调）是用来衡量非线 性的一个重要指标
IMD3
三阶交调常用dBc表 示，即交调产物与主 输出信号的比
三阶交调 五阶交调
2020/7/27
射频器件基础知识
21
非线性失真的主要指标 ——IP3、P1dB
• IP3
• 任一微波单元电路，输入信 号增加1dB，输出三阶交调 产物将增加3dB，这样输入 信号电平增加到一定值时， 输出三阶交调产物与主输出 信号相等，这一点称为三阶 截止点
• PndB
• ndB压缩点用来衡量电路输 出功率的能力
• 当输入信号较小时，其输出 与输入可以保证线性关系， 随着输入信号电平的增加， 输入电平增加1dB，输出将 增加不到1dB，增益开始压 缩，增益压缩ndB时的输入 信号电平称为输入ndB压缩 点
他端口引起的输出，实部表示功率电平，虚部表示相位
2020/7/27
射频器件基础知识
16
2端口网络的S参数
• S11为放大器的输入 反射系数
• S21为放大器的增益 • S22为放大器的输出
反射系数 • S12为放大器的反向
隔离度
2020/7/27
射频器件基础知识
17
射频电路基础 ——非线性失真
• 什么是线性失真？ • 什么是非线性失真？ • 非线性失真的主要指标
射频器件基础知识
9
射频电路基础 ——噪声
• 什么是噪声？ • 噪声与干扰 • 噪声因子与噪声系数
2020/7/27
射频器件基础知识
10
什么是噪声？
• 信号中所有的无用成分都称为噪声干扰 • 任何射频电子系统都是在噪声与干扰环境下工
作的，射频电子系统的任务之一是与噪声及干 扰作斗争，尽可能减小系统本身产生的噪声， 尽可能在传递信号、处理信号的过程中使信噪 比的恶化降到最小，这是设计射频电子系统首 要考虑的问题。
射频器件基础知识
14
射频网络
• 射频设计中所指的网络为具有固定输入和输出 关系的一段电路，网络有N个输入输出接口就 叫N端口网络
2020/7/27
射频器件基础知识
15
S参数
• 对N网络进行分析需要常用网络参数。如Z参数，A参数， Y参数，S参数等
• S参数的物理意义最明显，因此分析中使用最广泛 • S参的物理意义在于从某个端口输入一定的功率后在其
A Zl
2020/7/27
射频器件基础知识
Zo
7
反射系数与驻波系数
• 反射系数：
• 定义为反射信号电压电平
与入射信号电压电平之比
A
ZlZo
Zl
ZlZo
• 驻波系数：
• 定义为射频信号包络的最
Zo
大值与射频信号包络的最
小值之比
1
VSWR
1
2020/7/27
射频器件基础知识
8
阻抗匹配
2020/7/27
射频器件基础知识
目录
• 射频电路基本概念
• 阻抗 • 噪声 • S参数 • 非线性失真 • 功率
• 射频器件基础知识
（主要功能、关键指标、 内部结构、工作原理）
• 射频放大器 • 射频开关 • 射频衰减器 • 功分器、耦合器 • 环形器、隔离器 • 混频器 • 滤波器
2020/7/27
射频器件基础知识
2020/7/27
射频器 噪声系数决定了接收灵敏度的好坏，是用 来衡量射频部件对小信号的处理能力
•
噪声因子与噪声系数 Nf
• 噪声因子用Nf（或F）表示，定义为：
S in S out N in
N out
即输入信噪比与输出信噪比的比值，表示信噪
比恶化的情况
• 噪声系数用NF表示，定义为：Nd F B 1l0o N g f
• 噪声的级联公式： N 总 N 1 N G 2 1 1 . G 1 G N 2 n . G 1 n 1 .
G 1 、 N F 1
G 2 、 N F 2
G n 、 N F n
2020/7/27
射频器件基础知识
13
射频电路基础 ——S参数
• 射频网络： • S参数 • 2端口网络的S参数
2020/7/27