射频通讯RF基础二

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射频基础知识培训02

射频基础知识培训02
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无线电波的传播方式
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图示:①直射波 ②反射波 ③ ④绕射(衍射)波
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无线电波的衰落特性
自由空间的传播损耗
自由空间是一个理想的空间,在自由空间中,电波沿直线传播而不被吸收, 也不发生反射、折射、绕射和散射等现象。在下图所示的自由空间中,设在 原点0有一辐射源,均匀地向各方向辐射,辐射功率为Pt。能量均匀地分布 在以0点为球心,d为半径的球面上。已知球面的表面积为4πd2 ,因此,在 球面单位面积上的功率应为Pt/4πd2。若接收天线所能接收的在效面积为 A=λ2/4π,则接收机输入功率为:
波长
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微波的传播
无线电波的波长不同,传播特点也不完全相同。 目前wlan使用的频段属于微波。 微波的视距传播 微波的频率很高,波长较短,它的地面波衰减很快。 因此也不能依靠地面波作较远距离的传播,它主要是 由空间波来传播的。空间波一般只能沿直线方向传播 到直接可见的地方。在直视距离内超短波的传播区域 习惯上称为“照明区”。在直视距离内超短波接收装 置才能稳定地接收信号。
例如一个建筑物的高度为10米,在距建筑物200米处接 收的信号质量几乎不受影响,但在距建筑物100米处,接收信号场 强将比无高搂时明显减弱。这时,如果接收的是216~223兆赫 的电视信号,接收信号场强比无高搂时减弱16分贝,当接收670 兆赫的电视信号时,接收信号场强将比无高搂时减弱20分贝。如果 建筑物的高度增加到50米时,则在距建筑物1000米以内,接收 信号的场强都将受到影响,因而有不同程度的减弱。也就是说,频率 越高,建筑物越高、越近,影响越大。相反,频率越低,建筑物越矮、 越远,影响越小。
位:安培,A • 电感:线圈环绕着的东西,通常是导线,由于电磁感应

RF_射频电路基础

RF_射频电路基础
.tw/people/p_maxwell/index.html
1901年,Guglielmo Marconi 利用電磁波實現了橫跨大西 洋的無線通訊。
STUCC K.H. Cheng
1.1 射頻概念—IEEE 頻譜
頻段 ELF VF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF 頻率 波長 P L S C X Ku K Ka 毫米波 微米波 頻段 頻率 0.23~1GHz 1~2GHz 2~4GHz 4~8GHz 8~12.5GHz 12.5~18GHz 波長 30~130cm 15~30cm 7.5~15cm 3.75~7.5cm 2.4~3.25cm 1.67~2.4cm 30~300Hz 1000~10000km 300~3000Hz 3~30KHz 300k~3MHz 3~30MHz 30~300MHz 300M~3GHz 3~30GHz 30~300GHz 300~3000GHz 100~1000km 10~100km 1~10km 0.1~1Km 10~100m 1~10m 10~100cm 1~10cm 0.1~1cm
STUCC K.H. Cheng
/wiki/ARFCN
STUCC K.H. Cheng
1.2 射頻通信電路應用簡介
GSM900 頻段範圍 上行頻帶/MHz(手機發射) 下行頻帶/MHz(基地台發 射) 雙工間隔/MHz 佔用頻譜/MHz 通道數 ARFCN 同時用戶數 通道間隔 調變方式 數據傳輸速率 Bit rate持續期 P band 935~960 890~915 45 2X25 124 1~124 992 G1abnd 880~890 925~935 55 2X10 49 975~1023 392 200KHz GMSK(BXT)=0.3 270.88kbps 2.69uS GSM1800 Lband 1710~1785 1805~1880 95 2X75 374 512~885 2992

射频技术 基础

射频技术 基础
陳哲儀老師 Ch03-5/63
802.11b , 802.11g ISM band 802.11a
見下頁
元培資管系
陳哲儀老師
Ch03-6/63
8個RF頻帶
元培資管系
陳哲儀老師
Ch03-7/63
大氣層分為好幾層,也可簡單分為離子層與 對流層,無線通訊可利用這兩層。
元培資管系
陳哲儀老師
Ch03-8/63
繞射發生於傳送端與接收端之間有阻擋物,受 阻擋物壓縮使行進變慢,牽動整個波方向改 變,故感覺像繞過阻擋物。 在高頻時,繞射與反射與阻擋物之形狀與RF波 之大小、相位與極性有關。但較低頻時其波長 較長,比較接近實體物件大小,所以較容易產 生繞射。
Building
死角
陳哲儀老師 Ch03-25/63
元培資管系 陳哲儀老師 Ch03-29/63
基本RF線路
Mixer
濾波器
天線 傳送端
輸入 放大器
VCO
放大器
天線 接送端 濾波器 放大器
VCO
元培資管系 陳哲儀老師 Ch03-30/63
Mixer
濾波器 放大器
輸出
RF元件 – 放大器
將RF訊號放大 傳送端一般稱為HPA (High Power Amplifier) 接送端一般稱為LNA (Low Noise Amplifier)
當RF線路阻抗不匹配時,會發生VSWR現象。 阻抗表示阻擋電流通過之能力,單位為歐姆Ω 阻抗會造成部分的訊號回彈,且會使訊號在纜線上互相 抵銷。VSWR會造成回彈損失。 阻抗匹配:完美匹配 只要在VSWR在 1.4:1 以內則都不錯。 VSWR值過大會造成RF線路傳送之功率顯著下降,某些 未安置保護設計,如此回彈訊號甚至能燒壞傳送線路。 一般手機均有此保護設計。 為防止VSWR,所有的纜線、接頭、設備的阻抗均需相 同。

射频(RF)基础知识

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。

RF射频知识详细介绍

RF射频知识详细介绍

九、RF系统框图(上行链路—发射机):
GMSK调制器
GMSK 信号
IQ调制器
IQ 信号
TX VCO








射频PA
频率 合成 器
天线开关
天线
GMSK调制和IQ调制:
GSM使用一种称作0.3GMSK(高斯最小频移键控)的数字调制方式。 0.3表示高斯滤波器带宽与比特率之比。
GMSK是一种特殊的数字FM调制方式。给RF载波频率加上或者减去 67.708KHz表示1和0。使用两个频率表示1和0的调制技术记作FSK( 频移键控)。在GSM中,数据速率选为270.833kbit/sec,正好是RF 频率偏移的4倍,这样作可以把调制频谱降到最低并提高信道效率。 比特率正好是频率偏移4倍的FSK调制称作MSK(最小频移键控)。 在GSM中,使用高斯预调制滤波器进一步减小调制频谱。它可以降 低频率转换速度,否则快速的频率转换将导致向相邻信道辐射能量( 开关谱)。
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3kHz—30kHz
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30kHz—300kHz
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0.3MHz---3MHz
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3MHz---30MHz
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30MHz---300MHz
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300MHz—3GHz
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3GHz-----30GHz
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30GHz-----300GHz
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0.3THz----3THz
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3THz—30THz
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30THz----300THz
dB
dB是一个表征相对值的值,当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时,按下面计算公式:10lg (甲功率/乙功率) [例3] 甲功率比乙功率大一倍,那么10lg(甲功率/乙功率)=10lg2=3dB。也就是说,甲的功率比乙的 功率大3 dB。 [例4] 通常我们使用GSM900射频线损耗约为0.5dB。 [例5] 如果甲的功率为33dBm,乙的功率为27dBm,则可以说,甲比乙大6 dB。

RF_MW-2射频通信原理概述及术语释义

RF_MW-2射频通信原理概述及术语释义
噪声设计。 路漫漫其修远兮,
吾将上下而求索
级间匹配电路—第二级设计时兼顾第1级输入驻波比
第1级设计在最佳噪声匹配状态下,放大器输入驻波比一 定不很好。利用微波管反向传输系数s12有可能适当调正第 1微波管的输入反射系数o1,见图6-10中标注。反射系数 o1是
式中,1 = (Zin-Z0)/( Zin+Z0)是级间匹配电路输入反射系数 ;Z0 = 50。
图6-10 放大器的级间匹配电路
由于级间匹Z配in =电Z路T1是* 电抗性匹配,它的输入和输出必然同时达 到共轭匹配Z。out = ZT2*
如果级间电路是第1级微波管后面的电路,除了增益匹配之外, 对它还有两个要求:
(1)按低噪声设计,使第2级要有足够低的噪声
(2)要兼顾第1级输入驻波比。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
电路设计原则
•在优先满足噪声小的前提下,提高电路增 益,即根据输入等增益圆、等噪声圆,选取
合适的S ,作为输入匹配电路设计依据。
•输出匹配电路设计以提高放大器增益为主 ,
• out = Z0 ( L = 2*)
•满足稳定性条件
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
电路设计——基本电路模块
当输入匹配电路不能使信源反射系数S和最
佳反射系数opt(噪声系数最小时的反射系数 )相等时,放大器噪声将增大。由于S是复数 ,不同的S值有可能得到相同的噪声系数,在 圆图上噪声系数等值线为一圆,叫等噪声圆。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
在圆图上表示噪声和增益——等噪声圆和等增益圆
等噪声源、等增益圆是我们设计输入输出匹配电路,尤其 路漫漫其修远兮, 输入匹配电路的依据。

射频微波基础知识

射频微波基础知识

射频微波基础知识射频简称RF射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称。

每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流,大于10000次的称为高频电流,而射频就是这样一种高频电流。

有线电视系统就是采用射频传输方式的。

在电子学理论中,电流流过导体,导体周围会形成磁场;交变电流通过导体,导体周围会形成交变的电磁场,称为电磁波。

在电磁波频率低于100khz时,电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输,但电磁波频率高于100khz时,电磁波可以在空气中传播,并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力,我们把具有远距离传输能力的高频电磁波成为射频,英文缩写:RF一、射频和微波技术基础知识1、什么是射频?射频(RF)是指无线通信系统中使用的电磁频率范围。

它涵盖了广泛的频率范围,通常从3kHz(千赫)到300GHz(千兆赫)。

射频信号的特点是能够长距离传播并穿过障碍物,这使其成为各种通信应用的理想选择。

2、微波频率微波是射频频率的一个子集,频率范围为300MHz(兆赫)到300GHz。

虽然微波仍然是像射频一样的电磁波,但它们具有更短的波长,这在特定应用中提供了某些优势,例如高数据传输速率和精确成像能力。

二、射频和微波技术的应用1、无线通信射频和微波技术最突出的应用之一是在无线通信系统中。

从简单的无线电传输到复杂的蜂窝网络,射频技术使移动设备上的语音通话、短信、互联网浏览和视频流成为可能。

此外,Wi-Fi网络、蓝牙连接和其他无线协议依赖RF信号进行无缝数据交换。

2、卫星通信卫星通信严重依赖微波频率。

地球静止轨道或近地轨道卫星利用微波远距离传输电视信号、互联网数据和电话,确保在传统通信基础设施有限,或无法使用的偏远地区实现全球连接。

3、雷达系统微波雷达系统对各种应用至关重要,包括空中交通管制、天气监测和军事防御。

雷达使用微波脉冲来探测物体的存在、距离和速度,从而进行精确的跟踪和分析。

4、医疗应用射频和微波技术在医学领域有着重要的应用,例如磁共振成像(MRI)和微波消融。

射频基础二级工程师考试题及答案

射频基础二级工程师考试题及答案

射频基础二级工程师考试题及答案射频基础考试题(共100分)分支机构名称:员工姓名:得分:一.填空题(共40分)< 每题2分>1.移动通信射频指的是VHF(米)波和UHF(分米)波波段;2.1G指的TACS 制式,2G指的GSM900/1800 和CDMA800 制式;3G指的TD-SCDMA制式、WCDMA制式和CDMA2000制式;3.GSM手机发射功率2W为33 dBm,基站输出功率46dBm为40W;4.GSM规范中,最大时间提前量TA=63bit,推算小区覆盖半径为35Km;5.G网设计中选用BCCH信道作为发射参考功率,通常该信道不进行功率控制;6.GSM中射频调制采用GMSK调制,EDGE采用8PSK调制7.移动通信电波在自由空间中传播是扩散损耗,在金属表面传播由于趋肤效应会产生热损耗;8.两个载频f1和f2,其三阶互调产物公式为2f1-f2和2f2-f1。

9.半波偶极子天线增益2.1 dBi,.或0 dBd10. 当基站天线增益相同时,频率越低其天线长度越长。

11.电压驻波比越大反射损耗越小。

12、GSM规范中,工程上同频干扰保护比C/I≥(12 )13、GSM规范中,每个TDMA定义为一个载频,每载频包含(8 )个信道,每载波间隔为(200 )KHZ。

14、GSM系统跳频有(射频跳频)(基带跳频)两种方式。

15、WCDMA载波宽度为(5)MHZ。

16、3G支持的高速运动、步行和室内环境的数据业务最高速率分别为(144Kbit/S、384 Kbit/S、2 Mbit/S )。

17、TD-SCDMA系统是一个(TDD )双工系统。

18、某设备带外杂散指标为-67 dBm/100kHz,则相当于(-64 )dBm/200kHz。

19、通信系统中采用的“先建立,后断开”的切换方式称为(软切换),“先断开,后建立” 的切换方式称为(硬切换)。

20、由于衰落具有频率、时间和空间的选择性,因此分集技术主要包括(空间分集)、(频率分集)、(时间分集)和(极化分集)。

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- CC112x Used !
14
Practical Range Estimation - Range Testing CC112x in Cape Town – 868 MHz, 14dBm, 1.2kbps
VSWR 1 S11dB 20log() 20log VSWR 1
Forward Power (PFWD) ZTx S11 ZAntenna Reflected Power (PREF)
8
Adding an antenna – 4. Antenna Directivity / Gain
*2
6
Adding an antenna – 2. Antenna Bandwidth
Properly designed antenna’s should cover the range of frequencies over which the antenna can operate correctly with sufficient bandwidth.
4
Adding an antenna – Major Antenna Parameters effecting Range Distance
2. Bandwidth (BWTX) 3. Efficiency (TX) 4. Directivity (DTX)
2. Bandwidth (BWRX) 3. Efficiency (RX) 4. Directivity (DRX)
RF Basics II
Richard Wallace
1
RF Basics II
• RF Basics I covered the following topics:
– – – – – Output Power Sensitivity Level Operating Frequency Blocking / Selectivity Regulatory Requirements
2
Adding an antenna – Basic Function of an Antenna
• Transmit mode: Transform RF signals into electromagnetic waves, propagating into free space
Receive mode: Transform electromagnetic waves into RF signals

Gain, G. is the maximum radiation beam of the highest beam. This parameter takes into account VSWR mismatch and energy losses.
– Important to remember that antennas do not amplify RF. Since antennas cannot create energy, the total power radiated is the same as an isotropic antenna. Any additional energy radiated in the directions it favors is offset by equally less energy radiated in all other directions. IEEE Gain Definition: GIEEE = Radiated Power / Delivered Power = O D
BW = 100 ( (FH – FL) / FC)
S11
5
VSWR
3
2
-9.5 dB
1.5
• There is a direct relationship between Q and bandwidth
1
Frequency fL fH fc
fH fL Q fc
7
Adding an antenna – 3. Radiation Efficiency (r) & Overall Efficiency (O)
• RF Basics II will show the impact of the previously covered topics in a typical compact wireless product and cover additional topics:
– Adding an antenna – Practical Range Expectation with Real Life Test Example – Choosing the optimum ISM band
Adding an antenna – 1. Mismatch and VSWR
Forward Power (PFWD) ZTx ZAntenna Reflected Power (PREF)
Output Power delivered to antenna
S11
*1 *3
*2
*4
*1 *3 (S11) *4
915 MHz 868 MHz 433 MHz
315 MHz
169 MHz
23.8
44.4
9.4
17.5
Balance between operating frequency and available board space for antenna and GND.
• Lower frequency increases the range
12
Practical Range Estimation - Range Testing CC112x in Cape Town – 868 MHz, 14dBm, 1.2kbps Transmit antenna (2.2dB: GTX) Direct transmission
Receive antenna (2.2dB: GRX)



Directivity, D. Antenna directivity is usually measured in dBi, or decibels above isotropic sphere antenna.
The directional antenna has a maximum directivity greater than 0dB.

TX
RX Range
Hale Waihona Puke OBS: The antenna is a key component for
the successful design of a wireless communication system.
3
Adding an antenna – Not a broadband 50 ohm impedance
10
Adding an antenna – 5. Frequency “v” Size “v” Antenna Efficiency
λ/4 (cm) 3.1 8.2 8.6 17.3 λ/4 (inch) 1.2 3.2 3.4 6.8
Frequency 2.4 GHz
Antenna Feed Ground Plane
– Theoretically, reducing the frequency by a factor of two doubles the range (line of sight)
• Lower frequency increases the antenna size
– Lower frequency requires a larger antenna (larger wavelength). – For a limited board size, lowering the frequency decreases radiated efficiency.
Current Voltage Power
/4
*1
/4 *1
Antenna Feed
/4
Ground Plane
All monopole antennas are derivatives of a simple dipole where one ¼ wavelength radiator is in air and one ¼ wavelength radiator is imaged into the GND and serves as the second radiator.
hTX : 1000m TX
Reflection law Θi=Θr Θi
Reflected transmission
Θr
hRX: 1m RX
d?
Link Budget = Output Power + Transmit Antenna gain (GTX) + Receiver Antenna gain (GRX) – Sensitivity Link Budget = 14 + 2 + 2 – 120 = 138 dB

Resonance Frequency is the electrical resonance is related to the electrical length of the antenna. Polarization the direction of the electric field to the electromagntic wave.
1. Mismatch (ZTX)
PFWD PREF
PRAD
PRAD
1. Mismatch (ZRX)
PFWD RX PREF
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