第14章射频电路与系统测试技术无线通信射频电路技术
通信电子所涉及的无线射频技术
通信电子所涉及的无线射频技术通信电子领域的无线射频技术是一项非常重要的技术，是许多现代化通信设备和技术的关键。
无线通信技术随着时代的进步和技术的创新迅猛地发展，无线射频技术也经历了从简单、传统的无线电技术到复杂、高效、智能的发展历程。
一、什么是无线射频技术无线射频技术是指在不用任何导线或电缆连接的情况下，实现信息的传输和接收的技术。
无线射频技术广泛应用于通信系统中，包括移动通信、卫星通信、广播电视、家庭无线网络、无线局域网、航空航天和军事通信等领域。
无线射频技术的核心在于频谱技术，其主要思路是通过无线电频率的调制和解调实现信号的传输和接收。
无线射频技术不仅涉及到模拟信号的处理，同时也涉及到数字信号的处理。
随着数字技术的进步和集成电路的发展，无线射频技术越来越智能化和高效化。
二、无线射频技术的发展从无线电技术到无线通信技术，各种无线射频技术的发展历程充满了惊人的变化和创新。
今天的无线射频技术已经非常简单和智能，而且在可靠性、效率、安全性和灵活性方面都得到了巨大的发展和进步。
1. 传统无线电技术传统的无线电技术是指利用无线电波进行通信的技术。
这种技术主要是依靠电离层的反射和散射实现信号的传输和接收。
但是，由于电离层的不稳定性和天气等因素的影响，这种技术在实际应用中存在着很大的问题。
2. 数字无线电技术数字无线电技术是指利用数字信号进行通信的技术。
这种技术主要是利用数字信号处理和压缩技术，实现对信号的编码和解码。
数字无线电技术具有很高的效率和可靠性，同时还可以通过数字信号处理实现信号的优化和降噪，提高信号质量。
3. 载波通信技术载波通信技术是一种利用无线电波作为媒介，使高频振荡器产生的电磁波通过天线向空间发射，然后被接收机接收并转换成原有的信号的传输技术。
这种技术可以克服传统无线电技术的电离层干扰的问题，能够实现更高质量的信号传输和接收。
4. 多信道通信技术多信道通信技术是指同时利用多个信道来传输不同的信息的技术。
RF射频电路设计与测试
重要参数
工作频率
射频电路的工作频率决定了其通信带宽和传输距 离。
线性度
射频电路的线性度决定了其信号处理的精度和失 真程度，影响通信质量。
ABCD
灵敏度
射频电路的灵敏度决定了其接收微弱信号的能力 ，直接影响通信距离和抗干扰能力。
噪声系数
射频电路的噪声系数反映了其内部噪声水平，对 通信系统的性能产生影响。
特点
射频电路具有高频率、高带宽、 高灵敏度等特点，能够实现高速 、远距离的信息传输。
工作原理
01
02
03
信号产生
射频电路通过振荡器等元 件产生高频信号，作为通 信系统的载波。
信号处理
信号经过调制解调、放大 滤波等处理，实现信息的 传输与接收。
能量传输
射频电路通过电磁波的形 式传输能量，实现无线通 信。
规范测试方法
在测试射频电路时，应制定规范的测试方法，并确保测 试人员严格按照方法进行操作，以提高测试结果的稳定 性和可重复性。
CHAPTER 05
发展趋势与展望
技术发展现状
当前rf射频电路设计已广泛应用在通信、雷达、导航、电 子对抗等领域，技术发展已经相对成熟。
随着集成电路技术的发展，rf射频电路设计正朝着小型化 、集成化、高性能化的方向发展，同时对电路的稳定性、 可靠性、一致性等性能要求也越来越高。
通过调整电路的参数和结构，仿真设 计可以预测电路在不同频率和不同环 境下的性能表现，为实际制作提供参 考。
实际设计
实际设计是将仿真设计得到的电路结构和参数应用到实际的 电路板和元器件上。
实际设计需要考虑电路板的布局、元器件的选择和安装、以 及电磁兼容性等问题，以确保电路的性能和稳定性。
优化设计
《无线射频技术》课件
工业自动化
城市智能化
无线射频技术在工业自动化领域的应用将 逐渐普及，实现设备的远程监控和管理。
无线射频技术将助力城市智能化建设，为 智慧交通、智慧安防等领域提供技术支持 。
2023
PART 04
无线射频技术的实际应用 案例
REPORTING
物流与供应链管理
总结词
无线射频技术在物流和供应链管理中发挥了重要作用，提高了物流效率，降低了 成本。
详细描述
无线射频技术通过识别特定标签的信息，实现了快速、准确的身份验证和门禁控制。在门禁系统中，无线射频技 术可以自动识别持有特定标签的人员或车辆，控制门的开关和通行权限。在身份识别领域，无线射频技术可以用 于电子护照、信用卡等身份证明的快速验证，提高了安全性和便利性。
自动收费系统
总结词
无线射频技术应用于自动收费系统，提高了收费效率和便利性。
2023
《无线射频技术》 ppt课件
REPORTING
2023
目录
• 无线射频技术简介 • 无线射频技术的组件与设备 • 无线射频技术的优势与限制 • 无线射频技术的实际应用案例 • 安全与隐私问题 • 如何选择与使用无线射频技术
2023
PART 01
无线射频技术简介
REPORTING
定义与特性
相关法规与标准
相关法规
针对无线射频技术的安全与隐私问题，各国政府和国际组织 制定了相关的法规和标准，如欧盟的GDPR、美国的CCPA等 。
标准组织
一些标准组织也制定了相关的标准，如IEEE、ISO等，旨在规 范和促进无线射频技术的安全与隐私保护。
2023
PART 06
如何选择与使用无线射频 技术
定义
射频电路设计与分析技术
射频电路设计与分析技术射频电路设计与分析技术是电子工程领域中的一个关键方向，对于无线通信、雷达系统、卫星通信等应用起着至关重要的作用。
本文将围绕射频电路设计与分析技术展开讨论，探讨其基本原理、设计方法和实际应用。
一、射频电路的基本原理射频电路是指工作频率在几十千赫兹到数百千赫兹之间的电路系统。
其基本原理是：1. 信号传输：射频电路主要用于无线通信和数据传输，通过收集和发送电磁信号来实现信息的传递。
2. 信号放大：射频电路需要放大电磁信号的幅度，以提高信号的传输距离和质量。
3. 频率选择：射频电路要实现对特定频率的选择，以将所需信号与其他无关信号区分开来。
4. 阻抗匹配：射频电路在传输信号时，需要确保发射源、传输线和接收端之间的阻抗匹配，以最大限度地利用能量传输。
二、射频电路设计的关键要素在进行射频电路设计时，需要考虑以下关键要素：1. 器件选择：根据设计的需求和电路特性，选择合适的电子元器件，如放大器、滤波器、谐振器等。
2. PCB设计：良好的PCB设计能够减小信号路径的长度、减小干扰和噪声，提高电路性能。
3. 阻抗匹配：设计时需考虑电路和传输线之间的阻抗匹配，以避免信号反射造成的能量损耗和失真。
4. 抗干扰设计：射频电路易受外界干扰，需要采取抗干扰设计措施，如屏蔽罩、滤波器等。
5. 热管理：射频电路工作时会产生热量，需设计散热系统来确保电路工作的可靠性和稳定性。
三、射频电路分析的方法射频电路分析是评估电路性能和优化设计的重要步骤，常用的分析方法包括以下几种：1. 线性分析：通过对线性电路元件进行分析和建模，评估电路在频率响应、增益、相位等方面的性能。
2. 非线性分析：考虑电路的非线性元件，如晶体管、二极管等，对电路的非线性特性进行分析，以评估失真程度和动态范围等指标。
3. 噪声分析：考虑电路的噪声源，对射频电路的噪声系数、信噪比等关键参数进行分析和计算。
4. 稳定性分析：通过判断电路的稳定性边界条件，评估电路在不同工作情况下的稳定性。
电路中的无线通信与射频技术
电路中的无线通信与射频技术近年来，随着科技的不断发展，无线通信和射频技术在电路领域中起到了至关重要的作用。
无线通信技术使人们可以在无线网络的覆盖下随时随地进行信息交流，而射频技术则是实现无线通信的核心。
无线通信是指通过电磁波将信息传输到远程设备的技术。
它广泛应用于手机、卫星通信、无线局域网等领域。
无线通信的核心是射频技术，射频技术是指在较高频率范围内进行信号传输和分析的技术。
射频技术的发展为无线通信的高速、可靠传输提供了坚实的基础。
在电路中，无线通信和射频技术的应用具有广泛的领域。
比如，汽车领域中的远程钥匙就是通过无线通信技术实现的。
车主只需按下遥控器上的按钮，信号就会通过射频技术传输到汽车中，实现车门的解锁和锁定功能。
此外，医疗领域中也广泛使用无线通信技术，例如通过无线心电图传感器收集病人的心率数据。
射频技术在电路中的应用不仅限于无线通信，还涉及到许多其他领域，比如雷达、卫星通信和导航系统等。
射频技术被广泛应用于雷达系统中，以探测和跟踪目标。
卫星通信和导航系统也依赖于射频技术来传输和接收信号，确保数据和信息的准确性和安全性。
在电路中，无线通信和射频技术的设计需要深入的专业知识和经验。
无线通信和射频设计师需要理解电磁波的传播特性，了解不同材料对信号的影响，并根据实际需求选择合适的通信和射频组件。
此外，无线通信和射频技术的设计还需要考虑到功耗、热量、干扰等因素，以确保电路的可靠性和性能。
无线通信和射频技术的不断发展使得各种设备和系统之间的互联互通变得更加便捷和高效。
随着移动通信的迅速发展，无线通信和射频技术也在不断创新和提高。
例如，5G技术的引入将实现更快的数据传输速率和更低的延迟，为人们提供更出色的通信体验。
总之，电路中的无线通信和射频技术是现代通信领域中非常重要的一部分。
无线通信技术使人们可以随时随地进行信息交流，射频技术则是实现无线通信的核心。
无论是在汽车、医疗、雷达，还是卫星通信和导航系统中，无线通信和射频技术都发挥着关键的作用。
Wi-Fi射频测试技术
OFDM（正交频分复用）
正交频分复用技术OFDM是一种多载波发射技术，它将可用频谱划分为 许多载波，每一个载波都用低速率数据流进行调制。它获取高数据传输率的 诀窍就是，把高速数据信息分开为几个交替的、并行的BIT流，分别调制到 多个分离的子载频上，从而使信道频谱被分到几个独立的、非选择的频率子 信道上，在AP与无线网卡之间进行传送，实现高频谱利用率。
MCS
空间流
调制方式
0
1
CCK
1
1
CCK
2
1
PBCC
3
1
PBCC
4
1
OFDM
5
1
OFDM
6
1
OFDM
7
1
OFDM
8
1
OFDM
9
1
OFDM
10
1
OFDM
11
1
OFDM
编码率
传输速率 5.5 11 22 33 6 9 12 18 24 36 48 54
备注 b/g b/g b/g b/g g g g g g g g g
定义了推荐方法和公用接入点协议，使得接入点之间能够交换需要的信息，以支持分 布式服务系统，保证不同生产厂商的接入点的互联性，例如支持漫游。
2003年推出，工作在2.4GHz ISM频段，组合了802.11b和802.11a标准的优点，在兼容 802.11b标准的同时，采用OFDM调制方式，速率可高达54Mbps。
射频通信电路
1.3.1 分布参数概念《射频通信电路》常树茂
分布参数元件是指一个元件的特性延伸扩展到一定的 空间范围内，不再局限于元件自身。
《射频通信电路》常树茂
分布参数 例子1
例1-1 如果分布电容为 CD=1pF，请计算在 f=2kHz、2MHz 和 2GHz 时，分布电容的容抗 XD。
解：分布电容 CD 的容抗 XD 为
1.2 微波的定义
微波（MW，Microwave）
自由空间中波长1mm到1m
频率300MHz至300GHz
1.2
《射频通信电路》常树茂
射频通信系统
利用更宽的频带和更高的信息容量； 通信设备的体积进一步减小； 解决频率资源日益紧张的问题； 通信信道频率间隙增大，减小干扰； 小尺寸天线，高增益，移动通信系统
趋肤深度定义
1 f
趋肤效应
《射频通信电路》常树茂
•图 2-1 交流状态下铜导线横截面电流密度对直流 情况的归一化值
趋肤效应
《射频通信电路》常树茂
铜的电导率为 6.45107 S / m ，导磁率=0，则在 f=1kHz、1MHz 和 1GHz 的频率下，趋肤深度分别为
f 1kHz 2.0mm f 1MHz 63m f 1GHz 2.0m
/4DQPSK
0.6~3W 0.6~3W
IS-95 869~894 824~849 50MHz CDMA/ FDMA 1250kHz 55~62 20 15960 FDD 12288kbps
BPSK/OQPSK
0.2~2W 0.2~2W
GSM 935~960 890~915 50MHz TDMA/ FDMA 200kHz 8 124 992 FDD 271kbps GMSK 2~20W
射频电路的原理及应用
射频电路的原理及应用一、射频电路的定义射频电路是指在射频信号频率范围内工作的电路。
射频信号是指频率超过几十千赫兹（kHz）的电信号。
射频电路在通信、雷达、卫星和无线电频率应用中起着重要的作用。
二、射频电路的原理射频电路的原理涉及信号的传输、调制和解调。
以下是一些常见的射频电路原理：1. 信号的传输在射频电路中，信号传输过程涉及到信号的放大、滤波和混频等操作。
以下是一些常见的射频电路传输原理： - 射频放大器：用于放大射频信号的电路。
- 射频滤波器：用于滤除非期望频率的信号。
- 射频混频器：用于将不同频率的信号进行混频操作。
2. 调制和解调调制是将调制信号嵌入到载波频率上，以便在信道中传输。
解调则是将调制信号从载波中提取出来。
以下是一些常见的射频电路调制和解调原理： - 调制器：用于将一个低频调制信号转换成一个高频调制信号。
- 解调器：用于从射频信号中提取出原始调制信号。
三、射频电路的应用射频电路在各个领域都有着重要的应用。
以下是一些常见的射频电路应用：1. 通信领域射频电路在通信领域中起着至关重要的作用。
以下是一些常见的射频电路在通信领域的应用： - 无线电通信：射频电路在无线电通信中用于信号的传输和调制。
- 手机通信：射频电路在手机通信中用于信号的放大和解调。
- 卫星通信：射频电路在卫星通信中用于信号的放大和传输。
2. 雷达雷达是利用射频信号进行目标探测和测量的一种技术。
射频电路在雷达系统中起着重要的作用，以下是一些射频电路在雷达中的应用： - 发射机：射频发射机产生高功率射频信号并将其送入天线系统。
- 接收机：射频接收机接收从目标返回的信号并对其进行放大和解调。
- 混频器：射频混频器用于将回波信号与本地振荡器产生的信号进行混频。
3. 无线电频率应用射频电路在无线电频率应用中也有着重要的应用，以下是一些常见的射频电路应用： - 无线电发射机：射频电路在无线电发射机中用于信号的放大和传输。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
DUT，而直接进入了反射信号的通道，这是由于发射端的定向 耦合器没有足够的隔离造成的。隔离误差表现为入射信号通过 DUT后而直接进入了接收端的反射通道，而没有进入接收端的 传输通道。 （2） 源失配误差和负载失配误差
源失配误差的产生机理是：实际的测试系统并非理想匹配，在 进行反射测量时，由于从DUT向源看去的反射系数不完全等于零， 导致部分反射功率的损失，对测量 和 S11 造S成22 影响。同理在传 输测量时，负载失配误差是由于从DUT向负载看去的等效反射系 数不完全等于零，导致部分传输功率的损失，对测量 和S造21 成S12 影响。
第14章射频电路与系统测试技 术无线通信射频电路技术
本章目录
❖ 第一节 基本测试设备 ❖ 第二节 频率特性测试技术 ❖ 第三节 噪声特性测试技术 ❖ 第四节 功率特性测试技术 ❖ 第五节 温度特性测试技术
2
知识结构
基本测试设备
射
频
频率特性测试技术
电
路
与
系
噪声特性测试技术
统
测
试
技
功率特性测试技术
术
频谱分析仪的基本结构框图
6
§14.1 基本测试设备
14.1.3 矢量网络分析仪 矢量网络分析仪是全面测量网络参数的高精度、智能化仪器，
能快速、精确地测量有源器件和无源器件的特性，例如放大器、 混频器、双工器、滤波器、耦合器、衰减器和移相器等无源和有 源电路。 1. S参量的测量
在测量、建模和设计多元件的复杂系统中，器件的S参数特 性起着关键的作用。矢量网络分析仪能方便快捷的测量出被测 器件的四个S参量。网络分析仪通常有1个输出端口，该端口可 以通过内部信号源或外接信号源输出射频信号，另外还有3个分 别标为R,A和B的测量通道，其结构如图所示。
8
§14.1 基本测试设备
2. 测量误差及分析方法 使用矢量网络分析仪测量待测器件（DUT）的S参数时，测
量误差由三部分组成：系统误差，随机误差和漂移误差。系统 误差主要包括方向性误差、隔离误差、源/负载的失配误差、反 射/传输路径的频率响应误差等。
矢量网络分析仪的系统误差模型
9
§14.1 基本测试设备
4
§14.1 基本测试设备
14.1.2 频谱分析仪 对于射频信号，由于频率很高，无法直接用时域测量仪器进
行测量，只能将时域信号经过傅氏变换，变为频域信号来分析其 频谱。供测量信号频谱的仪器称为频谱分析仪。频谱分析仪可以 用于显示所测量信号的电压、波形、功率、周期、频率以及旁频 带。
频谱分析仪面板
5
7
§14.1 基本测试设备
利用网络分析仪测试S参数的实验系统
射频源通常是覆盖特定频段的扫频源。测量通道R用于测量入射 波，同时也作为参考端口。通道A和B通常用于测量反射波和传 输波。测量通道A和B可以同时测量任意两个S参量元素。此时， 和 S1的1 数S值21可以分别通过计算A/R和B/R的比值得到。若要测 量 和 S1，2 则S必22 须将待测元件反过来连接。
要求无损耗、线性相位变化、平坦的频率响应、阻抗匹配的连接 端、电长度已知、输入和输出端的隔离度无穷大等。使用高质量 的测试夹具可以获得高的测量精度，下图是用于手机芯片的测试 夹具照片，利用它可以方便的进行手机芯片测试，并得到很好的 测量精度。
手机芯片测试夹具照片
12
§14.1 基本测试设备
4. 通用校准与定标方法 （1） SOLT校准
先后连接匹配负载，短路器和开路器并测量反射系数S11 ，通 过计算可校准反射参数相关的误差项。在得到与反射误差相关的 误差项后，连接匹配负载并测量传输系数 S21 可得到传输路径的 隔离误差，连接直通段并测量 S21和 S11可以得到传输路径的频率 响应误差和负载失配误差。所以要得到所有的12个误差项，通过 正向和反向各六次测量就可以得到测量系统的所有12个误差项。
信号源 频谱分析仪 矢量网络分析仪 噪声系数分析仪
外差法 计数法 测量系统的三阶截断点的方法
直接测量法 鉴相器法 鉴频器法
微波功率测量方法 功率测量中的误差
温度特性测试技术
低温测量
3
§14.1 基本测试设备
14.1.1 信号源 信号源是能够产生射频/微波测试信号的装置，其核心部件是
振荡器或频率合成器。按应用要求，信号源可以分为简易微波信 号源、标准微波信号源、点频微波信号源和扫频微波信号源。
随机误差（又称偶然误差）是指测量结果与同一待测量的大 量重复测量的平均结果之差。 （2） 漂移误差
分析测试仪器由于供电电源电压不稳，电子学元件老化，光电 倍增管暗电流大，环境温度变化，室内气流骚扰等原因，造成分 析仪器示值不稳所引起的分析测试结果与理论实际数据的偏差。
11
§14.1 基本测试设备
3. 测试夹具及校准技术 夹具的作用是连接DUT和矢量网络分析仪，所以理想的夹具
10
§14.1 基本测试设备
（3） 反射路径的频率响应误率分配器，定向耦合器，转
换接头和传输电缆的频率响应特性并不是一条很平坦的直线而引 起的误差。表现为若用一个标准的短路校准件进行校准时，系统 的频率响应的不平坦性。
以上六种误差是系统误差，是可以校准的。另外还有两类误差 随机误差和漂移误差是不能校准的。 （1） 随机误差
§14.1 基本测试设备
频谱分析仪的核心是混频器，基本功能是将被测信号下变 至中频，然后在中频上进行处理，得到幅度。在下变频的过程 中，是由本振来实现下变频的。本振信号是扫描的，本振扫描 的范围覆盖了所要分析信号的频率范围，所以调谐是在本振中 进行的。全部要分析的信号都下变频到中频进行分析并得到频 谱。
1. 简易微波信号源与标准微波信号源产生输出频率、输出电平 和调制系数都能调节的信号，且能够准确读数，并对信号的泄漏 有严格要求。
2. 标准信号源在简易微波信号源的基础上，增加了一个定标衰 减器模块。
3. 扫频微波信号源的输出频率可以在指定范围按一定的频率步 进周期性变化（即为扫频）。
4. 点频微波信号源按点频方式工作，一次只能输出单一频率的 微波信号，而对应的测量方法称为点频测量法。