RF射频技术培训教材

1、2021/8/612021-12-221射频技术讲座射频技术讲座 （基础知识篇） 主讲：蔡显华2021/8/622021-12-222目目 录录一、无线电波二、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2021/8/632021-12-223一、无线电波一、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，

2、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，这就是散射波。 2021/8/642021-12-224无线电波型无线电波型 2021/8/652021-12-225无线电波的应用无线电波的应用 声音：声音广播（比如：收音机的调幅和调频广播，航海、航空的语音电台等） 电话：移动电话（手机类）、卫星电话 电视：模拟电视信号、数字电视。 紧急服务：作用是提供给

3、救援人员目标的精确位置，以便提供及时的救援。（GPS） 数据传输：数字微波传输设备、卫星、无线局域网等。 辨识：如RFID 导航：飞机、航海。 雷达、加热（如：微波炉）、动力（电磁炉、宇航动力）、天文学、其他的业余爱好。 2021/8/662021-12-226无线电收发机无线电收发机 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。2021/8/672021-12-227 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。 2021/8/682021-12-228 最简单的接收机2021/8/692021-12-229无线电频率划分与应用无线电频率划分与应用 EL

4、F（极低频） 30300Hz VF（音频） 3003000Hz VLF（甚低频） 330KHz LF（低频） 30300KHz MF（中频） 3003000KHz HF（高频） 330MHz VHF（甚高频） 30300MHz UHF（特高频） 3003000MHz SHF（超高频） 330GHz EHF（极高频） 30300GHz 亚毫米波 3003000GHz 2021/8/6102021-12-2210按波段划分按波段划分 P波段 0.231GHz L波段 12GHz S波段 24GHz C波段 48GHz X波段 812.5GHz Ku波段 12.518GHz K波段 1826.5GH

5、z Ka波段 26.540GHz 毫米波 40300GHz 亚毫米波 3003000GHz2021/8/611常见频段的应用常见频段的应用5060Hz 电源插座2KHz 人的嗓音530KHz 调幅广播54MHz 电视频道2（VHF）88MHz 调频广播746MHz 电视频道60（UHF）824MHz 蜂窝电话1850MHz PCS电话2400MHz 无线局域网2500MHz MMDS4200MHz 大碟形卫星天线9000MHz 机载雷达11.7GHz 小碟形卫星天线28GHz LMDS2021/8/612WLAN(802.11a/b/g) WLAN(802.11a) 5.155.825GHz

6、WLAN(802.11b) 2.412.497GHz 2.412.462GHz(北美） 2.4122.472GHz（欧洲） 2.4712.497GHz（日本） WLAN(802.11g) 2.412.497GHz 2.412.462GHz(北美） 2.4122.472GHz（欧洲） 2.4712.497GHz（日本）2021/8/613射频常用的基本器件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

7、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。2021/8/614电容、电感电容、电感 实物图 2021/8/615放大管放大管 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。2021/8/616射频开关射频开关 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。2021/8/617滤波器滤波器 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。2021/8/618隔离器隔离器 主要用对信号输出进行隔离，它具有方向性，只允许信号通

8、过，不许信号返回。2021/8/619射频天线射频天线 射频天线主要用于信号的发送和接收，是有方向性和角度的。它的种类很多，按用途可分为：通信天线、雷达天线、导航天线、电视天线、广播天线等；按工作频段可分为：长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线。但不管它们怎么分，其作用和功能都是一样的。2021/8/620天线实物图天线实物图2021/8/6212021/8/622常用的基本单位常用的基本单位 dB 就是分贝，即表示放大器放大的倍数，是一个表征相对值的值 。下面是定义公式 10lg（输出功率/输入功率） 在实际工作中我们只要了解它的定义就足够了，不需要过多的去弄清楚它，而我们所需

9、要做的就是对它进行加加减减。2021/8/623dBm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：2021/8/624 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。2021/8/625 dBi 和dBd dBi和dBd是考征增益的值

10、（功率增益），两者都是一个相对值， 但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2. 15。 但是它们都是用于天线性能指标的。 例如：对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi（一般忽略小数位，为18dBi）。 2021/8/626 NF(Noise figure)噪声系数，用来衡量LNA（低噪放）灵敏度的指标。噪声系数越小，接收灵敏度就越高，接收的距离就越远，相反，噪声系数越大，接收灵敏度就越差，距离就越短。 SNR 信噪比，就是信号功率和噪

11、声功率相除的结果。 EVM误差向量等级 2021/8/627静电知识静电知识 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。 人体静电：人体对静电放电的感知电压约为3，这是我们市电电压的16.6倍，高得惊人。 2021/8/628为何要静电防护为何要静电防护 我们在工作中为什么要对静电进行防护？我们可以通过下面的一些基本知道进行说明。 静电作为一种电子存在于不

12、同的时间和空间中，是摸不着看不到的。 我们现在用到的许多电子元件在几百伏甚至几十伏时就会损坏 。而射频器件由于工作比普通的器件频率要高得多，其内部构造非常的精密，只要稍有些不正常的操作，就极有可能导致自激烧坏。所以射频器件就会比普通的器件容易受静电击坏。 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会对电子产品造成损坏。但事实上这些怀疑只会带来更多、更大的元器件损害。 2021/8/629静电损害静电损害 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

13、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） 如果元件全部破坏，必能在生产及品管中被察觉而排除，影响较小，如果元件轻微受损，在正常测试下不易发现，在这种情形下，常会因经过多层之加工，甚至已在使用时，才发现破坏，不但检查不易，而且其损失亦难以预测。要耗费多少人力及财力才能清查出所有问题，而且如果在使用时才察觉故障，其损失将可能巨大。2021/8/630静电损害的特点静电损害的特点 隐蔽性：人体不能直接感知静电，除非发生静

14、电放电,但是发生静电放电人体也不一定能有电击的感觉 。 潜在性：有些电子元器件受到静电损伤后的性能没有明显的下降，但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患。 随机性：电子元件什么情况下会遭受静电破坏呢?可以这么说，从一个元件产生以后，一直到它损坏以前，所有的过程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具有随机动性。 复杂性：静电放电损伤的失效分析工作，因电子产品的精、细、微小的结构特点而费时、费事、费钱，要求较高的技术并往往需要使用扫描电镜等高精密仪器。即使如此，有些静电损伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别，使人误把静电损伤失效当作其他失效，分析起来非常复杂。 2021/8/631如何有效控

15、制如何有效控制ESD 静电是由于物体接触分离，甚至没有接触的感应等方式产生的，就连我们周围的空气也是由原子组成的，当这些空气流动时也会产生静电，可以说：在任何时间、任何地点都可能产生静电。要完全消除静电几乎不可能的，但可以采取一些措施控制静电在不危害的程度之内。 控制人体静电（人体静电防护） （1）.使用防静电地面/ 防静电鞋/ 袜（静电从脚导到大地） （2）.佩戴防静电腕带并接地（静电从手导到大地） （3）.拿取射频器件时尽可能的使用防静电的无感镊子，手尽可能的不与管脚接触。 上述三项措施都是实用而有效的，应视不同的场合选择使用 2021/8/632射频器件焊接射频器件焊接 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