射频基础知识培训

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1、无线通信基本概念

利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的通信方式称之为无线电通信

(WirelessCommunication),也称之为无线通信。利用无线通信可以传送电报、电

话、传真、数据、图象以及广播和电视节目等通信业务。

目前无线通信使用的频率从超长波波段到亚毫米波段(包括亚毫米波以下)，

以至光波.无线通信使用的频率范围和波段见下表1—1

表1—1无线通信使用的电磁波的频率范围和波段

频段名称频率范围波段名称波长范围应用

极低频3—30Hz极长波100-10Mm导航、固定业务、

(ELF)(108〜107m)频率标准。

超低频30-300HZ超长波10—1Mm导航、固定业务

(SLF)(107〜106m)

特低频300-3000HZ特长波1000-100Km(106"海岸潜艇通信；

(ULF)10sm)越洋通信；船

用通信

甚低频3-30kHz甚长波100—10Km(105〜

(VLF)104m)

低频(LF)30-300kHz长波10-1Km导航、广播、固定

(104~103171)业务、挪移业务

中频(MF)300中波1000—100m(103"

3000kHz102m)

高频(HF)3—30MHz短波100-10m(102〜

10m)

甚高频30-300MHZ超短波10—1m

(VHF)(米波)

特高频300-3000MHZ微分米1—Oo1m(1-10-im)

(UHF)波波

超图频3-30GHZ厘米10—1cm(10-1

（SHF）波10-201)

极高频30—300GHz毫米10-1mm

（EHF）波(10-2-10-3m)

至高频300-3000GHZ亚毫1-0.1mm(10-3-10-

（THF）米波4m)

光波3*10-3〜3*10-5mm

(3**3*10

8m))

由于种种原因，在一些欧、美、日等西方国家往往把部份微波波段分为L、S、

C、X、Ku、K、Ka等波段（或者称子波段），具体如表1—2所示

表1-2无线通信使用的电磁波的频率范围和波段

波段代号频率范围波长范围应用

LP2GHz30~15cm

S2-4GHz15〜7。5cm

C4〜8GHz7.5〜3.75cm

X813GHz3.75-2o31cm

Ku13〜18GHz2o31〜1.67cm

K18〜28GHz1o67〜1.07cm

Ka28〜40GHz1.07〜0。75cm

无线通信中的电磁波按照其波长的不同具有不同的传播特点，下面按波长

分述如下：

1o1极长波（极低频ELF）传播

极长波是指波长为「10万公里（频率为3〜30Hz）的电磁波。理论研究表

明，这一波段的电磁波沿陆地表面和海水中传播的衰耗极小.

1.2超长波（超低频SLF）传播

超长波是指波长1千公里至1万公里（频率为30〜300Hz）的电磁波。这一波

段的电磁波传播十分稳定，在海水中衰耗很小（频率为75Hz时衰耗系数为

0.3dB/m）对海水穿透能力很强，可深达100m以上c

1o3甚长波（甚低频VLF）传播

甚长波是指波长10公里〜100公里（频率为3〜30kHz）的电磁波.无线通信中

使用的甚长波的频率为10〜30kHz,该波段的电磁波可在大地与低层的电离层

间形成的波导中进行传播，距离可达数千公里乃至覆盖全球.

1o4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）。

1o5中波（中频MF）传播

中波是指波长100米〜1000米（频率为30（T3000kHz）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。

1o6短波（高频HF）传播

短波是指波长为10米〜100米（频率为3-30MHZ）的电磁波。短波可沿地表

面传播（地波），沿空间以直接或者绕射方式传播（空间波）和靠电离层反射传

播（天波）。

1.7超短波（甚高频VHF）传播

超短波是指波长为1米~10米（频率为30~300MHz）的电磁波。超短波难

以靠地波和天波传播，而主要以直射方式（即所谓的“视距”方式）传播.

1o8微波传播

•微波是指波长小于1米（频率高于300MHz）的电磁波。目前又按其波长

的不同，分为分米波（特高频UHF）、厘米波（超高频SHF）、亳米波（极

高频EHF）和亚毫米波（至高频THF）O

・微波的传播类似于光波的传播，是一种视距传播。其主要在对流层内进行。

总的说来，这种传播方式比较稳定，但其传播也受到大气折射和地面反射

的影响。此外，对流层中的大气湍流气团对微波有散射作用.利用这种散射

作用可实现微波的超视距传播.

•WCDMA匚作频段：上行1920~1980MHz,下行2110〜2170MHz,属于

微波波段，其电磁波传播方式为微波传播。

•CDMA工作频段:825MHz—835MHz（上行，基站收、挪移台发）

870MHz—880MHz（下行，基站发、挪移台收）

•GSM工作频段:905MHz—915MHz（上行，基站收、挪移台发）

950MHz-960MHz（下行，基站发、挪移台收）

1710MHz—1785MHz（上行，基站收、挪移台发）

1805MHz—1880MHz（下行，基站发、挪移台收）

・3G频率规划的基础上，我国为中国电信cdma2000分配的频率是1920〜

1935MHz（上行）/2110〜2125MHz（下行），共15MHzx2；为中国联通

WCDMA分配的频率是1940〜1955MHz（上行）/2130〜2145MHz（下行），

共15MHzx2；为中国挪移TD-SCDMA分配的频率是1800〜1900MHz以

及2110〜2025MHz,共35MHz.

2、射频常用计算单位

2o1绝对功率的dB表示

射频信号的绝对功率常用dBm、dBW表示，它与mW、W的换算关系如下：

例如信号功率为xW,利用dBm表示时其大小为：

例如：1W等于30dBm，等于OdBWo

普通来说，我们习惯上还是用“W”和“dBm”来表示功率

2。2相对功率的dB表示

射频信号的相对功率常用dB和dBc两种形式表示，其区别在于:dB是任意两

个功率的比值的对数表示形式，而dBc是某一频点输出功率和载频输出功率的

比值的对数表示形式。

普通来说，我们说放大链路的增益可以用“dB”来表示。

对干信号的谐波和杂波来说，可以用“dBc”来表示°

3、射频器件简介

射频简单系统介绍

普通来说，对于如图所示射频系统来说，用到的射频器件从大的分类来说,有主动器件和

被动器件，主动器件普通来说，是需要提供电源的期间，被动器件，普通为无源器件。

就上图来说，用到的器件有滤波器、混频器、射频开关、放大电路等。其中的滤波器和

混频器为被动电路，射频开关和放大电路为主动电路.

1、射频接插件

MMCX系列

MMCX1112A1MMCX1121A1MMCX6251S1

MCX系列

MCX1112MCX1181A1MCX6121A1

SMA系列

SMA1111A1SMA1112A6SMA1181A1

SMA6181A2SMA6251A1SMA6252A2

SMA6411A4SMA6511A4SMA6551E1

SMA8073A1SMA9073A1SMA6351B1

SMB系列

SMB1251B1SMB1252B1SMB1351B1

SMB6112A1SMB6121A1SMB6251B1

BNC系列

B1121A1B6251C1B6251F1

B7471A1B7771B3B9073A1

TNC系列

T1121A1T1181A1T6351B1

N系列

N1112A1N1121A1N1141A1N1181A1

N2071A1N5072A1N6421A1N6521A1

N6551A1N7471A1

此外还有，1。0/2o3、1.6/5o6、7/16等类型接头。

2、射频滤波器

滤波器是电子系统中关键部件,用来完成频率选择功能，在航空轰天、雷达、

电子对抗、遥感遥测、微波通讯、挪移通讯及广播电视等军民用电子设备中

广泛运用.

射频滤波器通常按滤波器的特性及作用可分为:低通滤波器（LPF）、带通滤波

器（BPF）、高通滤波器（HPF）、带阻滤波器.

射频滤波器通常按组成材料可以分为以下几种：LC滤波器、声表滤波器、晶

体滤波器、腔体滤波器、介质滤波器、悬置带线滤波器、同轴管状滤波器及

电调滤波器。

2.1滤波器主要参数：

2.Io1中心频率fO：给定相对最小插入损耗值（比如一3dB）对应两个截止

频率的几何平均值.

2.Io2通带带宽（x）dB:给定相对最小插入损耗值的两个截止频率的间隔，及

从上限频率到下限频率的差值,常用IdB带宽和3dB带宽表示。

2.1.3插入损耗:信号通过滤波器的衰减.

2o1.4带内波动：通带内的插入损耗随频率变化最大与最小的差值.

2。1。5驻波比：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。

理想值为1,适配时大于1,对于实际的滤波器而言，满足驻波比小于lo5：1

的贷款普通小于-3dB带宽，其中-3dB带宽的比例与滤波器的级数和插损有关.

2.lo6回波损耗:端口信号输入功率与反射功率之比的分贝值。

2.1.7阻带抑制度：衡量滤波器选择性能好坏的重要指标，指标越高说明对带

外干扰信号的抑制越好。通常要求为某一给定的带我频率f的抑制度是多少dB.

SAW滤波器：

LC滤波器

腔体滤波器

3环形器及隔离器

隔离器和环形器的突出特点是单向传输微波能量.隔离器使微波能量只能从

输入端流进，从输出端流出.环形器则控制电磁波燕某一环形防线传输.这种单向

传输微波能量的特性，用于微波设备的级与级、级与系统之叵，就是他们各自独

立工作、互相“隔离”了。

微波隔离器是种特殊的衰减器，隔离器对入射波的衰减很小，对反射波的衰

减则很大，二者之比值称为“隔离比”.

使用隔离器，目的在于减小因负载阻抗变化对振荡频率带来的影响。普通是

在矩形波导的横向加之固定磁场，放置在波导横向的铁氧体片恰好能与反射波产

生铁磁共振，继而抑制了反射波，而入射波则不会产生这种共振吸收。但在做成

器件之后,隔离器对入射波也会产生一些正向衰减，约为1db（1o259倍）。对反

射波的反向衰减则大于20db（100倍）。

环形器具有多种用途，是一种常用的微波元器件.

主要参数有：

工作带宽