射频基础知识

光接收器：把光信号转换为电信号，用在光接收机
中，主要指标是接收灵敏度。
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w 光耦合器：光耦合是表示有源的或无源的或有源与 无源光学器件之间的一种光的联系。联系形式多种： 光的通道，光功率的积聚与分配，不同波长光的合 波与分波，以及光的转换和转移等。能实现光的这 种联系的器件称为光耦合器。
的能量变换成电磁波并向规定方向发射出去 或把来自一定方向的电磁波还原为高频电流 的一种设备。
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1. 天线增益（dB）：
2. 指天线将发射功率往某一指定方向集中辐射的能力。 一般把天线的最大辐射方向上的场强E与理想各向 同性天线均匀辐射场场强E0相比，以功率密度增加 的倍数定义为增益。Ga=E2/ E02
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w 波分复用器：光分波器或光合波器统称光复 用器，它能将多个载波进行分波或合波，使 光纤通信的容量成倍的提高。目前采用 1310nm/1550nm波分复用器较多，它可将波长 为1310nm和1550nm的光信号进行合路和分路。
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w 滤波器：(filter)通过有用频率信号抑制无用频 率信号的部件或设备
w 双工器：(Duplexer) 又称天线共用器，是一 个比较特殊的双向三端滤波器。双工器既要 将微弱的接收信号藕合进来，又要将较大的 发射功率馈送到天线上去，且要求两者各自 完成其功能而不相互影响。
w 增益（dB）：即放大倍数，单位可表示为分贝 （dB）。 即：dB=10lgA（A为功率放大倍数）
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w 增益平坦度： 指定频带内功率增益的起伏，以最高增益与最低
增益之间的分贝差来表示。
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w 动态范围：
指输入信号允许的最大的、最小功率范围。其 下限受放大器噪声性能的限制，上限取决于 非线性指标。
w 三阶交调：
若存在两个正弦信号ω1和ω2 由于非线性作用将产生许多互 调分量，其中的2ω1-ω2和2ω2-ω1两个频率分量称为三阶交 调分量，其功率P3和信号ω1或ω2的功率之比称三阶交调系 数M3。 即M3 =10lg P3/P1 （dBc）
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w 光衰减器：就是在光信息传输过程中对光功 率进行预定量的光衰减的器件。按衰减值分3、 5、10、20dB五种，根据实际需要选用。 光法兰头：光法兰头又称光纤连接器。实现
两根光纤连接的器件，目前公司采用的有FC 型和SC型两种活动连接器，既可以连接也可 以分离。
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w 耦合度：耦合端口与输入端口的功率比, 单位用dB。 w 隔离度：本振或信号泄露到其他端口的功率与原有
功率之比，单位dB。
w 单工：亦称单频单工制，即收发使用同一频 率，由于接收和发送使用同一个频率，所以 收发不能同时进行，称为单工。
w 双工：亦称异频双工制，即收发使用两个不 同频率，任何一方在发话的同时都能收到对 方的讲话。 单工、双工都属于移动通信的工作方式。
w 光 纤：传输光信号的光导纤维，分多模光纤、单模光纤两大类。光纤
材料是玻璃芯/玻璃层，多模光纤的标准工作波长为850/1310nm，单模光
纤的标准工作波长为1310/1550nm，衰减常数为：
w 工作波长
850nm
1310nm
1550nm
单模光纤（A）
≤0.35dB/km
≤0.25dB/km
多模光纤
w 负 载: (Load)终端在某一电路（如放大器）或 电器输出端口，接收电功率的元/器件、部件或 装置统称为负载。对负载最基本的要求是阻抗匹
配和所能承受的功率。
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w 转接头：把不同类型的传输线连接在一起的 装置。
w 馈 线：是传输高频电流的传输线。 w 天 线：(antenna)是将高频电流或波导形式
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目录
w 常用单位符号辨析 w 放大器基本概念 w 无源器件基本概念 w 光通信基本概念
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常用单位符号辨析
1.dBm dBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式 为：10lgP（功率值/1mw）。 [例1] 如果发射功率P为1mw，折算为dBm后 为0dBm。 [例2] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算 后的值应为：
10lg（40W/1mw)=10lg（40000） =10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。
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w 2、dBi 和dBd dBi和dBd是考征增益的值（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。 [例3] 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）。 [例4] 0dBd=2.15dBi。 [例5] GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi）， GSM1800天线增益可以为15dBd（17dBi)。
用分贝表示。
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光通信基本概念
光功率：
衡量光信号的大小，可用光功率计直接测试，常用 dBm表示
w 光端机：主要由光发送机和光接收机组成，功能是 将要传送的电信号及时、准确的变成光信号并输 入进光纤中进行传播（光发送机）；在接收端再把 光信号及时、准确的恢复再现成原来的电信号（光 接收机）。由于通信是双向的，所以光端机同时完 成电/光（E/O）和光/电（O/E）转换。激光器：把 电信号转换为光信号，用在光发射机中，主要指标 是能够发出的光功率的大小。
（300W），其耦合度可从30~65dB中选用；耦合 器的接头多采用N头。
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w 衰减器：(attenuator) 在相当宽的频段范围内一 种相移为零、其衰减和特性阻抗均为与频率无关
的常数的、由电阻元件组成的四端网络，其主要
用途是调整电路中信号大小、改善阻抗匹配。
w 天线方向图： w 是天线辐射出的电磁波在自由空间存在的范围。方
向图宽度一般是指主瓣宽度即从最大值下降一半时 两点所张的夹角。 E面方向图指与电场平行的平面内辐射方向图； H面方向图指与磁场平行的平面内辐射方向图。 一般是方向图越宽，增益越低；方向图越窄，增益 越高。
天线前后比：指最大正向增益与最大反向增益之比，
dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。
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w 5.dBm与dBμ的换算 对50Ω源阻抗的信号发生器而言，当其输出功率 为1mW(0dBm)时，其端电压输出应为
U V 50 P 10 6 代入P＝1mw＝10-3W，可得UμV：
U V 50103 106
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w 功分器： (Splitter)进行功率分配的器件。有二、三、 四….功分器；接头类型分N头（50Ω）、SMA头 （50Ω）、和F头（75Ω）三种，我们公司常用的是 N头和SMA头。
w 耦合器: (Coupler)从主干通道中提取出部分信号的 器件。按耦合度大小分为5、10、15、20…. dB不 同规格；从基站提取信号可用大功率耦合器
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w 4、dBc 有时也会看到dBc，它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
w 1dB压缩点： 在正常工作情况下，放大器输出功率将随输 入功率线性变化，当输入电平增加到一定程 度时，输出电平随输入电平增加的速度减慢， 放大器出现饱和。当输出电平偏离线性1dB 时的输出功率为1dB压缩电平。
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w 噪声系数：
噪声系数表征了一个微波器件对其放大信号噪声劣化程度， 任意微波器件的噪声系数定义如下： Nf=(Sin/Nin)/(Sout/Nout)其中 (Sin/Nin)输入信号的信噪 比；(Sout/Nout)输入信号的信噪比。
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w 3.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6] 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7] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约 为3.9dB。 [例8] 如果甲的功率为46dBm，乙的功率为 40dBm，则可以说，甲比乙大6 dB。 [例9] 如果甲天线为12dBd，乙天线为14dBd，可 以说甲比乙小2 dB。
＝223606.7978 其dBμ值为: UdBμ＝20lg223606.7978＝106.9897≈107
例9.用频谱仪测得干扰电压为－87dBm，它等于 多少？ w 答： －87＋107＝20dBμ， 即10μV。
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w 绝对分贝的加减问题
应当指出，在电磁干扰场强的计量测试中，引入 分贝制单位后，把乘除变为加减，大大方便了表 达、叙述和运算。但是，有些分贝制单位是不能 直接相加减的，这并不是因为什么相位关系。下 面举例说明：
3~3.5dB/km
0.6~2.0dB/km
w 光 缆：由若干根光纤组成，加有护套及外护层和加强构件，具有较强
的机械性能和防护性能。种类有室外光缆、室内光缆、软光缆、设备内
光缆、海底光缆、特种光缆等。
w 尾 纤：一端带有光纤连接器的单芯光缆。
w 跳 线：两端都装有连接器的单芯光缆。
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例1. 40dBμ＋40 dBμ≠80dBμ，为什么? 答： 40dBμ＝100μV，40dBμ＋40 dBμ＝200μV。 20lg200(μV)＝46 dBμ。
例2. 0dBm＋0 dBm≠0dBm，为什么? 答： 0dBm＝1mW， 0dBm＋0 dBm＝2mW 10lg2＝3dBm。
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射频无源器件基本概念
w 插损：当某一器件或部件接入传输电路后所增加的
衰减，单位用dB表示。 选择性：衡量工作频带内的增益及带外辐射的抑制
能力。-3dB带宽即增益下降3dB时的带 宽， 40dB、-60dB同理。 w 驻波比（回波损耗）：行驻波状态时，波腹电压与
波节电压之比（VSWR） 附：驻波比——回波损耗对照表： SWR 1.2 1.25 1.30 1.35 1.40 1.50 回波损耗（dB） 21 19 17.6 16.6 15.6 14.0
放大器基本概念
w 功率/电平（dBm）：放大器的输出能力，一般单 位为w、mw、dBm 注：dBm是取1mw作基准值，以分贝表示的绝对 功率电平。换算公式： 电平（dBm）=10lg 5W → 10lg5000=37dBm 10W → 10lg10000=40dBm 20W → 10lg20000=43dBm 从上不难看出，功率每增加一倍，电平值增 加3dBm