射频基本知识讲座

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▽阻抗是对应于某一个参考面 ▽射频系统是50欧系统 ▽阻抗匹配很重要
射频的一些基本概念
• Smith圆图
射频的一些基本概念
• 驻波 ▽阻抗匹配不好会导到信号反射 ▽反射信号强度与发送信号强度之比 ▽电压驻波比(VSWR) 「=(ZL-Z0)/(ZL + Z0) VSWR=(1+ 「)/(1- 「) ▽回波损耗 RL(dB)=-20log| 「|
射频电路的基本功能部件
• 滤波器的主要指标 ▽带内平坦度 ▽带外抑制度 ▽带内插损 ▽阻抗
射频电路的基本功能部件
• 放大
• 衰减
• 混频 RF
IF LO
• 滤波
• 频综
• 耦合
• 检测(功率)
射频电路的基本功能部件
• 频综的组成 ▽ VCO、VCXO 、TCXO、OCXO ▽ PLL(锁相环)
SA8026
LPF
RF VCO
图2 FS单板逻辑框图
FS功能框图
LPF
TX IF
再生参考频率
LPF
LPF
TX RF RX0 RF RX1 RF
基站射频系统的基本组成与架构
• 功放(PA) 把射频信号放大至所需功率。
基站射频系统的基本组成与架构
RF IN
第一级放大
衰减 器
末前级放大
末级放大
环行器
RF OUT
Band Class10
Band Class11
Band Class12
TX Freq.(MHz) 824~849 1850~1910 872~915 887~889 893~901 915~925 1750-1780 450~457.5 411.7~420.0 451.3~460.0 479~483.5 1920~1980 776~794 1710~1785 880~915 806~824 896~901 410~420 450~460 870~876
射频的一些基本概念
• S参数
端口1 R
端口4
R
R
端口2
R 端口3
射频的一些基本概念
• S参数 ▽端口参数(黑盒) ▽S11、S22、S33等表征各端口的 阻抗、驻波(相对于50欧负载) ▽S21表征端口1到端口2的增益 (端口2接50欧负载) ▽与各参数关系在此省
射频的一些基本概念
• 峰均比
▽CDMA信号在 时域上是一个功 率在变化的信号
TX Freq.(MHz) 869~894 1930~1990 917~960 832~834 838~846 860~870 1840-1870 460~467.5 421.7~430.0 461.3~470.0 489~493.5 2110~2170 746~764 1805~1880 925~960 851~869 935~940 420~430 460~470 915~921
• 内容:
➢基站射频系统的基本组成与架构 ➢射频的一些基本概念 ➢射频电路的基本功能部件 ➢射频设计需要的基本技能
射频电路的基本功能部件
• 放大
• 衰减
• 混频 RF
IF LO
• 滤波
• 频综
• 耦合
• 检测(功率)
射频电路的基本功能部件
• 放大 ▽小信号放大 ▽大信号放大
▽电流型 ▽电压型
▽晶体管 ▽场效应
射频的一些基本概念
• 相噪
本振某一频点的相 噪与信号相乘得到 一个频谱搬移且幅
度变小的信号.
750K
与相噪相乘后信号 的频谱
135KHz~1.33MH z相噪与信号相 乘后的积分效

信号
本振
750-615=135K
射频的一些基本概念
• 相噪
射频的一些基本概念
• RSSI ▽反向接收信号强度指示 ▽通过数字或模拟方法把天线接 收到的信号强度表示出来 ▽可体现出主分集不平衡等
基站射频系统的基本组成与架构
▼接收(从手机到基站)的主要功能有: ◇通过天线从空中接收手机发射过来的信号 ◇对接收到的信号进行放大 ◇并把信号混频到较低频率 ◇对信号进行数模变换 ◇把数字信号送给后续基带的处理(如解调等)。
基站射频系统的基本组成与架构
数字通讯系统框图
基站射频系统的基本组成与架构
Ec——有用能量 Io——总能量(有用能量+噪声(干扰)) ▽ 门限大小与调制方式有关(QPSK、8QAM、16QAM等)
▽接收机的关键指标
• 灵敏度
▽基站发射功率:43dBm、46dBm等 灵敏度:-125dBm(标准要求-117dBm)
▽手机发射功率:0dBm 灵敏度:-105dBm
射频的一些基本概念
▽其信息包含在 此包络中
▽希望射频链路 对这个包络不产 生失真
射频的一些基本概念
• 峰均比 ▽指的是在很长一段时间内统计 出来超过平均功率NdB的点数占总 点数的概率。 ▽一般我们用0.01%的概率来评估 CDMA信号的峰均比指标。
射频的一些基本概念
• 峰均比
射频的一些基本概念
• P1dB
Pout Pout1
• NF(噪声系数) ▽小信号时需考虑此指标
▽ 射频链路的噪声是决定接收机灵敏度 的关键因素。 灵敏度=-174dBm/Hz+射频链路NF+干 扰。
▽ 射频链路NF一般为3~4dB。
射频的一些基本概念
• 相噪
▽我们系统对频率容限指标有要求 ▽频率容限就是系统实际发射的信号中心 频率与标准的中心频率发生了偏差。 ▽本振相噪的指标是影响系统输出频率容 限指标的关键因素。
基站射频系统的基本组成与架构
收发信机(TRX): 有TX、RX、FS三个子模块 TX: 发射链路 RX: 接收链路 FS: 提供本振
基站射频系统的基本组成与架构 TX前向功能框图
TX_IN TX-LO1
SAW Filter TX-LO2
dB SAW Filter
dB
TX_OUT
SAW Filter
级联增益=2*4=8倍
10*log(8)=9dB
级联增益=3+6=9dB
射频的一些基本概念
• dBm ▽是一个功率的单位 ▽10*log(功率/mW) ▽1W=10*log(1W/1mW) =10*log(1000) =30dBm
射频的一些基本概念
• 阻抗 Z=R+jX
X与频率有关,X=wC或 1/ wL
射频基础知识讲座
• 内容:
➢基站射频系统的基本组成与架构 ➢射频的一些基本概念 ➢射频电路的基本功能部件 ➢射频设计需要的基本技能
基站射频系统的基本组成与架构
▼ 基站射频系统主要分成两部分 发射(下行)与接收(上行)
▼ 发射(基站到手机)的功能有: ◇对信号进行调制 ◇再混频到所需要的频率 ◇对信号进行放大 ◇经天线发送到空中 最后信号经空中传播后到达手机
信道
DIF
TRX
编码
(基带处
DUP
PA
(WAL
理,成形,滤
小信号放大
FRE
SH)
波,DAC变换)
频综
我们基站发射的信号流向
基站射频系统的基本组成与架构
基带处 理,解调

RX (小信号放大)
RX
LNA (低噪放)
DUP
LNA
RFE DIV
我们基站接收的信号流向
基站射频系统的基本组成与架构
• 收发信机(TRX) • 功放(PA) • 天馈子系统(RFE+天线)
95 RFE功能框图
基站射频系统的基本组成与架构
BTM
RPT
DIV
LNA1
ANT
RSM
LNA0
DUP
LPA
PVD
TSM
RMM
3G RFE功能示意框图
• 内容:
➢基站射频系统的基本组成与架构 ➢射频的一些基本概念 ➢射频电路的基本功能部件 ➢射频设计需要的基本技能
射频的一些基本概念
• 频率 ▽基站与手机的通讯是通过无线电 波来实现 ▽每一个无线系统都会占用一定的 频谱资源 ▽国际上有一个通用的频谱分配标 准,但各国又有不同。
Pout2
P1dB点
功放的实际曲线
回退量=(Pout1-Pout2)dB =10log(Pout1/pout2)W 功放管输出功率
Pin
描述射频器件线性度一个重要指标
射频的一些基本概念
• IP3
▽一般OIP3比P1dB大 10dB左右
射频的一些基本概念
• 灵敏度
▽发射出来的信号经空中衰减后已经很小 ▽接收机能解调的最小信号功率(置信率95%) ▽解调门限Ec/Io
射频电路的基本功能部件
• 衰减器的主要参数 ▽衰减量 ▽IP3(P1dB) ▽输入输出阻抗
射频电路的基本功能部件
• 放大
• 衰减
• 混频 RF
IF LO
• 滤波
• 频综
• 耦合
• 检测(功率)
射频电路的基本功能部件
• 混频 ▽无源混频 ▽有源混频
RF
IF
LO
其数学上就是一个乘法器。
射频电路的基本功能部件
• 混频器的主要参数 ▽增益(变损) ▽噪声 ▽IP3(P1dB) ▽互调(组合频率) ▽端口隔离 ▽阻抗
射频电路的基本功能部件
• 放大
• 衰减
• 混频 RF
IF LO
• 滤波
• 频综
• 耦合
• 检测(功率)
射频电路的基本功能部件
• 滤波 ▽低通 ▽高通 ▽带通 ▽带阻
射频电路的基本功能部件
• 滤波 ▽LC滤波 ▽微带滤波 ▽声表滤波 ▽介质滤波
射频电路的基本功能部件
• 放大
• 衰减
• 混频 RF
IF LO
• 滤波
• 频综
• 耦合
• 功率检测
射频电路的基本功能部件
• 功率检测 ▽二极管检波 ▽IC
射频电路的基本功能部件
• 功率检测的主要参数 ▽动态范围 ▽精度 ▽频率范围
• 内容:
➢基站射频系统的基本组成与架构 ➢射频的一些基本概念 ➢射频电路的基本功能部件 ➢射频设计需要的基本技能
RFE功能示意框图
基站射频系统的基本组成与架构
天 线1
BT M注入 获 取
R FCM
LNA
4分 路器
TE ST TR X
天 线0
BTM 注入 获取
反射功 率检测
双 工滤 波器
发射 功 率检 测
功 率监 测单 元
(可 选)
RFC M
L NA
4分 路器
TE ST TR X
H PA
TRX
(可 选)
RFC M
射频的一些基本概念
• 频率 ▽大部分射频器件都有一个工作 频率范围 ▽在高频系统中,对器件的分布 参数需考虑。
射频的一些基本概念
• dB dBm
dB=10*log(A/B) (增益单位) 便



2倍
4倍

级联倍数=2*4=8倍




2倍
4倍

10*log(2)=3dB
10*log(4)=6dB
射频电路的基本功能部件
• 放大器的主要参数 ▽增益 ▽P1dB ▽输入输出阻抗 ▽功耗
射频电路的基本功能部件
• 放大
• 衰减
• 混频 RF
IF LO
• 滤波
• 频综
• 耦合
• 检测(功率)
射频电路的基本功能部件
• 衰减
R
▽PI网(三个电阻) R R
▽数控衰减器
▽压控衰减器
▽AGC(自动增益控制)
LC-LPF1
RX单板
MATCHED CIRCUIT
ADC
ST-K6
RX反向功能框图
基站射频系统的基本组成与架构
CLK,DATA,LE,LD
LMX2306
CLK,DATA,LE,LD
DIF
LMX2306
参考频率输入
LPF LPF
93.36MHz VCO
12MHz VCXO
CLK,DATA,LE,LD
射频设计需要的基本技能
• 射频仪器的熟练使用 ▽频谱仪 ▽网络分析仪 ▽矢量分析仪 ▽基站测试仪 ▽相噪分析仪 ▽噪声系数分析仪
较 射大 频功 仪率 器信 在号 使不 用能 时直 一接 定接 要到 接仪 地器
TPTL控制信号
基站射频系统的基本组成与架构
优选蓝色字体标识的器件
DUP/DIV
LNA
RSM
RES-PI0
RF SAW
LC-LPF0
AMP0
IF SAW1
AMP1
RES-PI1
AMPL
Gali-4
FS
RES-PIL
DATT0 AMP2
DATT1 AMP3
RES-PI2
IF SAW2
RES-PI3
AMP4
射频电路的基本功能部件
• 频综的主要参数 ▽频率 ▽相噪 ▽功率
射频电路的基本功能部件
• 放大
• 衰减
• 混频 RF
IF LO
• 滤波
• 频综
• 耦合
• 检测(功率)
射频电路的基本功能部件
• 耦合 ▽微带耦合 ▽同轴耦合 ▽电阻耦合
射频电路的基本功能部件
• 耦合器的主要参数 ▽耦合度 ▽工作频率 ▽阻抗 ▽插损
输入取样
中间级放大
温温度度传传感感器器 前向取样 反向取样
采样输出
功放功能框图
基站射频系统的基本组成与架构
• 天馈子系统(RFE+天线)
把功放输出的射频信号送至发射到空中 接收手机发射的空中信号
基站射频系统的基本组成与架构
天 馈 子 系 统Biblioteka 基站射频系统的基本组成与架构
LPA
DUP
RFE
TRx
DIV
射频的一些基本概念
• 频率
美国的频谱分配
射频的一些基本概念
• 频率
目前世界 上分配给 CDMA的 频谱资源
Band class Band Class 0 Band Class 1 Band Class 2 Band Class 3
Band Class 4 Band Class 5
Band Class 6 Band Class 7 Band Class 8 Band Class 9
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