射频基础知识知识讲解

第一部分

射频基础知识

目录

第一章与移动通信相关的射频知识简介 (1)

1.1 何谓射频 (1)

1.1.1长线和分布参数的概念 (1)

1.1.2射频传输线终端短路 (3)

1.1.3射频传输线终端开路 (4)

1.1.4射频传输线终端完全匹配 (4)

1.1.5射频传输线终端不完全匹配 (5)

1.1.6电压驻波分布 (5)

1.1.7射频各种馈线 (6)

1.1.8从低频的集中参数的谐振回路向射频圆柱形谐振腔过渡 (9)

1.2 无线电频段和波段命名 (9)

1.3 移动通信系统使用频段 (9)

1.4 第一代移动通信系统及其主要特点 (12)

1.5 第二代移动通信系统及其主要特点 (12)

1.6 第三代移动通信系统及其主要特点 (12)

1.7 何谓“双工”方式？何谓“多址”方式 (12)

1.8 发信功率及其单位换算 (13)

1.9 接收机的热噪声功率电平 (13)

1.10 接收机底噪及接收灵敏度 (13)

1.11 电场强度、电压及功率电平的换算 (14)

1.12 G网的全速率和半速率信道 (14)

1.13 G网设计中选用哪个信道的发射功率作为参考功率 (15)

1.14 G网的传输时延，时间提前量和最大小区半径的限制 (15)

1.15 GPRS的基本概念 (15)

1.16 EDGE的基本概念 (16)

第二章天线 (16)

2.1天线概述 (16)

2.1.1天线 (16)

2.1.2天线的起源和发展 (17)

2.1.3天线在移动通信中的应用 (17)

2.1.4无线电波 (17)

2.1.5 无线电波的频率与波长 (17)

2.1.6偶极子 (18)

2.1.7频率范围 (19)

2.1.8天线如何控制无线辐射能量走向 (19)

2.2天线的基本特性 (21)

2.2.1增益 (21)

2.2.2波瓣宽度 (22)

2.2.3下倾角 (23)

2.2.4前后比 (24)

2.2.5阻抗 (24)

2.2.6回波损耗 (25)

2.2.7隔离度 (27)

2.2.8极化 (29)

2.2.9交调 (31)

2.2.10天线参数在无线组网中的作用 (31)

2.2.11通信方程式 (32)

2.3．网络优化中天线 (33)

2.3.1网络优化中天线的作用 (33)

2.3.2天线分集技术 (34)

2.3.3遥控电调电下倾天线 (1)

第三章电波传播 (3)

3.1 陆地移动通信中无线电波传播的主要特点 (3)

3.2 快衰落遵循什么分布规律，基本特征和克服方法 (4)

3.3 慢衰落遵循什么分布规律，基本特征及对工程设计参数的影响 (4)

3.4 什么是自由空间的传播模式 (5)

3.5 2G系统的宏小区传播模式 (5)

3.6 3G系统的宏小区传播模式 (6)

3.7 微小区传播模式 (6)

3.8 室内传播模式 (9)

3.9 接收灵敏度、最低功率电平和无线覆盖区位置百分比的关系 (10)

3.10 全链路平衡和最大允许路径损耗 (11)

第四章电磁干扰 (12)

4.1 电磁兼容（EMC）与电磁干扰（EMI） (12)

4.2 同频干扰和同频干扰保护比 (13)

4.3 邻道干扰和邻道选择性 (14)

4.4 发信机的（三阶）互调干扰辐射 (15)

4.5 收信机的互调干扰响应 (15)

4.6 收信机的杂散响应和强干扰阻塞 (15)

4.7 dBc与dBm (16)

4.8 宽带噪声电平及归一化噪声功率电平 (16)

4.9 关于噪声增量和系统容量 (17)

4.10 直放站对基站的噪声增量 (17)

4.11 IS-95 CDMA 对 GSM 基站的干扰 (19)

4.12 G网与PHS网的相互干扰 (20)

4.13 3G系统电磁干扰 (22)

4.14 PHS系统与3G系统之间的互干扰 (24)

4.15 GSM系统与3G系统之间的互干扰 (25)

第五章室内覆盖交流问题应答 (12)

5．1、目前GSM室内覆盖无线直放站作信源站点数量达60%，WCDMA的建设中，此类站点太多将导致网络上行噪声被直放站抬高，请问怎么考虑？

5.2、高层窗边的室内覆盖信号场强难以做到主导，而室内窗边将是数据业务需求的高发区域，室内窗边的高速速率如何保证？

5.3、有厂家建议室内覆盖不用干放，全用无源覆盖分布，我们如何考虑？

5.4、室内覆盖中，HSDPA引入后，有何新要求？

5.5、系统引入多载频对室内覆盖的影响？

5.6、上、下行噪声受限如何考虑？

5.7、室内覆盖时延分集增益。

第一章与移动通信相关的射频知识简介

1.1 何谓射频

射频是指该频率的载波功率能通过天线发射出去（反之亦然），以交变的电磁场形式在自由空间以光速传播，碰到不同介质时传播速率发生变化，也会发生电磁波反射、折射、绕射、穿透等，引起各种损耗。在金属线传输时具有趋肤效应现象。该频率在各种无源和有源电路中R、L、C各参数反映出是分布参数。因此说所谓射频RF（Radio Frequency）是指频率较高，可用于发射无线电频率，一般常指几十到几百兆赫的频段，即VHF-UHF频段。而更高的频率，则称为微波。广义地说，在无线电频谱上微波是指频率为300MHz-300GHz的无线电波，其相应的波长范围是在1m～0.1mm;一般更具体的指1～30GHz频段，即波长在厘米范围的厘米波。频率更高的则称之为毫米波、亚毫米波段。因而，移动通信中的CDMA、GSM等系统所采用的800 MHz、900 MHz频段属于射频RF范畴，也即UHF频段（也可看作微波的低端）；而第三代移动通信3G的工作频段就是在微波范围内。

综观无线电频谱，频率从极低一直到非常高，波长从超长波一直到亚毫米波段再到光波、紫外，不同频段的无线电波其特性也截然不同。我们必须了解这一点，并学会用不同的概念、技术和方法来处理问题。在移动通信所工作的射频和微波频段，如果只沿用低频的概念和技术来研究和处理问题，必然是行不通。

众所周知，室内分布系统大多采用同轴电缆来传输移动通信信号或能量。那么，人们为什么不继续采用工频50 Hz的双绞电源线或以前VHF频段电视机常用的扁平双线馈线？同轴电缆又具有那些优点？

这里，首先介绍一下射频和微波传输线的概念。用来传输电磁能量的线路统称为传输系统，由传输系统引导向一定方向传输的电磁波称为导行波。

1.1.1长线和分布参数的概念

在低频电路中，导线（或说是低频率传输线）只起连接的作用。在同一导线（例如长为60cm）的两端，都认为它们是同电位的，电流也相等，也就是属于同一点。但是，如果线上传输的是射频比如GSM下行942MHz的电信号（相应的波长大约为32cm）,这时还能认为导线的两端是同电位的吗？

显然就不行了。

这里存在两个概念问题，一是线的“长度”如何准确描述，二是集中参数和分布参数的概念。

图1-1所示为线上的电流或电压随空间位置的分布情况，图1-1（a）表示的是半波长的波形图，AB 是线上的一小段，它比波长小得多。由图可见，线段AB上各点的电流或电压的幅度和相位几乎不变，此时的线段AB是一段“短线”。如果频率很高，虽然线段AB的长度相同，但在某一瞬时线上各点电流或电压的幅度和相位均有很大变化，如图1-1(b)所示，此时的线段AB即应视为“长线”。

A B

A B

(a)

(b )

图1-1电流电压沿线分布图(a)短线情况；（b）长线情况