射频和光纤的基础知识

射频基础知识培训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(Wireless Communication），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、图像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由于种种原因,在一些欧、美、日等西方国家常常把部分微波波段分为L、S 、C 、X 、Ku 、K 、Ka 等波段（或称子波段）,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:1。

1 极长波（极低频ELF)传播极长波是指波长为1～10万公里（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。

1。

3 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.1。

4 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）。

1。

5中波（中频MF)传播中波是指波长100米～1000米（频率为300～3000kHz)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）。

射频工程师知识大纲射频工程师知识大纲通常包括以下主题：1. 射频基础知识：- 基本电磁理论、麦克斯韦方程组- 频率、周期、波长等基本概念- 传输线理论，如平衡传输线和非平衡传输线- 射频信号的传播和衰减- 射频连接器和电缆2. 无线通信系统：- 无线通信系统的基本概念和架构- 无线信号调制和解调技术，如振幅调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等- 无线信号传播和衰减的影响因素，如损耗、阻尼、多径效应等- 基础天线理论和射频功率放大器（PA）设计3. 射频电路设计：- 射频放大器设计，包括低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）等- 信号发生和混频器设计，如震荡器和频率合成器- 射频滤波器设计，如带通滤波器、带阻滤波器等- 调制和解调电路设计，如射频调制解调器（RF Modem）4. 射频测试和测量：- 射频测量概念和基本原理- 射频测试设备和仪器的使用，如频谱分析仪、网络分析仪等- 射频参数的测量和分析，如增益、功率、带宽、频率等- 无线信号质量评估和干扰分析技术5. 射频系统集成与优化：- 射频系统的整体设计和优化方法- 射频系统性能分析和改进技术- 射频系统的天线和信号传输线的布局和优化- 射频系统与其他模块（如数字信号处理、微处理器、传感器等）的集成6. 射频安全和合规：- 射频设备安全标准和规范，如 FCC、IC、欧洲 CE 等- 射频设备的电磁兼容性（EMC）和电磁干扰（EMI）问题 - 射频设备的无线电频率分配和合规要求这是一个基本的射频工程师知识大纲，不同的公司和行业可能会根据实际需求有所不同，还需要根据具体情况进行深入学习和研究。

第一部分射频基本概念第一章常用概念一、特性阻抗特征阻抗是微波传输线的固有特性，它等于模式电压与模式电流之比。

对于TEM波传输线，特征阻抗又等于单位长度分布电抗与导纳之比。

无耗传输线的特征阻抗为实数，有耗传输线的特征阻抗为复数。

在做射频PCB板设计时，一定要考虑匹配问题，考虑信号线的特征阻抗是否等于所连接前后级部件的阻抗。

当不相等时则会产生反射，造成失真和功率损失。

反射系数(此处指电压反射系数)可以由下式计算得出：z1二、驻波系数驻波系数式衡量负载匹配程度的一个指标，它在数值上等于：由反射系数的定义我们知道，反射系数的取值范围是0~1，而驻波系数的取值范围是1~正无穷大。

射频很多接口的驻波系数指标规定小于1.5。

三、信号的峰值功率解释：很多信号从时域观测并不是恒定包络，而是如下面图形所示。

峰值功率即是指以某种概率出现的尖峰的瞬态功率。

通常概率取为0.1%。

四、功率的dB表示射频信号的功率常用dBm、dBW表示，它与mW、W的换算关系如下：dBm=10logmWdBW=10logW例如信号功率为x W，利用dBm表示时其大小为五、噪声噪声是指在信号处理过程中遇到的无法确切预测的干扰信号（各类点频干扰不是算噪声）。

常见的噪声有来自外部的天电噪声，汽车的点火噪声，来自系统内部的热噪声，晶体管等在工作时产生的散粒噪声，信号与噪声的互调产物。

六、相位噪声相位噪声是用来衡量本振等单音信号频谱纯度的一个指标，在时域表现为信号过零点的抖动。

理想的单音信号，在频域应为一脉冲，而实际的单音总有一定的频谱宽度，如下页所示。

一般的本振信号可以认为是随机过程对单音调相的过程，因此信号所具有的边带信号被称为相位噪声。

相位噪声在频域的可以这样定量描述：偏离中心频率多少Hz处，单位带宽内的功率与总信号功率相比。

例如晶体的相位噪声可以这样描述：七、噪声系数噪声系数是用来衡量射频部件对小信号的处理能力，通常这样定义：单元输入信噪比除输出信噪比，如下图：对于线性单元，不会产生信号与噪声的互调产物及信号的失真，这时噪声系数可以用下式表示：Pno 表示输出噪声功率，Pni 表示输入噪声功率，G 为单元增益。

1、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。

2、由传输系统引导向一定方向传输的电磁波称为导行波。

3、传输线的几何长度（l ）与其上传输电信号的波长（λ）之比l /λ ，称为传输线的相对长度或者叫电长度。

只要线的几何长度l 与其传输电信号的波长λ可以比拟时（通常为十分之一左右或以上），即可视为长线4、）。

（相应公式dB .1-V 1V lg 20R L += RL= -20log Γ VSWR=min max V V =Γ-Γ+11 5、确定移动通信工作频段可从以下几方面来考虑：①电波传播特性；②环境噪声及干扰的影响；③服务区范围、地形和障碍物影响以及建筑物的渗透性能；④设备小型化；⑤与已经开发的频段的干扰协调和兼容性；⑥用户需求及应用的特点。

1.8GHz 频段安排如下：1710~1725MHz 移动台发 1805~1820MHz 基站发（共15MHz ） 1745~1755MHz 移动台发1840~1850MHz 基站发（共10MHz ）1710~1785MHz 移动台发1805~1880MHz 基站发6、“多址”（Multi Access ）是指在多信道共用系统中，终端用户选择通信对象的传输方式，在陆地蜂窝移动通信系统中，用户可以通过选择“频道”、“时隙”或“PN 码”等多种方式进行选址，它们分别对应地被称为“频分（Frequency Division ）多址”、“时分（Time Division ）多址”和“码分（Code Division ）多址”。

简称FDMA, TDMA 和CDMA.7、Pt （dBm ）=10lg 1mW W ）（m Pt8、No= KT B （W ） No （dBw ）=－174 dBm + 10lgB （G121，C114）9、当编码器每20ms 取样一次，线性预测声域分析抽头为8时，输出260bit ，此时编码速率为260/20=13Kbits/s ，即为全速率信道。

射频基础知识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。

射频线缆物理知识点总结1. 射频信号的传输特性射频信号在传输中会受到各种因素的影响，包括衰减、失真、干扰等。

射频线缆的传输特性对信号的传输起着至关重要的作用。

射频线缆的传输特性主要包括频率响应、相速度、横向波速度等。

频率响应是指射频线缆在不同频率下的传输特性，相速度是指信号在射频线缆中的传播速度，横向波速度是指信号在射频线缆中的传播速度。

2. 射频线缆的衰减特性衰减是指信号在传输过程中逐渐减弱的现象。

射频线缆的衰减特性主要由线材材料、线径、介质损耗、外界磁场等因素所影响。

为了减小衰减，射频线缆的设计需要考虑选择合适的线材材料和结构，减小线径，降低介质损耗，减小外界磁场对信号的影响等。

3. 射频线缆的阻抗匹配阻抗匹配是指射频线缆的阻抗与其他连接设备的阻抗之间的匹配情况。

阻抗匹配不良会引起信号的反射或损耗，从而影响系统的性能。

为了保证信号的正常传输，射频线缆的设计需要考虑阻抗匹配的问题，选择合适的阻抗，并使用合适的连接器和接头。

4. 射频线缆的传输损耗传输损耗是指信号在传输过程中所受到的损耗，主要包括导体损耗、介质损耗、辐射损耗等。

射频线缆的传输损耗与线材材料、传输距离、频率等因素有关。

为了降低传输损耗，射频线缆的设计需要选择低损耗的线材材料，合理设计线径和结构，减小外界干扰等。

5. 射频线缆的屏蔽性能屏蔽性能是指射频线缆的抗干扰能力和对外界干扰的抵抗能力。

射频线缆的屏蔽性能主要由屏蔽层的材料、结构和性能所决定。

为了提高屏蔽性能，射频线缆的设计需要选择合适的屏蔽层材料，并合理设计屏蔽层的结构和厚度。

射频线缆的物理知识点包括频率响应、传输特性、衰减、相速度、横向波速度、低损耗、阻抗匹配、屏蔽性能等多个方面。

了解这些物理知识可以帮助设计工程师更好地选择和设计射频线缆，保证信号的正常传输和系统的性能。

射频基础知识培训一、射频概述射频（Radio Frequency，简称RF）是指无线电频率范围内的电磁波信号。

射频技术在现代通信、无线电、雷达等领域起着重要作用。

本次培训将介绍射频的基础知识，包括射频信号的特性、射频电路设计及射频测量。

二、射频信号的特性1. 频率范围：射频信号的频率范围通常指300kHz至300GHz之间的频段。

这一频率范围被广泛应用于无线通信和雷达系统中。

2. 带宽：射频信号的带宽是指在频率上的范围，用于传输信息。

带宽越宽，信号传输的速率越高。

3. 衰减：射频信号在传输过程中会发生衰减，衰减的程度与信号传播距离、传输介质等因素有关。

为了保持信号的质量，需要采取衰减补偿措施。

三、射频电路设计1. 射频放大器设计：射频放大器用于增强射频信号的强度。

设计射频放大器需要考虑电源电压、功率放大系数、频率响应等因素。

2. 射频滤波器设计：射频滤波器用于去除非期望频率范围内的干扰信号。

设计射频滤波器需要考虑信号带宽、截止频率、滤波器类型等因素。

3. 射频混频器设计：射频混频器用于将不同频率的信号进行混合，产生新的频率信号。

设计射频混频器需要考虑输入信号频率、混频器类型、频率转换效率等因素。

四、射频测量1. 射频功率测量：射频功率测量用于确定射频信号的功率水平。

常用的测量仪器包括射频功率计和射频功率传感器。

2. 射频频谱分析：射频频谱分析用于分析射频信号在频率上的变化情况。

常用的仪器包括射频频谱分析仪和扫频仪。

3. 射频网络分析：射频网络分析用于测量射频电路的传输特性（如反射系数、传输系数等）。

常用的仪器包括网络分析仪和隔离器。

五、总结通过本次射频基础知识培训，我们了解了射频信号的特性、射频电路设计和射频测量等内容。

掌握这些基础知识对于从事射频相关工作或研究具有重要意义。

我们将进一步深入学习射频技术并应用于实际项目中，提升我们的专业能力和水平。

（以上文字仅供参考，具体内容可根据实际情况进行添加或修改）。

射频基本知识及参数1.信号、载频与信道1)信号(signal)•也就是信息，如声、光、电、图象等，移动通信中主要是电信号•按频率可分基带信号和频带信号•移动通信中主要分模拟信号和数字信号常见的模拟系统——TACS›E-TACS、AMPS数字系统——GSM、、DCS›CDMA2)载频/载波(carrier)由于基带信号频率低，不能进行远距离传输，所以需要将其调制到高频信号上，形成高频调制波，这种高频信号即载频(或载波)；3)信道(channel)①在模拟系统中，载频与信道是相同的，一个载频即一个信道；②而数字系统中，载频与信道不同，GSM的一个载频有8个信道，而IS-95系统的CDMA的一个载频有64个信道。

2.电磁波的分类3.射频参数介绍3. 1.dBm、dBw、dBv/dB、dBc>dBi、dBd以上前的单位表示绝对值，后面的为相对值1)dBm是相对于ImW基准的绝对电平dBm=101g(Pmw∕lmW)OdBm——ImW2)dBw是相对于IW基准的绝对电平dBw=101g(Pw∕lW)OdBw——IW3)dBv是相对于IV基准的绝对电平dBv=201g(Pv∕lV)OdBv——IV4)dB是表示两个绝对值之间的差值IOdBm-5dBm=5dB5)dBc是特指某个绝对值与载频(Carrier)之间的差值6)dBi用于天线增益，表示某种天线相对点源天线的增益7)dBd也是用于天线增益，表示某种天线相对偶极振子天线的增益3.2.工作频带BW及带内波动(ripple)1)通常对于设备来说，工作频带一般是指-3dB带宽(BW∙3dB),如下图，即比最大增益小3dB的两点之间的频率宽度，也常见BW-6odB等；而对于器件，可能会是BWidB;2)带内波动是指规定频带内最大增益与最小增益之间的差值3.3.IdB压缩点(Ri)IdB压缩点是指增益下降IdB时，设备的输出功率，表示设备的线性范3.4.噪声系数（Nf）噪声系数是指噪声的恶化程度，定义为输出信噪比与输入信噪比的差值，可以以以下方法计算：Nt-Pno-Pni-GPno输出噪声电平Pni输入噪声电平G设备增益3.5.阻抗匹配、回波损耗（returnloss）和驻波比（VSWR）D信号通过介质传输时有三种状态：①无反射状态一一称为行波，完全匹配②全反射状态一一称为驻波，完全不匹配③行驻波状态一一不完全匹配2）通常的信号传输都是行驻波状态，具有以下参数：①反射系数P=反射波Vr/入射波Vi②驻波比VSWR=（1+P）/（I-P）③回波损耗returnloss=201gP3.6.三阶互调（ImPC）和三阶截获点（Ip3）多个载波进入设备后，由于放大器的非线性，将产生互调干扰，一般我们用两载波状况进行分析：假定两载波的频率为fl和f2,Ai为互调产物总和（工程上一般取所有互调产物的最强点），Ai=∑mfl+nf2（式中m、n为正数），则互调产物定义为ImPC=Ai-AfI （或Af2,取较小者）；在各类互调中三阶互调对系统的影响最大，其次是五阶互调，三阶互调图示如下：从图中可以看出，两个载波会产生两个三阶互调产物，而且这四个频率是等距的；而三阶截获点Ip3是用于表示设备的线性能力，三阶截获点越大，设备的线性范围越大；根据上图，三阶截获点的计算公式为：Ip3=Po+∣Impc ∣∕23.7.隔离度(isolation)隔离度是指设备的信号泄漏到其它不希望到达的端口的信号强度与原信号强度的差值；隔离度不好，将对设备或系统产生恶劣影响，如对于空间直放站，收发天线隔离度不够，直放站会产生自激；对于多频室内分布系统(尤其是有CDMA 与GSM 合路的)，系统隔离度不够，会影响网络质量，更严重的会阻塞基站，无法通话。

射频基本知识目录1. 射频概述 (2)1.1 射频定义与特点 (3)1.2 射频应用领域 (4)1.3 射频技术发展历史 (5)2. 射频信号及其特性 (6)2.1 电磁波与射频波 (7)2.2 频率范围与波长 (8)2.3 电磁波的时域和频域特性 (9)2.4 功率测量与单位 (10)2.5 幅度调制与相位调制 (12)3. 射频电路 (13)3.1 阻抗与反射系数 (14)3.2 匹配电路 (15)3.3 功率放大器 (16)3.4 滤波器与调谐电路 (17)3.5 衰减器与分频器 (19)4. 射频设备与系统 (20)4.1 信号源与检测器 (22)4.2 无线传输系统 (23)4.3 通信系统 (24)4.4 雷达系统 (25)4.5 测试与测量设备 (26)5. 射频技术应用案例 (28)5.1 5G 通信技术 (29)5.2 物联网应用 (30)6. 射频技术未来发展趋势 (31)1. 射频概述射频（Radio Frequency，简称RF）通信技术是现代通信的重要组成部分，它涉及无线电波的传输。

射频技术是通过发射机和接收机之间的无线电波来传输信号的，这些信号用于各种通信应用，如无线广播、移动通信系统、卫星通信和无线网络等。

在射频领域中，电磁波被用来承载信息，从简单的调幅（AM）广播到复杂的数字广播以及移动电话网络的高速数据传输，射频技术无处不在。

射频信号的特征可以从它们的波长和频率来描述，通常情况下，射频波的波长介于几厘米到几米之间，对应的频率范围从大约30 kHz 到300 GHz。

这个宽度频段使得射频技术可以涵盖从低频的无线电广播到高频的微波和无线宽带通信等多个应用领域。

射频系统通常包括调制和解调两个关键步骤，调制是将低频基带信号转换成高频的射频信号，使得信号可以通过无线电波传播。

这个过程涉及将基带信号的特性（如幅度和频率）嵌入到一个更高的射频载波上。

解调则在接收端进行，是将射频信号转换回可识别的低频信号，以便于进一步处理。

射频、光纤基础知识
姓名：部门：分数：
第一部分：填空（75’）
1、分别写出下列功率与电平之间的换算关系：
10W= 40 dBm、27dBm= 0.5 W；
0dBm+0dBm= 3 dBm、0dBm+0dB（无增益）= 0 dBm。

2、一个有源放大系统的增益=输出功率/输入功率。

3、射频传输线路有三种状态：行波、驻波、行驻波。

4、驻波比1.5对应回波损耗：14 。

5、频点936.2MHz和937.8MHz对应的三阶互调分量分别为：943.6 和
939.4 。

6、半功率波瓣宽度为辐射功率下降到最大辐射方向的一半的两个方向的夹角；天线方向图越宽，增益越低。

7、滤波器的主要指标有：频率范围、通带衰减、阻带衰减、寄生通带。

8、天线是由振子、引向器和反射器组成的。

9、光端机的主要作用是用来完成电光和光电的互相转换。

10、目前，我们光通信中常采用1310nm 和1550nm 波长的光来传输信号。

第二部分：简答题（25’）
1、如下图所示，假设A点的输入功率是20dBm，在不考虑馈线损耗的情况下，计算B点的输出功率。

（10’）
2、请用如下器件设计一个简单的双工射频信号放大系统，画出结构图。

（下列器件可以任选）。

（15’）
环行器
双工滤波器
滤波器
低噪声放大器功率放大器耦合器功分器。