第一章射频微电子学 简介

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。

射频微波基础知识射频简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。

每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。

有线电视系统就是采用射频传输方式的。

在电子学理论中，电流流过导体，导体周围会形成磁场；交变电流通过导体，导体周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。

在电磁波频率低于100khz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频率高于100khz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力，我们把具有远距离传输能力的高频电磁波成为射频，英文缩写：RF一、射频和微波技术基础知识1、什么是射频?射频(RF)是指无线通信系统中使用的电磁频率范围。

它涵盖了广泛的频率范围，通常从3kHz(千赫)到300GHz(千兆赫)。

射频信号的特点是能够长距离传播并穿过障碍物，这使其成为各种通信应用的理想选择。

2、微波频率微波是射频频率的一个子集，频率范围为300MHz(兆赫)到300GHz。

虽然微波仍然是像射频一样的电磁波，但它们具有更短的波长，这在特定应用中提供了某些优势，例如高数据传输速率和精确成像能力。

二、射频和微波技术的应用1、无线通信射频和微波技术最突出的应用之一是在无线通信系统中。

从简单的无线电传输到复杂的蜂窝网络，射频技术使移动设备上的语音通话、短信、互联网浏览和视频流成为可能。

此外，Wi-Fi网络、蓝牙连接和其他无线协议依赖RF信号进行无缝数据交换。

2、卫星通信卫星通信严重依赖微波频率。

地球静止轨道或近地轨道卫星利用微波远距离传输电视信号、互联网数据和电话，确保在传统通信基础设施有限，或无法使用的偏远地区实现全球连接。

3、雷达系统微波雷达系统对各种应用至关重要，包括空中交通管制、天气监测和军事防御。

雷达使用微波脉冲来探测物体的存在、距离和速度，从而进行精确的跟踪和分析。

4、医疗应用射频和微波技术在医学领域有着重要的应用，例如磁共振成像(MRI)和微波消融。

射频基础知识第一部分与移动通信相关的射频知识简介 (3)1.1 何谓射频 (3)1.2 无线电频段和波段命名 (3)1.3 移动通信系统使用频段 (3)1.4 第一代移动通信系统及其主要特点 (6)1.5 第二代移动通信系统及其主要特点 (6)1.6 第三代移动通信系统及其主要特点 (6)1.7 何谓“双工”方式？何谓“多址”方式 (7)1.8 发信功率及其单位换算 (7)1.9 接收机的热噪声功率电平 (7)1.10 接收机底噪及接收灵敏度 (8)1.11 电场强度、电压及功率电平的换算 (8)1.12 G网的全速率和半速率信道 (9)1.13 G网设计中选用哪个信道的发射功率作为参考功率 (9)1.14 G网的传输时延，时间提前量和最大小区半径的限制 (9)1.15 GPRS的基本概念 (10)1.16 EDGE的基本概念 (10)第二部分电波传播 (10)2.1 陆地移动通信中无线电波传播的主要特点 (10)2.2 快衰落遵循什么分布规律，基本特征和克服方法 (11)2.3 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 (12)2.4 什么是自由空间的传播模式 (12)2.5 2G系统的宏小区传播模式 (13)2.6 3G系统的宏小区传播模式 (13)2.7 微小区传播模式 (14)2.8 室内传播模式 (16)2.9 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 (17)2.10 全链路平衡和最大允许路径损耗 (19)第三部分电磁干扰 (19)3.1 电磁兼容（EMC）与电磁干扰（EMI） (19)3.2 同频干扰和同频干扰保护比 (20)3.3 邻道干扰和邻道选择性 (21)3.4 发信机的（三阶）互调干扰辐射 (21)3.5 收信机的互调干扰响应 (22)3.6 收信机的杂散响应和强干扰阻塞 (22)3.7 dBc与dBm (22)3.8 宽带噪声电平及归一化噪声功率电平 (23)3.9 关于噪声增量和系统容量 (23)3.10 直放站对基站的噪声增量 (24)3.11 IS-95 CDMA 对 GSM 基站的干扰 (26)3.12 G网与PHS网的相互干扰 (27)3.13 3G系统电磁干扰 (28)3.14 PHS系统与3G系统之间的互干扰 (30)3.15 GSM系统与3G系统之间的互干扰 (31)第一部分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。

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：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。

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。