概述
基础
dBm: 相对于1mW
的单位值
dBc: 相对于载波的差值
例如:
0dBm = 1mW
10dBm = 10mW
-110dBm = 1E-11mW = 0.00001nW
对于50欧姆的负载, -110dBm就是0.7uV
经验法则:
- 功率翻倍 = 增加3dB
- 功率减半= 降低3dB
关于dBm和W之间的关系
-
电压比
aV = 20log(V2/V1) [aV]=dB -
功率比
aP = 10log(P2/P1) [aP]=dB -
电压等级
V’ = 20 log(V/1uV) [V’]=dBuV -
功率等级
P’ = 10log(P/1mW) [P’]=dBm
例如对于最大20mW功率,允许的最大功率是
P’ = 10 log(25mW/1mW) = 10 * 1.39794 dBm ≈ 14dBm
电磁频谱
RF通信系统类型
最简单的RF系统
从发送器到接收器的单向通信射频技术,例如,FM射频, TV,单向AMR系统等
半双工RF系统
射频通信系统的操作模式要么是发送,要么是接收,不能同时进行收发
注意: 在同一频段下的通信是双向的,但是对于一个消息的间隔内来说是单向的,因此设备需要收发器, 例如:无线键盘鼠标
全双工RF系统
射频通信系统中的终端之间可以同时进行发送和接收
典型的情况是 使用两个频段来建立通信信道。各个频段仅用于发送或者接收,例如FDD系统,例如:蜂窝电话,卫星通信等
RF系统基本构建块
无线通信系统框图
调制和解调
射频发送
发送一般流程是,有一个低频的信号,需要在高频进行发送,该过程就需要调制,即把低频信号叠加上高频载波上,然后再进行发送。
有三种调制方案可用:
- AM(Amplitude Modulation), 调幅,载波的振幅随信息信号的不同而变化
- FM(Frequency Modulation), 调频,载波的频率随信息信号的不同而变化
- PM(Phase Modulation): 调相, 载波的相位随信息信号的不同而变化
数字调制:
对于数字信号的调制则是著名的移动键控(Shift Keying),有如下三种
- ASK(幅度键控)
- FSK(频移键控)
- PSK(相移键控)
射频接收
RF系统的基本构建模块有:
-
RF-IC
- 发送器
- 接收器
- 收发器
- SoC:典型的是集成了微控制器的收发器
-
晶体
- LO和载波频率的参考频率
-
不平衡变换器(Balun)
- 平衡到不平衡
- 将差分信号转换为单端信号,反之亦然
-
匹配
-
滤波器
- 若管理需求需要时则使用,以及改善选择性
-
天线
RF参数
RF系统相关的参数有如下几种
相躁(Phase Noise)
窄带收发器(NarrowBand Transmitter)
同信道抑制(Co-channel Rejection)
接收机选择性
- 邻信道抑制(ACR, Adjacent Channel Rejection)
- 邻信道选择 (ACS,Adjacent Channel Selectivity)
镜像抑制(Image Rejection)
接收机灵敏度(Receiver Sensitivity)
RF测量设备
RF系统相关测试设备
矢量网络分析仪
频谱分析仪
信号产生器
功率计
示波器
函数和任意波形发生器
参考
RF Basics, RF for Non-RF Engineers
最后
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