射频基础知识ppt课件.ppt

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1、射频基础知识 系统技术中心,目录,常用的通信体制无线电波的传播常用技术指标常用的射频设备和器件,射频基础知识培训,一、常用的通信体制,目的：了解移动通信系统常用的通信体制掌握不同通信体制工作的频段和方式。,射频基础知识培训,GSM900：上行885MHz909MHz， 下行930MHz954MHz,中国移动,DCS1800：上行1710MHz1725MHz 下行1805MHz1820MHz,TD-SCDMA：2010MHz2025MHz,射频基础知识培训,GSM900：上行909MHz915MHz， 下行954MHz960MHz,中国联通,CDMA20001x：上行825MHz835MHz 下

2、行870MHz880MHz,DCS1800：上行1745MHz1755MHz， 下行1840MHz 1850MHz,CDMA1XEV-DO：800MHz频段，2000MHz频段,射频基础知识培训,PHS：1900MHz1920MHz,中国网通/中国电信,WLAN：2.4G频段 2400MHz 2483.5MHz 5.8G频段 5725MHz5850MHz,射频基础知识培训,中国铁通,GSM-R 上行：885MHz-889MHz 下行：930MHz-934MHz,450MHz 上行：457MHz459MHz； 下行：467MHz469MHz；,射频基础知识培训,WCDMA：上行1920MHz19

3、80MHz 下行2110MHz2170MHz,射频基础知识培训,二、无线电波的传播,目的：了解无线电波的传播特性掌握无线电波在不同传输媒介中损耗的计算方法。,射频基础知识培训,电磁波的空中传输：L自由空间 = 32.4 + 20logf + 20logd计量单位：f =频率MHz，d = 距离 Km,900MHz频段损耗计算值,2000MHz频段损耗值?,射频基础知识培训,模拟测试,经验值,射频基础知识培训,电磁波的馈线传输：,100m馈线损耗,射频基础知识培训,三、常用技术指标,目的：了解无线信号覆盖领域中常用的技术指标的意义掌握常用技术指标在实际工程中的应用方法。,射频基础知识培训,1、d

4、Bw, dBm,定义： 10 log Xw/1w=YdBw 10 log Xmw/1mw=YdBm 1w=0dBw=30dBm2W=?dBm20W？dBm,射频基础知识培训,2、相对电压 dBv, dBuv,定义： 20 log Xv/1v=YdBv 20 log Xmv/1mv=YdBmv 20 log Xuv/1uv=YdBuv 1v=0dBv=60dBmv=120dBuv,射频基础知识培训,3、 dBm和dBuv的关系,dBv=(-107)dBm ydBm=(y+107)dBv 如： 0dBv=0-107= -107dBm 15dBv=15-107= -92dBm 0dBm=0+107=

5、 107dBv 15dBm=15+107=122dBv,36dBv=-71dBm,射频基础知识培训,先把0dBv化成（反对数）1v=0.000001V, 并在50负载上求出功率P=V*V/R 10log(0.000001)*(0.000001)/50=-107dBm,射频基础知识培训,由于器件的非线性，当两个或两个以上信号通过时，信号间相互作用会产生其它信号，这些信号统称为互调信号。 f= (M*f1 Nf2) 或 (Nf2 M*f1) (M、N为整数） M+N为阶数 二阶：M=1 N=1（MN=2） 三阶：M=2 N=1 或 M=1 N=2（M+N=3）,4、互调（交调）,射频基础知识培训,

6、4、三阶互调（IM3),由于只有奇次阶互调才可能产生靠近工作频带的互调信号，且三阶互调最靠近工作频带，信号最强，因此重点考虑三阶互调,射频基础知识培训,5、反射系数与驻波,反射系数： = u入/ u反 u反 反射电压 u入入射电压电压驻波比：VSWR=波腹电压/波谷电压=(1+)/(1- ),射频基础知识培训,当驻波1.5时，其反射系数=0.2当驻波1.2时，其反射系数=0.08,射频基础知识培训,6、增益（放大量）,【1】电压增益 G(dB)=20log Uout/Uin,射频基础知识培训,【2】功率增益 G(dB)=10log Pout/Pin= Pout(dBm)-Pin(dBm) Po

7、ut(dBm)= G(dB)=+Pin(dBm),射频基础知识培训,7、自动增益控制 （AGC）,作用： 扩大输入信号动态范围 防止放大器阻塞、烧毁 保持输出恒定。两个关键指标 起控电平：什么时候自动增益控制起作用。 控制范围：自动增益的控制范围有多大,射频基础知识培训,实现的机理,射频基础知识培训,例如：放大器的输出为30dBm, 增益为40dB, 起控电平为 -10dBm, 控制范围为20dB 当输入信号低于 -10dBm时放大器的增益保持在40dB, 一旦超过-10dBm，增益将随之降低，使放大器的输出功率保持在30dBm，当输入信号继续增加到10dBm以上时，超过控制范围，攻放的输出功

8、率将继续增加，有可能损坏攻放。输入功率为15dBm，功率？输入功率为5dBm，功率？,射频基础知识培训,8、自动电平控制（ALC）,工作原理与自动增益控制完全一样，只是ALC放在接收机后级功放中，AGC放在接收机的前端。AGC通过调节整个设备的增益，达到调节输出功率的目的ALC直接通过调节后级的功率放大器，从而达到输出功率的调节 AGC比ALC更能起到对设备的保护功能，并能更好的改善整机设备性能。一般的有源设备两个都采用。,射频基础知识培训,9、接收机的接收灵敏度,当接收机满足输出信噪比和幅度要求时，其输入的最小电平称接收机的灵敏度或灵敏电平，即Pi=KTBNF(S/N)灵敏度与增益，带宽，噪

9、声系数和温度有关，当带宽、温度不变，增益也足够时要提高灵敏度，唯一的办法就是降低噪声系数NF，在卫星地面站的接收机工作在负温状态，是从温度这点出发进一步减小噪声系数，以进一步提高灵敏度。,射频基础知识培训,以C网宽带直放站为例，看灵敏度有多少？ B=10MHz，NF=5dB,(S/N)0=10dB PiKTBNF(S/N） Pi(dBm)=10KTBNF+10 = -174+70+5+10 = -89dBm,射频基础知识培训,在直放站中未出现过灵敏度的字样，因为直放站和基站、手机联用，直放站是中间环节，单独讨论灵敏度无意义，所以一般只提输入电平，此电平行标规定为-62dBm（无线直放站）,射频

10、基础知识培训,10、两定向天线间的隔离度,在地面上放置两定向天线（等高），背对背其中往一天线发信号，在另一天线也能收到信号，发功率与收功率之比就是隔离度（L）。 如发43dBm(20w),收功率为-70dBm 则隔离度L=43-（-70）=113dB。,射频基础知识培训,11、噪声系数,热噪声是电子热运动、相互碰撞产生的电磁骚动，在有源电路中除了热噪声外还有分配噪声、散弹噪声等，这就是内部噪声。由于它的存在，对电路输入一个信号，输出除信号外还有噪声，也就是输出信噪比变坏了，衡量这种变坏的程度就是噪声系数NF。定义如下： NF（dB）=10 lg(S/N)i/(S/N) NF就倍数而言是1的数，

11、分贝数0。,射频基础知识培训,多级串联噪声系数： 付立叶（FRIL）公式： NFNF1（NF21)/G1+(NF3-1)/G1*G2+.,NF1 NF2 NF3G1 G2 G3,射频基础知识培训,12、接收机的输出噪声功率,干放、直放站的上下行放大链路以及频谱仪等都可以看作是接收机，都有噪声功率输出，比如频谱仪在输入未接信号(开路)时，基线上那些杂乱无章的东西就是噪声。输出噪声为PN0=KTBNFG PN0（dBw）=10 lgKT+10 lgB+10 lgNF+10 lgG 式中：K1.3810-23焦耳/度,Hz。 T绝对温度取300（27） B带宽、单位Hz NF噪声系数（倍） G增益（

12、倍） PN0单位是瓦特(W),射频基础知识培训,从上式可见,调整输出噪声的大小,改变增益是最容易的,在室内覆盖系统中为使上行至基站的噪声不高于基站的接收灵敏度(一般要求低10dB),就调干放或直放站的上行增益(调数控衰减器DGC).,射频基础知识培训,13、 直放站到基站的噪声计算模型,PNi= PNo+G1-LR+G2-LS 式中：PN0直放站输出噪功率（dBm） G1直放站施主天线增益（dBi） G2基站上行收天线增益（dBi） LR空间传输衰减（dB） LR=32.4+20 log+(MHz)+20 logR(Km) LS-衰落中值23d,射频基础知识培训,引入噪声= PNo-有效路径损

13、耗 =10logKBT+NF+G-有效路径损耗 =10logKBT+NF+基站和直放站的输出功率差 式中：10logKBT-系统底噪声 NF直放站噪功系数（dB） G直放站增益（dB）,射频基础知识培训,14、信号在光纤中传输,光信号在光纤中传输也有损耗，光信号损耗1dB,它所传送的电信号损耗2dB，如果光纤长度是20公里，从一端馈入0dBm的射频功率，其末端所得到的射频功率只有0-0.4202=-16dBm,即光纤损耗16dB(每公里光纤损耗0.4dB)。,射频基础知识培训,光端机中激光器输出光功率一般在0-5dBm，低于-5dBm告警。接收光功率可达+5dBm，最小接收光功率一般在-10d

14、Bm左右，低于此值便告警，但不等于不工作，低于此值后输出噪声会大一些，这个门槛的设置是人为的，可以按照不同的要求去设置，我们要求厂家设置在-12dBm左右。,射频基础知识培训,四、常用的射频设备和器件,目的：了解无线信号覆盖领域中常用设备和器件掌握常用设备/器件在具体工程的应用。,射频基础知识培训,【1】无源器件（8002500）,双工系指收、发两种功能。同时可收发的称全双工，分时收发的称半双工，完成这个功能的器件称双工器。 一般是异频双工，同频双工很难做，所以至今没有同频全双工体制的通信系统（TD的时分开关）。 双工器由两个不同频率的腔体滤波器组成。一般称公共端为ANT（天线端口），其余两端

15、分别是TX（收端口）和RX（发端口）。如下图所示,1） 双工器,射频基础知识培训,射频基础知识培训,双工器的插入损耗：0.2dB左右在链路计算中可以忽略,射频基础知识培训,2)合路器,其内部有两个（或多个）不同频率的带通滤波器，它们由多级高Q谐振腔串联而成。主要特点是低扦损，高抑制（带外），收发隔离一般在80dB左右，低驻波。它内部没有环形器，因此没有方向性 （工作频段、插损、隔离度、驻波比、带内平坦度、承受功率）,射频基础知识培训,合路器的损耗：合路的通道数量的不同而不同，不同厂家的产品也不同，一般不大于0.5dB,射频基础知识培训,3)3dB电桥(合路器的一种),3dB电桥是一种同频合路器

16、，它具有两路输入和两路输出。 （工作频段、插损、驻波比、带内平坦度、承受功率）,射频基础知识培训,4）功分器,功分器是一种同频等比例合路和分路的器件。常用的有2、3、4功分器。微带功分器是利用微带电路板，腔体功分器是利用谐振腔。目前所谓的腔体功分器其实是用粗的微带线代替了微带板，实际上还是微带功分器。,射频基础知识培训,二功分器的分配损耗为3dB，插入损耗0.2dB左右,实际计算损耗：3.5dB,射频基础知识培训,三功分器的分配损耗为4.8dB，插入损耗0.5dB左右,实际计算损耗：5.5dB,射频基础知识培训,四功分器的分配损耗为6dB，插入损耗0.5dB左右,实际计算损耗：6.5dB,射频

17、基础知识培训,射频基础知识培训,射频基础知识培训,5）耦合器,耦合器是一种同频不等比例合路和分路的器件。常用的有5、7、10、15、20、30、40耦合器。微带耦合器是利用微带电路板，腔体耦合器是利用谐振腔。,射频基础知识培训,不同分配损耗耦合器的插入损耗：5dB耦合器：1.8dB7dB耦合器：1.2dB 10dB耦合器：0.8dB15dB以上耦合器：0.5dB 。,射频基础知识培训,射频基础知识培训,【2】有源设备,基放：塔放：直放站：(光纤直放站、无线直放站） （宽带直放站、选频直放站、移频直放站）干放：WFDS设备：微功率输出，智能化化监控,射频基础知识培训,LGC设备开通调试步骤,谢 谢,知识回顾Knowledge Review,