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射频常识

作者:何同明
2020-06-19
百科

1. 射频的术语知识

1.功率/电平(dBm):放大器的输出能力,一般单位为w、mw、dBm2.增益(dB):即放大倍数,单位可表示为分贝(dB)。

注:dBm是取1mw作基准值,以分贝表示的绝对功率电平。换算公式:电平(dBm)=10lgmw5W → 10lg5000=37dBm10W → 10lg10000=40dBm20W → 10lg20000=43dBm从上不难看出,功率每增加一倍,电平值增加3dB即:dB=10lgA(A为功率放大倍数)3.插损:当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减,单位用dB表示。

4.选择性:衡量工作频带内的增益及带外辐射的抑制能力。-3dB带宽即增益下降3dB时的带宽,-40dB、-60dB同理。

5.驻波比(回波损耗):行驻波状态时,波腹电压与波节电压之比(VSWR)附:驻波比——回波损耗对照表:SWR 1.2 1.25 1.30 1.35 1.40 1.50回波损耗(dB) 21 19 17.6 16.6 15.6 14.0注:根据回波损耗(RL)的计算驻波比(SWR)关系式为SWR=[10^(RL/20)+1]/[[10^(RL/20)-1]]。6.三阶交调:若存在两个正弦信号ω1和ω2 由于非线性作用将产生许多互调分量,其中的2ω1-ω2和2ω2-ω1两个频率分量称为三阶交调分量,其功率P3和信号ω1或ω2的功率之比称三阶交调系数M3。

即M3 =10lg P3/P1 (dBc)7.噪声系数:一般定义为输入信噪比与输出信噪比的比值,实际使用中化为分贝来计算。单位用dB。

8.耦合度:耦合端口与输入端口的功率比, 单位用dB。9.隔离度:本振或信号泄露到其他端口的功率与原有功率之比,单位dB。

10.天线增益(dB):指天线将发射功率往某一指定方向集中辐射的能力。一般把天线的最大辐射方向上的场强E与理想各向同性天线均匀辐射场场强E0相比,以功率密度增加的倍数定义为增益。

Ga=E2/ E0211.天线方向图:是天线辐射出的电磁波在自由空间存在的范围。方向图宽度一般是指主瓣宽度即从最大值下降一半时两点所张的夹角。

E面方向图指与电场平行的平面内辐射方向图;H面方向图指与磁场平行的平面内辐射方向图。一般是方向图越宽,增益越低;方向图越窄,增益越高。

12.天线前后比:指最大正向增益与最大反向增益之比,用分贝表示。13.单工:亦称单频单工制,即收发使用同一频率,由于接收和发送使用同一个频率,所以收发不能同时进行,称为单工。

14.双工:亦称异频双工制,即收发使用两个不同频率,任何一方在发话的同时都能收到对方的讲话。单工、双工都属于移动通信的工作方式。

15.放大器:(amplifier)用以实现信号放大的电路。16.滤波器:(filter)通过有用频率信号抑制无用频率信号的部件或设备17.衰减器:(attenuator) 在相当宽的频段范围内一种相移为零、其衰减和特性阻抗均为与频率无关的常数的、由电阻元件组成的四端网络,其主要用途是调整电路中信号大小、改善阻抗匹配。

功分器:进行功率分配的器件。有二、三、四….功分器;接头类型分N头(50Ω)、SMA头(50Ω)、和F头(75Ω)三种。

18.耦合器:从主干通道中提取出部分信号的器件。按耦合度大小分为5.10.15.20…. dB不同规格;从基站提取信号可用大功率耦合器(300W),其耦合度可从30~65dB中选用;耦合器的接头多采用N头。

19.负 载:终端在某一电路(如放大器)或电器输出端口,接收电功率的元/器件、部件或装置统称为负载。对负载最基本的要求是阻抗匹配和所能承受的功率。

20.环形器:使信号单方向传输的器件。21.转接头:把不同类型的传输线连接在一起的装置。

22.馈 线:是传输高频电流的传输线。23.天 线:(antenna)是将高频电流或波导形式的能量变换成电磁波并向规定方向发射出去或把来自一定方向的电磁波还原为高频电流。

2. 无线电基本知识介绍

无线电是指在自由空间(包括空气和真空)传播的电磁波,其频率 300GHz 以下 (下限频率较不统一, 在各种射频规范书, 常见的有三 3KHz~300GHz, 9KHz~300GHz, 10KHz~300GHz)。

无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。 无线电技术的原理在于,导体中电流强弱的改变会产生无线电波。

利用这一现象,通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端,电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。

通过解调将信息从电流变化中提取出来,就达到了信息传递的目的。 麦克斯韦最早在他递交给英国皇家学会的论文《电磁场的动力理论》中阐明了电磁波传播的理论基础。

他的这些工作完成于1861年至1865年之间。 海因里希·鲁道夫·赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)在1886年至1888年间首先通过试验验证了麦克斯韦尔的理论。

他证明了无线电辐射具有波的所有特性,并发现电磁场方程可以用偏微分方程表达,通常称为波动方程。 1906年圣诞前夜,雷吉纳德·菲森登(Reginald Fessenden)在美国麻萨诸塞州采用外差法实现了历史上首次无线电广播。

菲森登广播了他自己用小提琴演奏“平安夜”和朗诵《圣经》片段。位于英格兰切尔姆斯福德的马可尼研究中心在1922年开播世界上第一个定期播出的无线电广播娱乐节目。

发明 关于谁是无线电台的发明人还存在争议。 1893年,尼科拉·特斯拉(Nikola Tesla)在美国密苏里州圣路易斯首次公开展示了无线电通信。

在为“费城富兰克林学院”以及全国电灯协会做的报告中,他描述并演示了无线电通信的基本原理。他所制作的仪器包含电子管发明之前无线电系统的所有基本要素。

古列尔莫·马可尼(Guglielmo Marconi)拥有通常被认为是世界上第一个无线电技术的专利,英国专利12039号,“电脉冲及信号传输技术的改进以及所需设备”。 尼科拉·特斯拉1897年在美国获得了无线电技术的专利。

然而,美国专利局于1904年将其专利权撤销,转而授予马可尼发明无线电的专利。这一举动可能是受到马可尼在美国的经济后盾人物,包括汤玛斯·爱迪生,安德鲁·卡耐基影响的结果。

1909年,马可尼和卡尔·费迪南德·布劳恩(Karl Ferdinand Braun)由于“发明无线电报的贡献”获得诺贝尔物理学奖。 1943年,在特斯拉去世后不久,美国最高法院重新认定特斯拉的专利有效。

这一决定承认他的发明在马可尼的专利之前就已完成。有些人认为作出这一决定明显是出于经济原因。

这样二战中的美国政府就可以避免付给马可尼公司专利使用费。 1898年,马可尼在英格兰切尔姆斯福德的霍尔街开办了世界上首家无线电工厂,雇佣了大约50人。

无线电的用途 无线电的最早应用于航海中,使用摩尔斯电报在船与陆地间传递信息。现在,无线电有着多种应用形式,包括无线数据网,各种移动通信以及无线电广播等。

以下是一些无线电技术的主要应用: 通信 声音 * 声音广播的最早形式是航海无线电报。它采用开关控制连续波的发射与否,由此在接收机产生断续的声音信号,即摩尔斯电码。

* 调幅广播可以传播音乐和声音。调幅广播采用幅度调制技术,即话筒处接受的音量越大则电台发射的能量也越大。

这样的信号容易受到诸如闪电或其他干扰源的干扰。 * 调频广播可以比调幅广播更高的保真度传播音乐和声音。

对频率调制而言,话筒处接受的音量越大对应发射信号的频率越高。调频广播工作于甚高频段(Very High Frequency,VHF)。

频段越高,其所拥有的频率带宽也越大,因而可以容纳更多的电台。同时,波长越短的无线电波的传播也越接近于光波直线传播的特性。

* 调频广播的边带可以用来传播数字信号如,电台标识、节目名称简介、网址、股市信息等。在有些国家,当被移动至一个新的地区后,调频收音机可以自动根据边带信息自动寻找原来的频道。

* 航海和航空中使用的话音电台应用VHF调幅技术。这使得飞机和船舶上可以使用轻型天线。

* 政府、消防、警察和商业使用的电台通常在专用频段上应用窄带调频技术。这些应用通常使用5KHz的带宽。

相对于调频广播或电视伴音的16KHz带宽,保真度上不得不作出牺牲。 * 民用或军用高频话音服务使用短波用于船舶,飞机或孤立地点间的通讯。

大多数情况下,都使用单边带技术,这样相对于调幅技术可以节省一半的频带,并更有效地利用发射功率。 * 陆地中继无线电(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一种为军队、警察、急救等特殊部门设计的数字集群电话系统。

电话 * 蜂窝电话或移动电话是当前最普遍应用的无线通信方式。蜂窝电话覆盖区通常分为多个小区。

每个小区由一个基站发射机覆盖。理论上,小区的形状为蜂窝状六边形,这也是蜂窝电话名称的来源。

当前广泛使用的移动电话系统标准包括:GSM,CDMA和TDMA。运营商已经开始提供下一代的3G移动通信服务,其主导标准为UMTS和CDMA2000。

* 卫星电话存在两种形式:INMARSAT 和 铱星系统。两种系统都提供全球覆盖服务。

INMARSAT使用地球同步卫星,需要定向的高增益天线。铱星则是低轨道卫星系统,直接使用手机天线 电视 * 通常的模拟电视信号采。

3. 射频工程师应该具备那些基本知识

具体掌握知识1.电路系统分析,射频工程师需要负责对整个RF系统的电路进行系统分析,指导系统设计指标、分配单元模块指标、规范EMC设计原则、提出配附件功能和性能要求等等;2.电路原理设计,包括框图设计和电路设计,这是射频工程师所必须具备的基本技能。

这也是由系统设计延伸而来的,如何实现系统设计的目标,就是电路原理设计的目的,它也是器件选型评估的“前因”,因为设计电路的过程也是一个器件选型的过程。3.器件选型与评估,要实现电路的指标要求,选择合适的器件是必不可少的,这个过程其实与电路原理设计是同时进行的。

如何选择相应的器件,成本、性能、工艺要求、封装、供应商质量、货期等等,更是需要考虑的因素。4.软件仿真。

仿真软件不能让你的设计达到百分百的准确度,但总不会让设计偏离基本方向,起码它们在定性的仿真方面是准确的。所以一定要学会使用一至两种或更多种仿真软件,它的基本作用就是让你能够定性的分析你的设计,误差总是有的,但是它能增强你的信心。

5.PCBLAYOUT,原理就好比理论基础,一万个应用可以只依据一个理论,几个产品也有可能只有一个原理图。性能的差异,其实就是PCBLAYOUT的差异。

符合要求的PCB,其布局与布线兼顾性能、外观、工艺、EMC等方面。所以,PCBLAYOUT也是一个非常重要的技能。

6.调试分析,这个调试和生产调试不一样。生产调试是指令性的,研发产品的调试的重点在于发现问题和解决问题。

调试是一个总结和积累经验的过程,不是说通过调试来积累调试经验,而是通过调试来积累设计经验;很多问题可能在设计时没有被发现,那么通过调试发现以后,就知道以后在设计时如何规避这些问题,如何改善这些问题。调试也是一个实践理论的最有效途径。

7.测试,其实测试是为调试服务的,调试是为设计服务的(设计是为市场服务的)。射频工程师必须熟练使用各种射频测试仪器,不管是频谱分析仪、网络分析仪、信号源、示波器、功率计、噪声系数测试仪、综合测试仪等等。

射频工程师是从事终端产品硬件射频部分设计开发,并对产品的实现过程进行跟踪确认的专业人员。工作内容为负责射频相关设计方案的可行性分析和实施; 制定和建立开发流程,完成相应产品相关文挡(如原理图、PCB板和BOM表和测试分析报告等)的拟制及评审; 射频器件的新供应商、新元器件的评估; 和结构生产等部门密切协作,保证整个产品的相关目标按期实现; 项目量产后支持和维护生产线,解决与射频部分相关的问题;为其他部门提供所需要的射频技术支持。

4. 射频工程师需要具备那些知识和能力

具体掌握知识

1.电路系统分析,射频工程师需要负责对整个RF系统的电路进行系统分析,指导系统设计指标、分配单元模块指标、规范EMC设计原则、提出配附件功能和性能要求等等;

2.电路原理设计,包括框图设计和电路设计,这是射频工程师所必须具备的基本技能。这也是由系统设计延伸而来的,如何实现系统设计的目标,就是电路原理设计的目的,它也是器件选型评估的“前因”,因为设计电路的过程也是一个器件选型的过程。

3.器件选型与评估,要实现电路的指标要求,选择合适的器件是必不可少的,这个过程其实与电路原理设计是同时进行的。如何选择相应的器件,成本、性能、工艺要求、封装、供应商质量、货期等等,更是需要考虑的因素。

4.软件仿真。仿真软件不能让你的设计达到百分百的准确度,但总不会让设计偏离基本方向,起码它们在定性的仿真方面是准确的。所以一定要学会使用一至两种或更多种仿真软件,它的基本作用就是让你能够定性的分析你的设计,误差总是有的,但是它能增强你的信心。

5.PCBLAYOUT,原理就好比理论基础,一万个应用可以只依据一个理论,几个产品也有可能只有一个原理图。性能的差异,其实就是PCBLAYOUT的差异。符合要求的PCB,其布局与布线兼顾性能、外观、工艺、EMC等方面。所以,PCBLAYOUT也是一个非常重要的技能。

6.调试分析,这个调试和生产调试不一样。生产调试是指令性的,研发产品的调试的重点在于发现问题和解决问题。调试是一个总结和积累经验的过程,不是说通过调试来积累调试经验,而是通过调试来积累设计经验;很多问题可能在设计时没有被发现,那么通过调试发现以后,就知道以后在设计时如何规避这些问题,如何改善这些问题。调试也是一个实践理论的最有效途径。

7.测试,其实测试是为调试服务的,调试是为设计服务的(设计是为市场服务的)。射频工程师必须熟练使用各种射频测试仪器,不管是频谱分析仪、网络分析仪、信号源、示波器、功率计、噪声系数测试仪、综合测试仪等等。

射频工程师是从事终端产品硬件射频部分设计开发,并对产品的实现过程进行跟踪确认的专业人员。工作内容为负责射频相关设计方案的可行性分析和实施; 制定和建立开发流程,完成相应产品相关文挡(如原理图、PCB板和BOM表和测试分析报告等)的拟制及评审; 射频器件的新供应商、新元器件的评估; 和结构生产等部门密切协作,保证整个产品的相关目标按期实现; 项目量产后支持和维护生产线,解决与射频部分相关的问题;为其他部门提供所需要的射频技术支持。

5. RFID是什么,RFID的安全知识有哪些

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。

RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。

RFID的分类

RFID按应用频率的不同分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)、微波(MW),相对应的代表性频率分别为:低频135KHz以下、高频13.56MHz、超高频860M~960MHz、微波2.4G,5.8G

RFID按照能源的供给方式分为无源RFID,有源RFID,以及半有源RFID。无源RFID读写距离近,价格低;有源RFID可以提供更远的读写距离。

6. 什么是射频

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。射频技术在无线通信领域具有广泛的、不可替代的作用。

射频技术的分类: 自动识别技术 自动设备识别技术是目前国际上发展很快的一项新技术, 英文名称为 Automatic Equipment Identification,简称AEI。 该项技术的基本思想是通过采用一些先进的技术手段,实现人们对各类物体或设备(人员、物品)在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别和管理。

目前应用最广泛的自动识别技术大致可以分为两个方面:光学技术和无线电技术两个方面。其中光学技术中普遍应用的产品有:条形码和摄像两大类。

这两类产品目前已广泛应用于人们的日常生活中,并已为人们所熟知。比如:条形码用于商品管理,摄像用于抓拍违章车辆等。

射频识别技术 射频识别技术依其采用的频率不同可分为低频系统和高频系统两大类;根据电子标签内是否装有电池为其供电,又可将其分为有源系统和无源系统两大类;从电子标签内保存的信息注入的方式可将其分为集成电路固化式、现场有线改写式和现场无线改写式三大类;根据读取电子标签数据的技术实现手段,可将其分为广播发射式、倍频式和反射调制式三大类。 1。

低频系统一般指其工作频率小于30MHz,典型的工作频率有:125KHz、225KHz、13。56MHz等,这些频点应用的射频识别系统一般都有相应的国际标准予以支持。

其基本特点是电子标签的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况,典型阅读距离为10cm)电子标签外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。 2。

高频系统一般指其工作频率大于400MHz,典型的工作频段有:915MHz、2450MHz、5800MHz等。高频系统在这些频段上也有众多的国际标准予以支持。

高频系统的基本特点是电子标签及阅读器成本均较高、标签内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几米至十几米),适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及电子标签天线均有较强的方向性。 3。

有源电子标签内装有电池,一般具有较远的阅读距离,不足之处是电池的寿命有限(3~10年);无源电子标签内无电池,它接收到阅读器(读出装置)发出的微波信号后,将部分微波能量转化为直流电供自己工作,一般可做到免维护。相比有源系统,无源系统在阅读距离及适应物体运动速度方面略有限制。

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