1.1 射頻定義
射頻(RF)是Radio Frequency的縮寫,表示可以輻射到空間的電磁頻率,頻率范圍從300KHz-300GHz之間。射頻就是射頻電流,簡稱RF,它是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。每秒變化小于1000次的交流電稱為低頻電流,大于10000次的稱為高頻電流。射頻就是這樣一種高頻電流。把具有遠(yuǎn)距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻。
1.2 射頻電路的應(yīng)用領(lǐng)域
RF(Radio Frequency)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域,如:電視、廣播、移動電話、雷達(dá)、自動識別系統(tǒng)等。專用詞RFID(射頻識別)即指應(yīng)用射頻識別信號對目標(biāo)物進(jìn)行識別。RFID的應(yīng)用包括:
①ETC(電子收費(fèi))
②鐵路機(jī)車車輛識別與跟蹤
③集裝箱識別
④貴重物品的識別、認(rèn)證及跟蹤
⑤商業(yè)零售、醫(yī)療保健、后勤服務(wù)等的目標(biāo)物管理
⑥出入門禁管理
⑦動物識別、跟蹤
⑧車輛自動鎖死(防盜)
⑨...
1.3 射頻術(shù)語知識
功率/電平(dBm):放大器的輸出能力,一般單位為w、mw、dBm
增益:即放大倍數(shù),單位可表示為分貝(dB)。
插損:當(dāng)某一器件或部件接入傳輸電路后所增加的衰減,單位用dB表示。
選擇性:衡量工作頻帶內(nèi)的增益及帶外輻射的抑制能力,-3dB帶寬即增益下降3dB時的帶寬
駐波比(回波損耗):行駐波狀態(tài)時,波腹電壓與波節(jié)電壓之比(VSWR)
噪聲系數(shù):一般定義為輸入信噪比與輸出信噪比的比值,實際使用中以分貝來計算,單位dB。
耦合度:耦合端口與輸入端口的功率比,單位用dB。
隔離度:本振或信號泄露到其他端口的功率與原有功率之比,單位dB。
天線:(antenna)是將高頻電流或波導(dǎo)形式的能量變換成電磁波并向規(guī)定方向發(fā)射出去或把來自一定方向的電磁波還原為高頻電流。
單工:亦稱單頻單工制,即收發(fā)使用同一頻率,由于接收和發(fā)送使用同一個頻率,所以收發(fā)不能同時進(jìn)行,稱為單工。
雙工:亦稱異頻雙工制,即收發(fā)使用兩個不同頻率,任何一方在發(fā)話的同時都能收到對方的講話。單工、雙工都屬于移動通信的工作方式。
1.4 計算單位
dB:英文全稱是Decibel,簡寫為dB。是一個比值的對數(shù)表示。dB是一個比值,簡單理解就是一個相對值,比如說dBi,就是天線相對于一個全向點(diǎn)源天線的增益比值。dBd就是天線相對于一個標(biāo)準(zhǔn)偶極子的增益比值。
dBm:功率相對于1mW的比值;
dBw:功率相對于1W的比值;
2.1射頻的三大核心指標(biāo)
2.2直接影響射頻信號頻率的主要電路有:
①信號產(chǎn)生器:用來產(chǎn)生特定頻率的信號,如點(diǎn)頻振蕩器、機(jī)械調(diào)諧振蕩器、 壓控振蕩器、 頻率合成器等。
②頻率變換器:將一個或兩個頻率的信號變?yōu)榱硪粋€所希望的頻率信號,如分頻器、變頻器、 倍頻器、混頻器等。
③頻率選擇電路:在復(fù)雜的頻譜環(huán)境中,選擇所關(guān)心的頻譜范圍。經(jīng)典的頻率選擇電路是濾波器,如低通濾波器、帶通濾波器、 高通濾波器和帶阻濾波器等。
近年發(fā)展起來的高速電子開關(guān)由于體積小,在許多方面取代了濾波器來實現(xiàn)頻率選擇。在射頻工程中,這些電路可以獨(dú)立工作,也可以相互組合,還可以與其他電路組合,構(gòu)成射頻電路子系統(tǒng)。
這些電路的測量儀器有頻譜分析儀、頻率計數(shù)器、功率計、網(wǎng)絡(luò)分析儀等。
2.3影響射頻信號功率的主要電路有:
①衰減器:控制射頻信號功率的大小。通常由有耗材料(電阻性材料)構(gòu)成,有固定衰減量和可調(diào)衰減量之分。
②功分器:將一路射頻信號分成若干路的組件,可以是等分的,也可以是比例分配的,希望分配后信號的損失盡可能小。功分器也可用作功率合成器,在各個支路口接同頻同相等幅信號,在主路疊加輸出。
③耦合器:定向耦合器是一種特殊的分配器。通常是耦合一小部分功率到支路,用以檢測主路信號的工作狀態(tài)是否正常。分支線耦合器和環(huán)形橋耦合器可實現(xiàn)不同相位的功率分配/合成,配合微波二極管,完成多種功能微波電路,如混頻、變頻、 移相等
④放大器:提高射頻信號功率的電路,在射頻工程中地位極為重要。用于接收的是小信號放大器,該類放大器著重要求低噪聲、高增益。用于發(fā)射的是功率放大器,對于該類放大器,為了滿足要求的輸出功率,可以不惜器件和電源成本。用于測試儀器的放大器,完善和豐富了儀器的功能。
2.4阻抗
阻抗是在特定頻率下,描述各種射頻電路對信號能量傳輸?shù)挠绊懙囊粋€參數(shù)。 電路的材料和結(jié)構(gòu)對工作頻率的響應(yīng)決定電路阻抗參數(shù)的大小。工程實際中,應(yīng)設(shè)法改進(jìn)阻抗特性,實現(xiàn)能量的最大傳輸。所涉及的射頻電路有:
①阻抗變換器:增加合適的元件或結(jié)構(gòu),實現(xiàn)一個阻抗向另一個阻抗的過渡。
②阻抗匹配器:一種特定的阻抗變換器,實現(xiàn)兩個阻抗之間的匹配。
③天線:一種特定的阻抗匹配器,實現(xiàn)射頻信號在封閉傳輸線和空氣媒體之間的匹配傳輸。
3.1 射頻前端模塊
射頻前端模塊(RFFEM:Radio Frequency Front End Module)是通信系統(tǒng)的核心組件,對它的理解要從兩方面考慮:一是必要性,是連接通信收發(fā)芯片(transceiver)和天線的必經(jīng)通路;二是重要性,它的性能直接決定了移動終端可以支持的通信模式,以及接收信號強(qiáng)度、通話穩(wěn)定性、發(fā)射功率等重要性能指標(biāo),直接影響終端用戶體驗。
3.2 三個大芯片:BB、TRX、PA
BB:Baseband,運(yùn)行通信協(xié)議,把數(shù)據(jù)變成基礎(chǔ)的射頻信號。
TRX:Transceiver,把基礎(chǔ)射頻信號,變成高頻射頻信號。(反之亦然)
PA:Power Amplifier,功放,把TRX給的高頻信號,放大發(fā)射出去。
其他小器件:SW、LAN、SAW、Filter、Duplexer
SW:switch,開關(guān),手機(jī)射頻有很多個頻段,但只有一個天線,通過開關(guān)來切換。
LNA:低噪放,噪聲很低的放大器,用于把接收到的極為微弱的射頻信號放大。
SAW Filter:聲表濾波器,把接收到的信號,不需要的頻段過濾掉。
Duplexer:雙工器,用于把FDD模式下的發(fā)射和接收合成一路信號。
SPDT:單刀雙擲開關(guān),一條輸入路徑,可以切換到2根輸出路徑上。
備注:之所以運(yùn)用單刀雙擲開關(guān),而不是雙工器來隔離TX和RX,是因為TDD的3G和4G,都是“時分雙工”。發(fā)射和接收都是同一頻率,一會兒發(fā)射,一會兒接收。
3.3 射頻電路工作原理
接收電路工作原理:接收時,天線把基站發(fā)送來電磁波轉(zhuǎn)為微弱交流電流信號經(jīng)濾波,高頻放大后,送入中頻內(nèi)進(jìn)行解調(diào),得到接收基帶信息(RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N);送到邏輯音頻電路進(jìn)一步處理。
發(fā)射電路工作原理:發(fā)射時,把邏輯電路處理過的發(fā)射基帶信息調(diào)制成的發(fā)射中頻,用TX-VCO把發(fā)射中頻信號頻率上變?yōu)?/span>890M-915M(GSM)的頻率信號。經(jīng)功放放大后由天線轉(zhuǎn)為電磁波輻射出去。
3.4 射頻電路器件功能
功率放大器PA:經(jīng)過混頻的射頻信號,功率很低,不足以提供足夠的能量給天線,所以需要進(jìn)行功率放大,放大到足夠的能量大小以后反饋到天線上發(fā)射出去
天線開關(guān):切換不同頻段到相應(yīng)天線,切換發(fā)射和接收狀態(tài)
雙工器:將接收和發(fā)射信號隔離,使得饋入到天線的信號既有接收信號又有發(fā)射信號,同事保證發(fā)射對接收信號的影響在可接收范圍內(nèi)
LTCC濾波器:LTCC低溫共燒陶瓷,主要用于公共通路做低通(高通、帶通)濾波器
SAW濾波器:輸入的電信號轉(zhuǎn)化成聲波信號后沿著期間表面?zhèn)鬏敚?jīng)過一定延遲后,換能器把聲波信號轉(zhuǎn)化成電信號輸出。從而完成電—聲—電的轉(zhuǎn)換
BAW濾波器:和SAW類似也是完成電—聲—電的轉(zhuǎn)換,但聲波的傳播在器件內(nèi)部而非表面,更適合1.5GHz以上的高頻傳輸。
低噪聲放大器LNA:放在接收濾波器和射頻收發(fā)器之間,用于降低前端接收通路的插損,從而提高接收靈敏度。
我司在研發(fā)、制造和銷售上提供20多條產(chǎn)品線包括:LTCC/LC濾波器、功分器、巴倫變壓器、耦合器、射頻轉(zhuǎn)接器(接頭)、射頻連接器(接頭)、射頻同軸負(fù)載、射頻同軸衰減器、電纜組件、寬帶錐形電感、微帶功分器和射頻玻璃絕緣子等2000多個活躍型號。
產(chǎn)品廣泛用于通信設(shè)備、計算機(jī)相關(guān)產(chǎn)品、智能家居、消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、以及新能源等行業(yè),此外,在導(dǎo)航領(lǐng)域也被廣泛應(yīng)用。
產(chǎn)品亮點(diǎn):
LTCC/LC濾波器、功分器、巴倫變壓器、耦合器:可以實現(xiàn)國產(chǎn)化原位替代Mini-Circuits、MarkiMACOM、線藝、PLUSE的相關(guān)產(chǎn)品。
射頻連接器/轉(zhuǎn)接器、電纜組件、同軸負(fù)載、衰減器:產(chǎn)品頻率覆DC-110G,接口類型全面,產(chǎn)品穩(wěn)定性好,使用壽命長,可以接受定制。
微帶功分器:產(chǎn)品頻率覆蓋DC-50GHz,功分路數(shù):2-64路,可以接受定制。
寬帶錐形電感:產(chǎn)品頻率覆蓋DC-50GHz,指標(biāo)好,性價比高,可以接受定制。
玻璃絕緣子(低頻單芯、射頻單芯、低頻聯(lián)排):產(chǎn)品種類齊全,可選擇性多,性價比高,可以接受定制。
在過去的快10年里,恒利泰以苛刻的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),快速的覆蓋替換能力,使產(chǎn)品的價值惠及每一位科技人!我們充滿好奇!我們一絲不茍!我們無比熱情!
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