理论教育 射频铁三角:优化无线通信传输能力的电路设计

射频铁三角:优化无线通信传输能力的电路设计

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:所有电路或系统的设计目标都是实现无线通信射频能量的最佳传递。

射频铁三角:优化无线通信传输能力的电路设计

1.频率

频率是无线通信射频工程中最基本的一个参数,对应于无线系统所工作的频谱范围,也规定了所研究的微波电路的基本前提,进而决定微波电路的结构形式和器件材料。直接影响无线通信射频信号频率的主要电路有。

(1)信号产生器:用来产生特定频率的信号,如点频振荡器机械调谐振荡器、压控振荡器、频率合成器等。

(2)频率变换器:将一个或两个频率的信号变为另一个所希望的频率信号,如分频器变频器、倍频器、混频器等。

(3)频率选择电路:在复杂的频谱环境中,选择所关心的频谱范围。经典的频率选择电路是滤波器,如低通滤波器带通滤波器、高通滤波器和带阻滤波器等。近年发展起来的高速电子开关由于体积小,在许多方面取代了滤波器来实现频率选择。

在无线通信射频工程中,这些电路可以独立工作,也可以相互组合,还可以与其他电路组合,构成无线通信射频电路子系统。

这些电路的测量仪器有频谱分析仪、频率计数器、功率计、网络分析仪等。

2.功率

功率用来描述无线通信射频信号的能量大小。所有电路或系统的设计目标都是实现无线通信射频能量的最佳传递。影响无线通信射频信号功率的主要电路有。

(1)衰减器:控制无线通信射频信号功率的大小。通常由有耗材料(电阻性材料)构成,有固定衰减量和可调衰减量之分。(www.daowen.com)

(2)功分器:将一路无线通信射频信号分成若干路的组件,可以是等分的,也可以是比例分配的,希望分配后信号的损失尽可能小。功分器也可用作功率合成器,在各个支路口接同频同相等幅信号,在主路叠加输出。

(3)耦合器:定向耦合器是一种特殊的分配器。通常是耦合一小部分功率到支路,用以检测主路信号的工作状态是否正常。分支线耦合器和环形桥耦合器可实现不同相位的功率分配/合成,配合微波二极管,完成多种功能微波电路,如混频、变频、移相等。

(4)放大器:提高无线通信射频信号功率的电路,在无线通信射频工程中地位极为重要。用于接收的是小信号放大器,该类放大器着重要求低噪声、高增益。用于发射的是功率放大器,对于该类放大器,为了满足要求的输出功率,可以不惜器件和电源成本。用于测试仪器的放大器完善和丰富了仪器的功能。

3.阻抗

阻抗是在特定频率下,描述各种无线通信射频电路对微波信号能量传输的影响的一个参数。电路的材料和结构对工作频率的响应决定电路阻抗参数的大小。工程实际中,应设法改进阻抗特性,实现能量的最大传输。所涉及的无线通信射频电路有。

(1)阻抗变换器:增加合适的元件或结构,实现一个阻抗向另一个阻抗的过渡。

(2)阻抗匹配器:一种特定的阻抗变换器,实现两个阻抗之间的匹配。

(3)天线:一种特定的阻抗匹配器,实现无线通信射频信号在封闭传输线和空气媒体之间的匹配传输。

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