1、無源器件介紹無源器件基本知識-技術(shù)中心-技術(shù)中心一、射頻基本參數(shù)介紹 二、無源器件原理介紹一、射頻基本參數(shù)介紹一、熱噪聲介紹所有功耗(電阻性)單元都會產(chǎn)生熱噪聲 或稱Johnson噪聲。這種噪聲功 率可以表達(dá)為PN=KTB，單位為Watt(注：Pn與電 阻阻值大小無關(guān))。這里K二波爾茲曼常數(shù)，T是Kelvin表示的絕對溫度，B是用 以測量噪聲功率的頻帶寬度。在室溫下，1Hz頻帶寬度內(nèi)產(chǎn)生的熱噪聲功率為：PNT(B) =(1.38 _10-23 焦耳/ k)_( 294k)_ (1Hz) = 4.057_10 -21 W = 4.057_10-18 mW = -174dBm/1Hz在理想的無其他

2、噪聲的系統(tǒng)里，熱噪聲決定了最低可檢測信號 電平。一、射頻基本參數(shù)介紹一、固有噪聲電平以KTB定義的熱噪聲功率，和實(shí)際噪 聲功率電平之間的差別(以dB表示)叫做噪聲系數(shù)。把它折算到電路或系統(tǒng)的輸 入端，噪聲系數(shù)就為NF dB = 10 log( PNactual ) - 10 log( KTB )在線性有噪系統(tǒng)中，已算出了 多種帶寬內(nèi)的固有噪聲電平：噪聲帶寬總噪聲功率二固有噪聲電平(dB)帶寬以 輸入端作參照 以輸出端作參照1Hz -174+NF -174+NF+Gain(dB) 1KHz -144+NF -144+NF+Gain(dB) 1MHz -114+NF -114+NF+Gain(dB

3、)一個實(shí)際系統(tǒng)中，在沒有互調(diào)失真的情況下，輸入噪聲系數(shù)決定了最低可檢測 的信號電平。一、射頻基本參數(shù)介紹一、功率/電平是指放大器輸出信號能量的能力，直放 站的輸出功率一般就是它的ALC電平寬。一般單位為w、mw、dBm。注：dBm是 取1mw作基準(zhǔn)值，以分貝表示的絕對功率電平。換算公式：電平(dBm)=10lg功 率(mw)1(mw) 5w 10lg5000=37dBm 10w 10lg10000=40dBm 20w 10lg 0=43dBm從 以上不難看出，功率每增加一倍，電平值增加3dBm。一、射頻基本參數(shù)介紹一、增益是指放大器在線性工作狀態(tài)下對信號的放大 能力，即放大倍數(shù)，單位可表示為分

4、貝(dB)。艮即dB=10lgA(A為功率放大倍數(shù)) 是指放大器在線性工作狀態(tài)下對信號的放大能力。一、射頻基本參數(shù)介紹一、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。如果一個無源器件輸出的信號是輸入信號的1/100,試問該 器件的插入損耗 是多少？ IL=-LG(P0/PI)=-LG(1/100)=2dB一、射頻基本參數(shù)介紹一、帶內(nèi)波動是指在有效工作頻帶內(nèi)最大和最小電平之 間的差值。工作帶寬器件應(yīng)用中最高頻率與最低頻率的差值。一、射頻基本參數(shù)介紹一、選擇性(帶外衰減)衡量工作頻帶內(nèi)的增益及帶外 輻射的抑制能力。一、射頻基本參數(shù)介紹一、噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)定義為系統(tǒng)輸入信噪功率

5、比(SNR0) 與輸出信噪功率比(SNR1)的比值。噪聲系數(shù)表征了信號通過系統(tǒng)后，系統(tǒng)內(nèi)部噪 聲造成信噪比惡化的程度。噪聲系數(shù)越小越好。噪聲系數(shù)、增益與輸出線性屬放大器的三個基 本屬性。噪聲系數(shù)常用分貝表示：NF(dB)=10logF一、射頻基本參數(shù)介紹一、線性線性通常用來度量放大器使信號形狀失真的程 度。通常要求放大器工作在線性工作環(huán)境中，即輸入與輸出的信號完全一樣，只 是工作幅度被放大或縮小。一、射頻基本參數(shù)介紹一、互調(diào)互調(diào)是指非線性射頻線路中，兩個或多個頻率 混合后所產(chǎn)生的噪音信號?；フ{(diào)產(chǎn)生的本來了并不存在的“錯誤”信號，此信號 會被系統(tǒng)誤認(rèn)為是真實(shí)的信號?；フ{(diào)可由有源元件(無線電設(shè)備、

6、二極管)或無 源元件(電纜、接頭、天線、濾波器)引起。互調(diào)(舉例)頻率A及B上的載波， 產(chǎn)生如下互調(diào)信號：1 階：A,B 2 階：(A+B),(A-B) 3 階：(2A_177;B),(2B _177;A) 4 階：(3A_177;B),(3B _177;A),(2A_177;2B) 5 階： (4A_177;B),(4B _177;A),(3A_177;2B),(3B _177;2A)一、射頻基本參數(shù)介紹一、三界互調(diào)三階交調(diào)：是指等幅雙音信號f1和f2 輸入放大器后，由于放大器的非線 性而產(chǎn)生的2f1-f2和2f2-f 1的雜散分量。將 頻率為f1、f2的兩載波輸入放大器，從頻譜儀上顯示為下

7、圖：_1 - _2即為三階 交調(diào)，單位是dBc。一、射頻基本參數(shù)介紹一、互調(diào)失真對系統(tǒng)的影響較高功率的發(fā)射信號通常 會混合產(chǎn)生互調(diào)信號，最后進(jìn)入接收波段。而基站天線接收的信號通常功率較低。 如果互調(diào)信號與實(shí)際的接收信號具有相近或較高的功率，系統(tǒng)會誤把互調(diào)信號視 為真實(shí)信號。例如：三階互調(diào)失真信號（A=935MHz,B=960MHz）2A-B=1870-960=910MHz 2B-A=1920-935=985MHz A 及 B 代表 GSM 發(fā)射頻率 2A-B 進(jìn) 入GSM接收波段，帶來問題。五階互調(diào)失真信號（A=935MHz,B=954MHz在中國移動 GSM的下行頻段內(nèi)）3A-2B=2805

8、-1908=897MHz（在中國移動GSM 上行頻段內(nèi)）一、射頻基本參數(shù)介紹一、互調(diào)產(chǎn)生的原因構(gòu)件材料因?yàn)榇艤年P(guān)系，鐵質(zhì) 材料是屬非線性的材料不純電鍍問題接觸區(qū)域/電流密度觸點(diǎn)壓力一、射頻基本參數(shù)介紹一、隔離度本振或信號泄漏到其他端口的功率與原有 功率之比，單位為dB。二、無源器件原理介紹無源器件種類：耦合器（定向耦合器）功分器電橋合路 器衰減器環(huán)形器負(fù)載二、無源器件原理介紹耦合器（定向耦合器）是微波系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的一種微波 器件，它的本質(zhì)是將微波信號按一定的比例進(jìn)行功率分配。二、無源器件原理介紹定向耦合器必須掌握幾個關(guān)鍵指標(biāo)：耦合度插入損耗 隔離度功率容量工作頻帶二、無源器件原理介紹二、無源器件原理介紹功分器典型的二路功分器有微帶和腔體兩種，二者各有優(yōu)點(diǎn)，本說明闡述二者的區(qū)別：腔體功分器和微帶功分器的特 點(diǎn)：腔體功分器和微帶