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1、射频的概念 射频收发核心电路射频即Radio Frequency，通常缩写为RF。表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300KHz30GHz之间。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。有线电视系统就是采用射频传输方式。 在电子学理论中，电流流过导体，导体周围会形成磁场；交变电流通过导体，导体周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波频率低于100khz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频率高于100khz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层
2、外缘的电离层反射，形成远距离传输能力，我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频，射频技术在无线通信领域中被广泛使用。 编辑本段射频常用计算单位简介各种射频常用计算单位，是深入地理解射频概念的必备基础知识之一。 绝对功率绝对功率的dB表示射频信号的绝对功率常用dBm、dBW表示，它与mW、W的换算关系如下： 例如信号功率为x W，利用dBm表示时其大小为： 射频常用计算单位简介例如：1W等于30dBm，等于0dBW。 相对功率相对功率的dB表示射频信号的相对功率常用dB和dBc两种形式表示，其区别在于： dB是任意两个功率的比值的对数表示形式，而dBc是某一频点输出功率和载频输出功率的比值的
3、对数表示形式。 天线和天线增益天线增益一般由dBi或dBd表示。dBi是指天线相对于无方向天线的功率能量密度之比，dBd是指相对于半波振子Dipole 的功率能量密度之比，半波振子的增益为2.15dBi，因此0dBd=2.15dBi。 其他常用计算单位 射频原理电阻：阻挡电流通过的物体或物质，从而把电能转化为热能或其它形式的能量，单位：欧姆， 电压：电位或电位差，单位：伏特，V 电流：单位时间内通过电路上某一确定点的电荷数，单位：安培，A 电感：线圈环绕着的东西，通常是导线，由于电磁感应的原因，线圈可产生电动势能，单位：亨利，H 电容：一个充电的绝缘导电物体潜在具有的最大电荷率，单位：法拉，F
4、 编辑本段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
5、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
6、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（310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
7、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。射频-术语知识 射频原理1、功率/电平（dBm）：放大器的输出能力，一般单位为w、mw、dBm 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）=10lgw 5W10lg5000=37dBm 10W10lg10000=40dBm 20W10lg20000=43dBm 从上不难看出，功率每增加一倍，电平值增加3dBm 2、增益（dB）：即放大倍数，单位可表示为分贝（dB）。 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
8、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： SWR1.21.251.301.351.401.50 回波损耗（dB）211917.616.615.614.0 6、三阶交调：若存在两个正弦信号1和2由于非线性作用将产生许多互调分量，其中的21-2和22-1两个频率分量称为三阶交调分量，其功率P3和信号1或2的功率之比称三阶交调系数M3。 即M3=10lgP3/P1（dBc） 7、噪声系数：一般定义为输出信噪比与输入信噪比的比值，
9、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/E02 11、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
10、；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
11、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（50）、SMA头（50）、和F头（75）三种，我们公司常用的是N头和SMA头。 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3065dB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
12、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。RF无线射频电路设计中的常见问题及设计原则1 引言射频(RF)PCB设计，在目前公开出版的理论上具有很多不确定性，常被形容为一种“黑色艺术”。通常情况下，对于微波以下频段的电路(包括低频和低频数字电路)，在全面掌握各类设计原则前提下的仔细规划是一次性成功设计的保证。对于微波以上频段和高频的PC类数字电路。则需要23个版本的PCB方能保证电路品质。而对于微波以上频段的RF电路则往往需要更多
13、版本的：PCB设计并不断完善，而且是在具备相当经验的前提下。由此可知RF电设计上的困难。 2 RF电路设计的常见问题21 数字电路模块和模拟电路模块之间的干扰如果模拟电路(射频)和数字电路单独工作，可能各自工作良好。但是，一旦将二者放在同一块电路板上，使用同一个电源一起工作，整个系统很可能就不稳定。这主要是因为数字信号频繁地在地和正电源(3 V)之间摆动，而且周期特别短，常常是纳秒级的。由于较大的振幅和较短的切换时间。使得这些数字信号包含大量且独立于切换频率的高频成分。在模拟部分，从无线调谐回路传到无线设备接收部分的信号一般小于lV。因此数字信号与射频信号之间的差别会达到120 dB。显然如果
14、不能使数字信号与射频信号很好地分离。微弱的射频信号可能遭到破坏,这样一来，无线设备工作性能就会恶化，甚至完全不能工作。22供电电源的噪声干扰射频电路对于电源噪声相当敏感,尤其是对毛刺电压和其他高频谐波。微控制器会在每个内部时钟周期内短时间突然吸人大部分电流,这是由于现代微控制器都采用CMOS工艺制造。因此。假设一个微控制器以lMHz的内部时钟频率运行，它将以此频率从电源提取电流。如果不采取合适的电源去耦必将引起电源线上的电压毛刺。如果这些电压毛刺到达电路RF部分的电源引脚,严重时可能导致工作失效。23 不合理的地线如果RF电路的地线处理不当,可能产生一些奇怪的现象。对于数字电路设计,即使没有地
15、线层,大多数数字电路功能也表现良好。而在RF频段，即使一根很短的地线也会如电感器一样作用。粗略地计算,每毫米长度的电感量约为l nH,433 MHz时10 toni PCB线路的感抗约27。如果不采用地线层，大多数地线将会较长，电路将无法具有设计的特性。24天线对其他模拟电路部分的辐射干扰在PCB电路设计中，板上通常还有其他模拟电路。例如，许多电路上都有模，数转换(ADC)或数模转换器(DAC)。射频发送器的天线发出的高频信号可能会到达ADC的模拟输入端。因为任何电路线路都可能如天线一样发出或接收RF信号。如果ADC输入端的处理不合理，RF信号可能在ADC输入的ESD二极管内自激。从而引起ADC偏差。 3 RF电路设计原则及方案31 RF布局概念在设计RF布局时,必须优先满足以下几个总原则：(1)尽可能地把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放大器(LNA)隔离开来，简单地说，就是让高功率RF发射电路远离低功率RF接收电路：(2)确保PCB板上高功率区至少有一整块地，最好上面没有过孔，当然，铜箔面
