今天在網(wǎng)上找到一份芯片的應(yīng)用指南,上面介紹了比較詳細(xì)的射頻基礎(chǔ)知識(shí),我們就這這份指南一起再來(lái)復(fù)習(xí)一下。溫故而知新。這份指南的下載鏈接,我放在了文末留言處,需要的同學(xué)可以直接到留言處下載。
我們先來(lái)復(fù)習(xí)一下射頻相關(guān)的術(shù)語(yǔ),這個(gè)射頻獨(dú)有的語(yǔ)言可以幫助我們更好的理解射頻設(shè)計(jì)。
關(guān)于 功率 Power
我們射頻設(shè)計(jì)的最最最關(guān)鍵的對(duì)象就是如何處理信號(hào)的功率,無(wú)論是調(diào)制解調(diào),變頻,放大,濾波和天線(xiàn),都是為了讓信號(hào)能夠更好的通過(guò)我們?cè)O(shè)計(jì)的射頻系統(tǒng)。電子學(xué)中,我們知道功率就是電壓和電流的乘積,單位是瓦,watt。在射頻設(shè)計(jì)中,我們依然沿用電子學(xué)中的定義,但是工作中,我們更習(xí)慣用dBm來(lái)表示功率的單位。關(guān)于dB,我們?cè)谖恼隆?dB"真的就這么簡(jiǎn)單》有過(guò)詳細(xì)的介紹。能夠快速計(jì)算dBm和Watt的換算也是一個(gè)射頻人的基本功。下面這個(gè)公式要記牢。

dB,對(duì)于射頻工程師為什么如此重要?
快速口算57dBm是多少瓦?考驗(yàn)一個(gè)射頻工程師的功底
dBm與Watt的快速計(jì)算(修正版)
關(guān)于 增益 Gain/損耗 Loss
我們把增益和損耗放在了一起,因?yàn)檫@兩個(gè)參數(shù)都是描述射頻器件傳輸特性的,也就是S21,關(guān)于S參數(shù),我們?cè)谥暗耐莆闹幸苍敿?xì)介紹過(guò)。增益,一般是指將傳輸信號(hào)放大的特征,例如放大器的增益,是指輸出信號(hào)和輸入信號(hào)比值的參數(shù),一般用dB表示。有一個(gè)比較特殊的就是天線(xiàn)的增益,天線(xiàn)的增益,并不是指天線(xiàn)的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)的比值,而是指天線(xiàn)輸出功率和全向天線(xiàn)或者偶極子天線(xiàn)輸出功率的一個(gè)比值,我們一般在后面再加一個(gè)后綴,比如dBi/dBd。
那么射頻電路中的損耗就比較多了。這個(gè)損耗我們一般指?jìng)鬏敁p耗,表征的意義也是輸出信號(hào)和輸入信號(hào)的比值的dB形式。比如濾波器的插入損耗。和增益不同的是,損耗都是小于0dB ,而增益都大于0dB。也就是說(shuō),當(dāng)輸出功率大于輸入功率時(shí),我們稱(chēng)為增益,反之,為損耗。
射頻中的損耗分為一下幾種:
失配損耗,也就是由于阻抗匹配不好導(dǎo)致的損耗,這部分是由于反射引起的,這也是為什么S11 叫做回波損耗RL的原因,反射回去的波讓輸入信號(hào)的能量較少了。失配損耗怎么計(jì)算呢?在理想無(wú)耗情況下,功率是守恒的,也就是:

上面公式移一下位置就可以算出S21 的值了,這個(gè)S21 就是失配損耗,注意上面用的是絕對(duì)值,沒(méi)有用dB形式,需要指數(shù)形式來(lái)轉(zhuǎn)換一下。
除此之外,還有電阻損耗,也就是由于材料的電阻特性導(dǎo)致的損耗,比如介電材料的介質(zhì)損耗,金屬材料的電阻損耗。
關(guān)于金屬材料,又引出一個(gè)趨膚深度的概念,也就是當(dāng)信號(hào)頻率上升時(shí),電子會(huì)向金屬導(dǎo)體的邊緣聚集,而趨膚深度與金屬材料的電導(dǎo)率和信號(hào)的頻率正相關(guān),頻率越高,趨膚深度越小。


還有一種是當(dāng)導(dǎo)體通過(guò)射頻電流時(shí),由于周?chē)鷮?dǎo)體的影響,會(huì)使得導(dǎo)體上的電流分布不均勻,這種效應(yīng)被稱(chēng)為近鄰效應(yīng),這種分布不均勻也會(huì)是導(dǎo)體的電阻增加,帶來(lái)的損耗增加。如下圖表示:

什么是回波損耗?什么是插入損耗?
電壓駐波比,回波損耗,傳輸損耗,電壓反射系數(shù),功率傳輸,功率反射換算表
反射功率到底該怎么算?
審核編輯 :李倩
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