调试培训教材.docx

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调试培训教材

●调试培训资料

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●利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的通信方式称之为无线电通信（WirelessCommunication），也称之为无线通信。

利用无线通信可以传送电报、电话、传真、数据、图像以及广播和电视节目等通信业务。

●目前无线通信使用的频率从超长波波段到亚毫米波段（包括亚毫米波以下），以至光波。

无线通信使用的频率范围和波段见下表1-1。

●无线通信中的电磁波按照其波长的不同具有不同的传播特点，下面按波长分述如下：

Ø极长波（极低频ELF）传播

●极长波是指波长为1~10万公里（频率为3~30Hz）的电磁波。

理论研究表明，这一波段的电磁波沿陆地表面和海水中传播的衰耗极小。

→微波传播

●微波是指波长小于1米（频率高于300MHz）的电磁波。

目前又按其波长的不同，分为分米波（特高频UHF）、厘米波（超高频SHF）、毫米波（极高频EHF）和亚毫米波（至高频THF）。

●微波的传播类似于光波的传播，是一种视距传播。

其主要在对流层内进行。

总的说来，这种传播方式比较稳定，但其传播也受到大气折射和地面反射的影响。

另外，对流层中的大气湍流气团对微波有散射作用。

利用这种散射作用可实现微波的超视距传播。

●WCDMA工作频段：

上行1920～1980MHz，下行2110～2170MHz，属于微波波段，其电磁波传播方式为微波传播。

●何谓无线通信？

●WCDMA的工作频段？

该频段属于哪一波段？

●简述WCDMA的电磁波传播方式及其特点。

●利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的通信方式称之为无线电通信（WirelessCommunication），也称之为无线通信。

●WCDMA工作频段：

上行1920～1980MHz，下行2110～2170MHz，属于微波波段。

●WCDMA电磁波传播方式为微波传播，微波的传播类似于光波的传播，是一种视距传播。

●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xW，利用dBm表示时其大小为：

例如：

1W等于30dBm，等于0dBW。

●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对数表示形式。

●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，Ω

●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

●绝对功率的单位有哪几种常用的表达形式？

他们之间的换算关系为？

●相对功率的单位有哪几种常用的表达形式？

其区别为？

●天线的增益单位有哪几种常用的表达形式?

●电压、电流、电阻、电感、电容的单位分别为？

●信号的峰值功率、平均功率和峰均比PAR

解释：

很多信号从时域观测并不是恒定包络，而是如下面图形所示。

峰值功率即是指以某种概率出现的肩峰的瞬态功率。

通常概率取为0.01%。

●信号的峰值功率、平均功率和峰均比PAR

解释：

平均功率是系统输出的实际功率。

在某个概率下峰值功率跟平均功率的比就称为在某个概率下的峰均比，如PAR=9.1@0.1%,各种概率下的峰均比就形成了CCDF曲线（互补累积分布函数）。

在概率为0.01%处的PAR，一般称为CREST因子。

峰均比的定义？

●峰值功率即是指以某种概率出现的肩峰的瞬态功率。

通常概率取为0.01%。

平均功率是系统输出的实际功率。

在某个概率下峰值功率跟平均功率的比就称为在某个概率下的峰均比，如PAR=9.1@0.1%,各种概率下的峰均比就形成了CCDF曲线（互补累积分布函数）。

在概率为0.01%处的PAR，一般称为CREST因子

●噪声定义

噪声是指在信号处理过程中遇到的无法确切预测的干扰信号（各类点频干扰不是算噪声）。

常见的噪声有来自外部的天电噪声，汽车的点火噪声，来自系统内部的热噪声，晶体管等在工作时产生的散粒噪声，信号与噪声的互调产物。

●信号在通过射频通道（这里所谓的射频通道是指射频收发信机通道，不包括空间段衰落信道）时会有一定程度的失真，失真可以分为线性失真和非线性失真。

产生线性失真的主要有一些滤波器等无源器件，产生非线性失真的主要有一些放大器、混频器等有源器件。

另外射频通道还会有一些加性噪声和乘性噪声的引入。

●线性失真

线性失真又可以分成线性幅度失真和线性相位失真非线性失真

非线性失真与线性失真相似，可以分成非线性幅度失真和非线性相位失真

●非线性幅度失真

非线性幅度失真常用1dB压缩点、三阶交调、三阶截止点等指标衡量，下面分别讨论这三个指标。

●1dB压缩点

例如一个射频放大器，当输入信号较小时，其输出与输入可以保证线关系，输入电平增加1dB，输出相应增加1dB，增益保持不变，随着输入信号电平的增加，输入电平增加1dB，输出将增加不到1dB，增益开始压缩，增益压缩1dB时的输入信号电平称为输入1dB压缩点，这时输出信号电平称为输出1dB压缩点。

如下图：

●三阶交调

三阶交调（双音三阶交调）是用来衡量非线性的一个重要指标，在这里仍以放大器为例来说明三阶交调指标。

用两个相隔⊿f，且电平相等的单音信号同时输入一个射频放大器，则放大器的输出频谱大致如下：

三阶交调常用dBc表示，即交调产物与主输出信号的比。

●三阶截止点

任一微波单元电路，输入双音信号同时增加1dB，输出三阶交调产物将增加3dB，而主输出信号仅增加1dB（不考虑压缩），这样输入信号电平增加到一定值时，输出三阶交调产物与主输出信号相等，这一点称为三阶截止点，对应的输入信号电平称为输入三阶截止点，对应的输出信号电平称为输出三阶截止点。

注意：

三阶截止点信号电平是不可能达到的，因为在这时早已超过微波单元电路的承受能力。

●信号通过射频通道时会产生哪些失真？

●非线性幅度失真主要用那些指标来衡量？

●信号在通过射频通道（这里所谓的射频通道是指射频收发信机通道，不包括空间段衰落信道）时会有一定程度的失真，失真可以分为线性失真和非线性失真。

产生线性失真的主要有一些滤波器等无源器件，产生非线性失真的主要有一些放大器、混频器等有源器件。

另外射频通道还会有一些加性噪声和乘性噪声的引入。

●非线性幅度失真常用1dB压缩点、三阶交调、三阶截止点等指标衡量。

在目前世界上的微波通讯系统一般分为两种特性阻抗，一种是50欧姆系统，如军用的微波、毫米波通讯系统，雷达，我们目前开发的蜂窝通讯系统GSM、WCDMA等；另一种是75欧姆系统，这种系统相对比较少，如我们目前使用的有线电视系统。

●驻波比

解释：

驻波系数式衡量负载匹配程度的一个指标，它在数值上等于：

由反射系数的定义我们知道，反射系数的取值范围是0~1，而驻波系数的取值范围是1~正无穷大。

射频很多接口的驻波系数指标规定小于2.0。

驻波比恶化意味着信号反射比较厉害，也就是说负载和传输线的匹配效果比较差。

所以在一个系统中，如果驻波比很差，可能会使信号传输效果变差，通道增益下降。

一个比较典型的例子就是灵敏度问题。

●回波损耗

回波损耗也是射频上用得比较多得一个名词，它和前面得反射系数、驻波比都是用来反映端口得匹配状况的。

回波损耗表示端口的反射波的功率与入射波功率之比。

回波损耗与反射系数的关系为：

回波损耗＝20log（）

由公式可以计算：

回波损耗为26dB时，对应的反射系数为0.05，驻波比为1.1。

由此也可以估计一下，驻波为2时的回波损耗是多少（9.5dB），也就可以理解对于功放后级的驻波要求为何严格。

●目前世界上的微波通讯系统一般分为哪两种特性阻抗？

●由反射系数的定义，反射系数的取值范围是？

而驻波系数的取值范围是？

射频很多接口的驻波系数指标规定小于多少？

●回波损耗定义？

写出回波损耗与反射系统的关系式方程。

●在目前世界上的微波通讯系统一般分为两种特性阻抗，一种是50欧姆系统，另一种是75欧姆系统。

●由反射系数的定义我们知道，反射系数的取值范围是0~1，而驻波系数的取值范围是1~正无穷大。

射频很多接口的驻波系数指标规定小于2.0。

●回波损耗表示端口的反射波的功率与入射波功率之比。

回波损耗与反射系数的关系为：

回波损耗＝20log（反射系数）

●邻道泄漏（ACLR）

邻道泄漏指标是用来衡量发射机的带外辐射特性，定义：

邻道功率与主信道功率之比，通常用dBc表示，如下图：

（保护带、主信道、邻道）

射机的领道泄漏必然回对其他小区造成干扰，为了减小这种干扰，

领道泄漏必须尽可能的小，WCDMA的要求是：

第一邻道（偏离载频±5MHz）的ACLR≤45dBC；第二邻道（偏离载频±10MHz）的ACLR≤50dBC。

●杂散辐射

杂散辐射是指发信机在频谱发射模板规定的频率范围之外的频段内发射的、信号之外的其他信号，它包括谐波分量、寄生辐射、交调产物、发射机互调产物等。

这些杂散辐射都会对其他的无线通信系统造成干扰，对该指标的规定是为了提高系统的电磁兼容性能，以便与其他系统（如GSM）共存，当然这也保证了系统自身的正常运行，下面以WCDMA协议－3GPPTS25.141V3.6.0（2001-06）中规定的NodeB发射机的杂散辐射模板指标要求之一为例来说明：

回波损耗

回波损耗：

在高频场合,反映行波在保护设备的"过渡点"处被反射的比例.在这一参数下可直接衡量,保护器件与系统的涌波阻抗的匹配程度.

　　回波损耗：

returnloss。

回波损耗是表示信号反射性能的参数。

回波损耗说明入射功率的一部分被反射回到信号源。

例如，如果注入1mW（0dBm）功率给放大器其中10%被反射（反弹）回来，回波损耗就是10dB。

从数学角度看，回波损耗为-10log[（反射功率）/（入射功率）]。

回波损耗通常在输入和输出都进行规定。

　　回波损耗，又称为反射损耗。

是电缆链路由于阻抗不匹配所产生的反射，是一对线自身的反射。

不匹配主要发生在连接器的地方，但也可能发生于电缆中特性阻抗发生变化的地方，所以施工的质量是提高回波损耗的关键。

回波损耗将引入信号的波动，返回的信号将被双工的千兆网误认为是收到的信号而产生混乱。

　　它是指在光纤连接处，后向反射光（连续不断向输入端传输的散射光）相对输入光的比率的分贝数，回波损耗愈大愈好，以减少反射光对光源和系统的影响。

　　通常要求反射功率尽可能小，这样就有更多的功率传送到负载。

典型情况下设计者的目标是至少10dB的回波损耗。

有时为了获得更好的噪声系数、IP3或者系统的增益就不能满足这个“凭经验得出的”10dB回波损耗的要求。

尽量将光纤端面加工成球面或斜球面是改进回波损耗的有效方法。

什么是S参数？

微波系统主要研究信号和能量两大问题：

信号问题主要是研究幅频和相频特性；能量问题主要是研究能量如何有效地传输。

微波系统是分布参数电路，必须采用场分析法，但场分析法过于复杂，因此需要一种简化的分析方法。

       微波网络法广泛运用于微波系统的分析，是一种等效电路法，在分析场分布的基础上，用路的方法将微波元件等效为电抗或电阻器件，将实际的导波传输系统等效为传输线，从而将实际的微波系统简化为微波网络，把场的问题转化为路的问题来解决。

微波网络理论在低频网络理论的基础上发展起来，低频电路分析是微波电路分析的一个特殊情况。

        一般地，对于一个网络有Y、Z和S参数可用来测量和分析，Y称导纳参数，Z称为阻抗参数，S称为