射频设计关注什么
一、射频频谱和功率
功率
射频功率至关重要。如果功率过高、过低或在错误的时间出现，收发器将变得低效、无效甚至无法工作。射频功率决定了传输距离，并对电池寿命有很大影响。因此，合理设计射频功率是关键。
监管和标准要求对可传输的最大功率设置了限制，但在这些限制范围内仍有很大的发挥空间。
高效共享有限频谱
为了有效地共享有限的频谱，大多数数字调制信号都以某种方式进行脉冲调制或分帧处理。此外，在单个脉冲串或帧内，功率通常会发生变化，以支持接收器同步和均衡。
例如前导码或训练序列，或者在使用时分复用技术时。因此，进行射频功率测量的时机很重要。此外，无线系统中的许多射频信号具有类似噪声的特性，因此必须在一定程度上对功率进行平均，并在一个频段或信道上进行测量。
进行射频功率测量的时机很重要。
由于信号结构复杂，射频功率测量与无线标准密切相关也就不足为奇了。标准可能以特定方式定义射频功率测量，可能针对载波组、调制类型，或者在训练序列触发时进行测量。在一些射频功率测量中，将时间门与前导码中的特定符号或帧数据部分中的符号对齐非常重要。
进行正确射频功率测量的关键步骤
1.首先使用功率计，以获得最高的精度、出色的频率范围和良好的源匹配。
2.使用信号分析仪进行频率选择性测量。从基本的射频测量开始，如失真测量和信道功率测量，然后进行特定于标准的射频功率测量，如选通频谱和带功率测量。选择具有这些测量内置功能的信号分析仪，可以是通用的射频功率应用程序，也可以是特定于标准的应用程序。
此外，瞬态效应和漂移对于脉冲信号可能是个问题，并且在高频射频和微波系统中经常出现，因为这些系统中物理器件的尺寸较小，因此热时间常数较短。对于使用数字预失真技术的系统，瞬态效应也很显著。在这些情况下，矢量、解调以及信号记录 / 回放工具可能会很有帮助。
二、射频干扰
干扰无处不在
干扰是当今无线收发器无法摆脱的难题。可靠地传输数据能让用户满意，而了解各种干扰对于数据传输至关重要。
应对干扰的策略
干扰不可避免，特别是在未经许可的频谱中，如工业、科学和医疗（ISM）频段，会遇到干扰。当一个设备中存在多个无线电时，自干扰的可能性尤其值得关注。为此，需要了解干扰并加以应对。
由于干扰无处不在，人们设计了许多方法来使射频收发器对各种干扰具有稳健性和弹性。重传、信道切换和冲突避免是在干扰中断传输时支持数据吞吐量的技术示例。正交频分复用（OFDM）和跳频扩频是旨在在嘈杂的频谱环境中良好运行的调制方案示例，因为它们对窄带干扰具有良好的抗性。
深入了解干扰的影响
为了确保数据流畅传输，你需要了解发射机对干扰的抗性以及接收机对干扰的响应。生成干扰信号是开发在现实环境中良好运行的收发器的关键方面。你需要考虑连续干扰和时变干扰，以确保生产出稳健的收发器。
排查干扰的关键步骤
1.生成具有复杂调制和复杂协议的逼真信号，包括符合标准的信号和干扰信号。射频信号发生器可以替代振荡器和合成器，并且可以产生各种连续波（CW）、调制干扰和阻塞信号。选择具有符合标准信号生成功能、内置矢量任意波形发生器、大容量存储器和宽调制带宽的信号发生器。
2.分析干扰信号，包括设备内部产生的干扰信号和来自被测设备（DUT）外部的干扰信号。选择具有快速扫描、频谱图显示和实时频谱分析功能的信号分析仪，以提高发现干扰信号的概率。如果你的信号分析仪可升级，你可以在需要时添加功能。
3.利用信号记录 / 回放功能。信号测量可以在持续更新的基础上进行，也可以对时间捕获操作中无间隙记录的数据进行后处理模式下的测量。捕获和后处理的一个优点是能够使用不同的测量方法（包括矢量和解调）重新分析信号，并且可以使用不同的中心频率和跨度对捕获的数据进行重新测量，而无需重新记录。
将收集到的数据与你对自身系统的了解相结合，以更全面地了解被测设备需要承受的干扰情况。
EMI 预合规测试：尽早且频繁测试
电磁干扰（EMI）是一种特殊类型的干扰。最佳做法是尽早了解 EMI，以便在故障排除和优化过程中清楚地了解情况。频繁测试可最大程度地发现各种可能的问题，如今的测试工具使你能够更早、更好地进行 EMI 预合规测试。电磁兼容性（EMC）认证是你工作流程的一部分，但认证测试的结果不应出乎意料。
三、调制
更多数据，更快传输
在一个互联互通的世界里，关键在于更快地传输更多数据。人们对增加信道容量的需求持续存在，以便为越来越多渴望数据的用户提供他们所需的内容在某些情况下，可以转向更高的频率，因为在这些频段更容易获得连续的频谱。调制技术在干扰和频段拥挤的情况下，越来越能够可靠地传输大量数据。更密集的星座图、更紧密的载波间隔、更复杂的调制或复用方案以及容量增强技术（如多输入多输出，MIMO），是我们在固定信道上实现更多功能的一些越来越普遍且富有创意的方法。正交频分多址（OFDMA）是一种与所有这些元素兼容的技术，在 802.11 无线局域网和蜂窝通信标准中越来越普遍。
复杂调制方案的优势与挑战
复杂调制方案的一个重要好处是提高了数据吞吐量，但这并不是唯一的好处。在每个传输脉冲串中传输更多数据，对功耗和频谱效率也有影响。最终，你在一次脉冲串中传输的数据越多，发射机需要工作的时间就越少。这意味着占用信道的时间减少，电池电量消耗也减少。
调制质量是收发器的一个关键指标，它表征了收发器被理解以及理解其他设备的能力。随着调制方案变得越来越密集和复杂，评估设备的调制质量也变得更加复杂。
评估调制质量的关键步骤
1.从频率和时间测量入手，确保基础测量准确。大多数信号分析仪无法可靠地解调符号率或带宽不正确、存在重大频率误差、信噪比差或帧结构 / 定时不正确的信号。尽管有时直接进行调制质量测量很诱人，但从频谱和射频包络分析开始非常重要。验证信号中心频率、带宽和信噪比，以及无线标准所需的任何其他时域和频域参数。
2.进行基本的数字调制分析，以查看组件或系统的调制质量，并确认是否符合标准。基本数字解调中最常用的显示方式包括：星座图、总结调制质量的表格、传输符号列表，以及一个或多个指示调制误差的轨迹。这些信息与你对系统的了解相结合，可以更清晰地指出误差机制或潜在原因。
3.高级数字调制分析是故障排除的重要环节。在许多情况下，这些高级技术旨在将分析集中在信号的特定部分或方面，并将不同的测量结果联系起来以确定问题的原因。例如，关注特定的载波或载波组，可以隔离频段边缘的频率特定问题，并便于比较导频载波和数据载波。符号特定分析有助于隔离符号之间有意改变调制类型以及脉冲式、间歇性或周期性误差源可能导致的错误。其他可能的原因包括射频开关的开 / 关、电源、稳定时间或热效应。
数字解调 / 调制分析依赖于算法，不同的算法在受损信号上可能会产生不同的结果。在产品开发过程中使用一致的算法可以减少麻烦并避免时间浪费。
四、功耗
实现最长电池续航
许多射频设备是便携式的，这意味着它们由电池供电。现代便携式设备通常由可充电电池供电，但一些特殊设备，如许多物联网产品，可能使用传统的一次性电池。用户期望他们的设备在合理的充电间隔内运行，总是希望电池续航时间越长越好。对于低功耗和超低功耗设备，优化功耗、效率和信号质量面临多方面的挑战。
了解静态功耗的重要性
在设备运行期间实现低功耗至关重要，这对于其他电池供电的设备也是如此。然而，对于射频工程师，由于实施超低功耗静态模式以进一步延长电池寿命，还面临额外的挑战。了解静态功耗对于实现较长的充电或更换间隔至关重要，同时还需要管理睡眠状态与运行状态之间的转换。
实现最长电池续航的关键步骤
1.选择能够使其输出特性与实际电源限制相匹配的电源。这有助于你预测设备在使用实际电池时的行为，并避免任何意外问题。尽早使用这些工具来验证设备是否正常运行、排查问题并找出可能影响基本设计决策的限制因素。
2.使用设备电流波形分析仪等工具，对功耗进行实际测量。特别要注意动态变化、极低电流状态以及电流转换情况。
3.在实际供电的最坏情况下，对子系统或被测设备进行四类主要测量，即频率、定时、功率和调制质量测量。
