射频基础—时域和频域的区别
射频与硬件最大的不同是什么？
硬件多在时域分析，常用的测量工具是——示波器
射频在频域分析，常用的测量工具是——频谱仪
那么为什么要有这个区别呢？
1.信号传输的本质
本号经常强调一个点是，信号传输的本质是为了无损传播。
但是由于硬件的原因多少都会有一些失真，那么失真有多大影响？能容忍多少影响？
时域图中，信号失真表现为信号波形的变形。例如，如果一个信号经过一个非线性系统，原有波形的形状发生变化。时域图可以直观地显示信号随时间的变化情况，但是失真有多少影响从时域的图上很难看出。该怎么处理就更难。
如果信号在时域中发生了失真，经过傅里叶变换，其频域图将显示出额外的频率成分，这些成分可能是由于非线性效应产生的高阶谐波。频域图可以显示信号的频率成分及其幅度，从而帮助我们识别和分析失真。就可以很清楚的看到失真的杂散幅度有多少。信号和噪声的比值是多少。
2.传输中的噪声
假设我们理想传输的是一个正弦波（左侧图），但是在传输过程中叠加了噪声（右侧图），从时域上仅能看到信号又毛刺，毛刺是怎么来的，该怎么处理却很难从时域区分和处理。但是如果经过傅里叶变换到频域，可以找到毛刺的规律并找到相应的解决办法（滤波器）
在无线通信领域，人们非常关心带外辐射和杂散辐射。例如在蜂窝通信系统中， 必须检查载波信号的谐波成分，以防止对其他有着相同工作频率与谐波的通信 系统产生干扰。
频域分析可以帮助我们定位测量带外辐射和杂散辐射。
3.ADC的采样的限制
示波器的原理框图如下，示波器从原理上讲就是对模拟信号进行ADC采样，所以示波器能够采到的信号就取决于ADC的采样率。
下图是频谱仪的原理图框图，虽然最终的显示也是经过ADC采样，但是ADC采样之前有频谱搬移，现代通信、雷达传输频谱都很高，没有相对应的高速ADC，经过频谱搬移后，可以将频率变为可供ADC采集的信号。
总之，从传输的角度来说，时域变为频域有很多的好处
简化分析：
频域分析可以简化许多信号处理任务，特别是对于线性时不变（LTI）系统。在频域中，卷积运算变成了乘法运算，这使得系统分析和滤波器设计更加直观和简单。
滤波器设计：
设计滤波器以去除噪声或提取特定频率成分时，频域提供了一个直观的框架。滤波器的传递函数可以直接在频域中定义，使得设计特定频率响应的滤波器变得更加容易。
信号分离：
当多个信号混合在一起时，频域分析可以帮助分离这些信号。不同信号可能在不同的频率带上，因此可以通过滤波器分离。
调制和解调：
在通信系统中，信号的调制和解调过程通常在频域中进行。例如，调幅（AM）和调频（FM）都是在频域中改变载波频率的技术。
频谱分析：
频域分析允许对信号的频谱进行详细分析，这对于理解信号的能量分布和特性至关重要。
信号压缩：
许多信号压缩技术，如JPEG和MP3，都依赖于频域分析来识别并编码信号中的重要频率成分。
噪声降低：
在频域中，可以设计滤波器来减少特定频率范围内的噪声，这对于提高信号质量非常有用。
多路复用：
在频分复用（FDM）和正交频分复用（OFDM）等技术中，频域分析允许多个信号在不同的频率带上同时传输，而不相互干扰。
