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射频指标及其含义

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一、接收灵敏度(Sensitivity)  

意义:衡量接收机“多弱的信号还能解调出有用信息”,是无线系统覆盖范围的瓶颈。  

来源:  

热噪声基底(-174 dBm/Hz):电子热运动的随机起伏,构成信号检测的理论下限。  

噪声系数(NF):接收机内部LNA、混频器等器件引入的额外噪声,将基底抬升10·logB+NF dB。  

基带解调门限(SNRmin):调制方式决定,如QPSK需~9 dB,64QAM需~20 dB。  

公式:  

Sr=(S/N)min=Pn+SNR=-174+10logB+NF+SNR  (dBm)

示例:100 kHz带宽、NF=5 dB、QPSK  SNRmin=9 dB

灵敏度=-174+50+5+9=-110 dBm。

 二、通信距离(Range)  

意义:链路预算的直观体现,决定基站密度或卫星高度。  

物理来源:  

自由空间路径损耗(FSPL):电磁波扩散导致的能量衰减,与距离平方和频率平方成正比。  

天线增益(Gt, Gr):通过定向辐射/接收补偿路径损耗。   

自由空间传输损耗Loss=31.4+20logf(MHz)+20logD(km)。

发射天线增益Gt,接收天线增益Gr,发射功率Pt,接收灵敏度Sr,接收功率Pr=Pt+Gt+Gr-LOSS≥Sr。D≤10^ [(Pt+Gt+Gr-31.4-20logf-Sr)/20] 米

示例:900 MHz、Gt=Gr=0 dBi、Pt=20 dBm、Sr=-110 dBm

最大距离D≈10 km。

 三、三阶互调(IM3)  

意义:多载波系统中非线性器件产生的干扰,导致频谱再生(ACLR)和邻道泄漏。  

物理来源:  

非线性特性(OIP3):放大器或混频器的三阶截点,决定IM3产物强度。  

功率叠加:IM3幅度=2×(OIP3-Po) dBc,Po为输出信号功率。  

示例:功放Po=10 dBm、OIP3=30 dBm→IM3=-40 dBc;Po每降1 dB,IM3降2 dB。

 四、接收三阶互调抑制(IIP3)  

意义:接收机对双音干扰的抵抗能力,防止“虚假响应”阻塞。  

测试方法:  

1. 施加双音干扰(f1, f2),使其三阶产物2f1-f2落入接收频带。  

2. 增大干扰功率直至灵敏度下降3 dB,此时干扰功率与灵敏度之差即为抑制值。  

    

五、发射EVM(Error Vector Magnitude)  

意义:量化调制信号与理想星座点的偏差,直接影响误码率。  

来源:  

相位噪声:LO抖动导致星座旋转。  

非线性失真(IM3):压缩星座点。  

杂散:外部干扰叠加为噪声。  

公式:  

 六、邻道抑制(ACLR)  

意义:防止发射机泄漏到邻道,保护相邻信道用户。  

来源:  

倒易混频:LO相位噪声将邻道信号搬移到接收频带。  

IF滤波器抑制:模拟滤波器的滚降特性。  

ADC动态范围:量化噪声和截断失真。  

七、阻塞抑制(Blocking)  

意义:大干扰信号下维持正常接收的能力,衡量接收机“抗饱和”性能。  

来源:  

倒易混频:同邻道抑制。  

增益压缩:非线性导致信道增益下降3 dB。  

IM3产物:非恒包络调制。  

合成:阻塞抑制为倒易混频与非线性抑制的功率叠加。

八、杂散(Spurious Emission) 

意义:发射机非预期辐射,可能干扰其他系统(如GPS)。  

来源:  

倍频过程:相位杂散按20·logN恶化(N为倍频次数)。  

LO泄漏:混频器隔离度不足。  

示例:LO杂散-60 dBc经4倍频→-60+20·log4=-48 dBc。

 九、发射宽带噪声(Broadband Noise)  

意义:发射机底噪决定共存距离,如5G基站与卫星地球站。  

来源:  

相位噪声:LO抖动频谱扩展。  

热噪声:信道NF折算到发射端。  

 十、共址共存(Co-Site Coexistence)  

意义:多系统共用天线或近距离部署时的干扰评估。  

条件:  

发射机宽带噪声经路径损耗后 ≤ -174 + NF + 容限(3 dB或1 dB)。  

需计算隔离度:天线间距、滤波器抑制度、线缆损耗。  

总结:射频指标是“系统语言”  

灵敏度回答“多远能通”。  

IM3/EVM回答“调制是否纯净”。  

ACLR/阻塞回答“能否共存”。  

距离/共存回答“多大空间”。  

所有指标最终归一到功率、噪声、非线性三大物理机制,贯穿器件、电路到系统的全链路设计。


来源:射频通信链
非线性电路电子通信理论
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-07-28
最近编辑:6小时前
匹诺曹
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发射机指标——EVM

今天我们来讲一下发射机的指标-EVM。EVM:Error Vector Magnitude,误差向量(包括幅度和相位的矢量)是在一个给定时刻理想无误差基准信号与实际发射信号的向量差,能全面衡量调制信号的幅度误差和相位误差。 从上述公式可以看出,EVM就是衡量系统线性的一个指标,它近似等于信噪比,对于射频工程师而言,就可以通过分析信噪比来衡量系统的EVMclear all;EVM= 0:1:10;SNR= 20 *1* log10 (EVM * 0.01);plot(EVM,SNR)grid onhold onxlabel('EVM%')ylabel('SNR/dB')title('SNR与EVM的关系')那么怎么优化系统的EVM?从线性系统分析,发射机非线性的来源有功放、混频器、频率源、基带;功放的线性对系统的EVM起到决定性的作用,因此优化功放的线性对提升系统的EVM效果比较显著,具体的方法有回退,DPD,前馈等这个章节就不具体展开;很多射频工程师可能会忽略频率源与混频器对EVM的影响,对于相位噪声为-115dBm/Hz,对EVM的贡献就已经达到了1%,具体的相位噪声对EVM的换算关系下章展开;EVM还有一个很大贡献的来源就是基带,目前的通信调制方式都是高峰均比,为了功放的效率通常会对基带信号进行肖峰处理,因此基带对EVM的影响成为了主要来源,射频小伙伴们在EVM优化的时候不要忘记了对基带的同志们提出要求!好了EVM的介绍今天就结束了,喜欢我就关注我吧,一起学习,一起成长!来源:射频通信链

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