射頻是物聯(lián)網(wǎng)的寵兒，大佬帶你看射頻通信

射頻表示可以輻射到空間的電磁頻率，這是射頻的基本作用。在超市，我們經(jīng)常能看見射頻的具體應(yīng)用。為增進大家對射頻的認(rèn)識，本文將對射頻通信予以介紹。如果你對射頻具有興趣，不妨和小編一起來繼續(xù)認(rèn)真往下閱讀哦。

在整個射頻通信中，主要包含以下幾種頻率：傳輸頻率、接收頻率、中頻和基帶頻率?；鶐ьl率是用來調(diào)制數(shù)據(jù)的信號頻率。而真正的傳輸頻率則比基帶頻率高很多，一般的頻譜范圍是500MHz到38GHz，數(shù)據(jù)信號也是在此高頻下進行傳輸?shù)?。一般來說，射頻系統(tǒng)具有非常強大的傳輸調(diào)制信號的功能，即使在有干擾信號和阻斷信號的情況下，該系統(tǒng)也可以做到以最高的質(zhì)量發(fā)送并且以最好的靈敏度接收調(diào)制信號。阻斷信號主要有兩種：帶內(nèi)阻斷信號和帶外阻斷信號。帶外阻斷信號是指分布在信號頻譜之外的無關(guān)信號，例如由其它無線傳輸技術(shù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號。帶內(nèi)阻斷信號則分布在我們感興趣的信號頻譜之內(nèi)，例如由相同的無線傳輸技術(shù)在其它終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號。對于無線通信而言，要成功地實現(xiàn)射頻接收功能，必須要過濾掉這兩種阻斷信號。中頻多被用來作為傳輸/接受頻率和基帶頻率的過渡，而這種傳輸方式正是超外差結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。一般而言，帶外阻斷信號可以被天線自帶的濾波器過濾掉。而中頻的存在使我們有機會在信號被混合到基帶頻率并做數(shù)字處理之前將帶內(nèi)阻斷信號濾除。另一方面，在發(fā)送端，中頻常被用來濾除所有從基帶轉(zhuǎn)換到中頻這個過程中可能產(chǎn)生的偽數(shù)據(jù)和噪聲。

采用超外差結(jié)構(gòu)的另外一種實現(xiàn)方法是利用中頻采樣來減少信號鏈上的器件個數(shù)。這種方法選擇在中頻對信號進行采樣，而不是在采樣前先將信號混合到基帶。在第一種超外差結(jié)構(gòu)中，從中頻到基帶的轉(zhuǎn)換過程需要以下器件：本機鎖相環(huán)、智能解調(diào)器(混頻器)和雙向ADC(模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器)。如果選擇在中頻進行采樣，那這三個器件可以用一個高性能的ADC來代替。這不僅可以降低信號鏈的復(fù)雜程度，還可以提高信號解調(diào)的質(zhì)量。

但是，如果在下行基帶轉(zhuǎn)換器里應(yīng)用高質(zhì)量智能解調(diào)器，也能得到非常好的通信效果。如果能使本機鎖相環(huán)和射頻器件的漏電足夠小，基帶的直流失調(diào)便可最小化。除此之外，解調(diào)器的相位分離功能可以做到非常準(zhǔn)確的90度的相位分離，這將確保信號解調(diào)時，誤差向量的值不會變壞或者只是變壞一點。最后，如果我們在使用智能解調(diào)器的同時，使用一個具有低相位噪聲的鎖相環(huán)，將會確?；鶐л敵鲂盘柕牡驮肼?，并且因此獲得一個好的位錯誤率(BER)。

因為ADC要在越來越高的頻率下工作，所以中頻采樣結(jié)構(gòu)的功耗變得比第一種超外差結(jié)構(gòu)越來越高，并因此而越來越昂貴，這是中頻采樣結(jié)構(gòu)的最主要的缺點。由于這個原因，基于中頻采樣的射頻結(jié)構(gòu)往往更適合那些在相對低頻或者中頻的應(yīng)用，畢竟這些頻段對成本的影響不大。不過隨著科技的發(fā)展，尤其是CMOS工藝的引進，使得集成高性能的器件和電路的價格越來越低，在不遠(yuǎn)的將來，中頻采樣結(jié)構(gòu)將不再是一種昂貴的選擇。

在射頻通信中應(yīng)用的第三種結(jié)構(gòu)由于直接轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)直接將基帶信號和射頻信號在同一進程中混合在一起，這使得該結(jié)構(gòu)的信號鏈路最為簡單，它所需要的元器件最少。與其它兩種結(jié)構(gòu)不同的是，它將不需要中頻處理和聲表面波(SAW)濾波器。

直接轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點是：價格便宜、小型化、低功耗，并且沒有中頻轉(zhuǎn)換相關(guān)器件。這些優(yōu)點使得這種結(jié)構(gòu)非常適合在低功耗、便攜式終端的應(yīng)用。盡管如此，一些高性能器件的使用為直接轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)應(yīng)用在高端市場打開了方便之門。事實上，正是這些高性能器件的使用，使得直接轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)受到越來越多的關(guān)注。

由于在直接轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中沒有中頻處理單元，帶內(nèi)阻斷信號的功率將直接傳遞到混頻器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(如果信號鏈路上含有模數(shù)轉(zhuǎn)換器)。低噪聲的混頻器將確保弱信號不會被噪聲和阻斷信號所淹沒。另外，由于混頻器具有高的輸出擺幅和低的失真，阻斷信號既不會過驅(qū)動整個系統(tǒng)也不會調(diào)制到我們需要的載波信號上。

對于基帶超外差接收器，如果在本機鎖相環(huán)和射頻輸入之間存在泄漏通路，就一定會產(chǎn)生直流失調(diào)。對于和全球移動通信系統(tǒng)類似的支持跳頻的一些射頻應(yīng)用來說，頻率的跳變將導(dǎo)致本機鎖相環(huán)路漏電的改變，并最終導(dǎo)致整個系統(tǒng)的直流失調(diào)的跳變。如果要糾正它，必須在系統(tǒng)中引入一個直流失調(diào)的補償環(huán)路。盡管如此，在那些不需要跳頻的應(yīng)用中，本機鎖相環(huán)的漏電是不變的，因此動態(tài)直流失調(diào)的補償意義不大。

在傳輸端，由于不能有效降低帶內(nèi)噪聲和失真，采用直接轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的射頻發(fā)射機必須是由那些動態(tài)范圍大的元器件構(gòu)成。

在基站的相關(guān)應(yīng)用中，由于面積和頻道密度要被重點考慮，直接轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)尤其被看好。因為從基站的角度看，帶內(nèi)阻斷信號是不存在的(也就是說基站自己將處理帶內(nèi)阻斷信號)，所以，即使直接轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)缺乏濾除帶內(nèi)阻斷信號的功能也是可以接受的。

當(dāng)然，選擇何種射頻電路結(jié)構(gòu)應(yīng)該由市場應(yīng)用來決定。這些指導(dǎo)設(shè)計的因素包括：從設(shè)計到產(chǎn)品進入市場的時間、成本、外形、功能指標(biāo)、靈活性、能否支持多種不同的應(yīng)用模式等等。如何針對一個確定的應(yīng)用去選擇合適的射頻結(jié)構(gòu)不在本文的介紹范圍之內(nèi)。但是可以明確的是，如今一些射頻器件制造商已經(jīng)可以提供各種針對性的服務(wù)以幫助我們設(shè)計合適的射頻系統(tǒng)，在整個結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，他們甚至可以提供幾位富有經(jīng)驗的工程師為我們答疑解惑。

以上便是此次小編帶來的射頻相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對射頻具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!