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影响高频微波射频板的射频信号质量和设备性能的关键因素

发布日期:2017-09-26浏览:147

关于噪声和线性方面,有几种描述高频微波射频板的射频信号质量和设备性能的关键方法。由于噪声和线性通常是通信和传感系统中发射和接收链需要考虑的关键因素,因此对于高频微波射频板的技术专业人员而言,了解这些参数非常有意义。下面一起了解一下通常用于高频微波射频板描述射频/微波信号和设备的几个关键噪声和线性参数。

    信噪比(SNR)

    信噪比(SNR)仅仅是系统最大(有时是平均值)信号功率与最大(有时是平均值)背景噪声的对比。系统的信噪比(SNR)通常用分贝来表示,便于计算信噪比(SNR),因为以分贝为单位的信噪比(SNR)等于最大信号强度减去最大噪声强度。

高频微波射频信号卫星定位.jpg

    杂散信号

    杂散信号是混频器、变频器、功率放大器和其他出现在有关带宽(有时限于中频带)中的非线性组件中的非线性所产生的无用信号。杂散信号包括来自混频器的图像信号以及由两个或多个信号混合产生的其他失真产物。由于通常可以在给定输入频率的情况下,从数学上对杂散信号进行预测,因此良好的高频微波射频板设计通常会考虑滤波或减弱目标带宽内的杂散信号成分。对于测试仪器和宽带系统来说,消除所有杂散信号通常是不可行的,杂散信号是系统动态范围(即无杂散动态范围)的限制因素。

    输出三阶交调截取点/输入三阶交调截取点

    输出三阶交调截取点(OIP3)和输入三阶交调截取点(IIP3)是测量射频器件线性的方法。在输入功率与输出功率的关系图上,三阶交调截取(TOI)点是某个输入音调曲线上的线性放大信号与三阶非线性产物相交的地方。每增加1分贝功率,三阶非线性产物(IM3)就增加3分贝,因此1:1线性放大信号最终会与图中的IM3曲线相交。三阶交调截取(TOI)点的输入功率为输入三阶交调截取点(IIP3),三阶交调截取(TOI)点的输出功率为输出三阶交调截取点(OIP3)。这些是系统设计的重要数据,因为这些数据提供了基于非线性元件响应的系统行为的线性边界。

    动态范围

    与信噪比(SNR)相似,动态范围也是信号衰减因子与最大良好信号之间差异的度量。与信噪比(SNR)的差异在于,动态范围是基于最大未失真信号与最小可分辨信号之间的差异。在许多情况下,最小可识别信号是系统的本底噪声,但是,还有其他信号衰减因子也可以用于确定最小可识别信号,例如谐波或杂散。限制动态范围的选择取决于具体的应用。

    谐波失真和三阶互调失真

    由于在设计高频微波射频板的射频信号链中设备的非线性会产生谐波,而谐波是输入频率的倍数。通常情况下,在谐波失真的情况下,高次谐波的信号能量会降低,且它们离系统的基频更远,因此通常只考虑前几个谐波或系统带宽内的谐波。

    当非线性系统中存在两个或多个音调时,它们也可能混合在一起,从而产生额外的失真,这一失真是这些混合音调和与差的产物及其失真产物的和与差。描述这种失真影响的一种常见方式是基于三阶项或三阶互调失真(IMD3)项。三阶互调失真(IMD3)产物是最接近基本信号的产物,通常是系统带宽中最强的失真项。

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