第三章 射頻基本概念辨析

第一節(jié) 功率相關(guān)概念

信號的峰值功率、平均功率和峰均比PAR 解釋：很多信號從時(shí)域觀測并不是恒定包絡(luò)，而是如[敏感詞]圖形所示。峰值功率即是指以某種概率出現(xiàn)的肩峰的瞬態(tài)功率。通常概率取為 0.01%。

信號的峰值功率、平均功率和峰均比PAR 解釋：平均功率是系統(tǒng)輸出的實(shí)際功率。在某個(gè)概率下峰值功率跟平均功率的比就稱為在某個(gè)概率下的峰均比，如PAR=9.1@0.1%,各種概率下的峰均比就形成了CCDF曲線（互補(bǔ)累積分布函數(shù)）。在概率為0.01%處的PAR，一般稱為CREST因子。

第二節(jié) 噪聲相關(guān)概念

噪聲定義 噪聲是指在信號處理過程中遇到的無法確切預(yù)測的干擾信號（各類點(diǎn)頻干擾不是算噪聲）。常見的噪聲有來自外部的天電噪聲，汽車的點(diǎn)火噪聲，來自系統(tǒng)內(nèi)部的熱噪聲，晶體管等在工作時(shí)產(chǎn) 生的散粒噪聲，信號與噪聲的互調(diào)產(chǎn)物等等。

相位噪聲 相位噪聲是用來衡量本振等單音信號頻譜純度的一個(gè)指標(biāo)，在時(shí)域表現(xiàn)為信號過零點(diǎn)的抖動(dòng)。理想的單音信號，在頻域應(yīng)為一脈沖，而實(shí)際的單音總有一定的頻譜寬度，如[敏感詞]所示。一般的本振信號可以認(rèn)為是隨機(jī)過程對單音調(diào)相的過程，因此信號所具有的邊帶信號被稱為相位噪聲。相位噪聲在頻域的可以這樣定量描述：偏離中心頻率多少Hz處，單位帶寬內(nèi)的功率與總信號功率相比。

噪聲系數(shù)

噪聲系數(shù)是用來衡量射頻部件對小信號的處理能力，通常這樣定義：單元輸入信噪比除輸出信噪比，如下圖：

對于線性單元，不會(huì)產(chǎn)生信號與噪聲的互調(diào)產(chǎn)物及信號的失真，

這時(shí)噪聲系數(shù)可以用下式表示：

級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)公式：

第三節(jié) 線性相關(guān)概念

信號在通過射頻通道（這里所謂的射頻通道是指射頻收發(fā)信機(jī)通道，不包括空間段衰落信道）時(shí)會(huì)有一定程度的失真，失真可以分為線性失真和非線性失   真。產(chǎn)生線性失真的主要有一些濾波器等無源器件，產(chǎn)生非線性失真的主要有一些放大器、混頻器等有源器件。另外射頻通道還會(huì)有一些加性噪聲和乘性噪 聲的引入。

線性失真：

線性失真又可以分成線性幅度失真和線性相位失真，從頻域可以很方便表示這些失真，如下圖：

非線性失真：

非線性失真與線性失真相似，可以分成非線性幅度失真和非線性相位失真，圖形表示如下：

非線性幅度失真

非線性幅度失真常用1dB壓縮點(diǎn)、三階交調(diào)、三階截止點(diǎn)等指標(biāo)衡量， [敏感詞]分別討論這三個(gè)指標(biāo)。

1dB壓縮點(diǎn) 

例如一個(gè)射頻放大器，當(dāng)輸入信號較小時(shí)，其輸出與輸入可以保證線 關(guān)系，輸入電平增加1dB，輸出相應(yīng)增加1dB，增益保持不變，隨著輸入信號電平的增加，輸入電平增加1dB，輸出將增加不到1dB，增益開始壓縮，增益壓縮1dB時(shí)的輸入信號電平稱為輸入1dB壓縮點(diǎn)，這時(shí)輸出信號電平稱為輸出1dB壓縮點(diǎn)。如下圖：

三階交調(diào)

三階交調(diào)（雙音三階交調(diào)）是用來衡量非線性的一個(gè)重要指標(biāo)，在這里仍以放大器為例來說明三階交調(diào)指標(biāo)。用兩個(gè)相隔⊿f，且電平相等的單音信號同時(shí)輸入一個(gè)射頻放大器，則放大器的輸出頻譜大致如下：

三階截止點(diǎn)

任一微波單元電路，輸入雙音信號同時(shí)增加1dB，輸出三階交調(diào)產(chǎn)物將增加3dB，而主輸出信號僅增加1dB（不考慮壓縮），這樣輸入信號電平增加到一定值時(shí)，輸出三階交調(diào)產(chǎn)物與主輸出信號相等，這一點(diǎn)稱為三階截止點(diǎn)，對應(yīng)的輸入信號電平稱為輸入三階截止點(diǎn)，對應(yīng)的輸出信號電平稱為輸出三階截止點(diǎn)。注意：三階截止點(diǎn)信號電平是不可 能達(dá)到的，因?yàn)樵谶@時(shí)早已超過微波單元電路的承受能力。

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