一篇文章快速了解【无线电波如何传播】射频篇

笔记内容来源于《实战无线通信应知应会》在本书的第二篇中，该篇笔记总结了无线通信的最基础知识--无线电波是如何在射频器件的传播。

文章目录

导言

一、关于射频

二、噪声，你了解多少？

三、失真

四、收发射频指标

五、传输线相关——后勤线上的困惑

六、干扰——我上网聊会儿天再说

七、射频系统

八、天线——蝙蝠的超声波发送和接收

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导言

“事善能，动善时”。电磁波最大优点是能通过幅值、相位、频率三者的变化来携带信息。而我们利用电磁波传送信息时，要选择良好的无线环境，通过了解其在不同环境的一般传播规律，我们可以有效的规避各种干扰从而增大有用信号。电磁波在自由空间中可以叫无线电波，而电磁波在器件中传送则称为射频。两者不同点是：自然空间中无线电波具有一般传播规律，但是无线电波在有形器件里发射、传送、接收又是讲究另一套传播规律。但相同的是：射频器件和在自由空间的无线电波一样在完成其特定功能的同时，会引入各种各样的噪声。

本节阅读探讨的问题：

1、在射频器件里传送无线电波，幅值、频率、相位的变化规律是怎么样的？对其衡量的指标又有哪一些？

2、在选择和使用射频器件时我们应注意什么？如何有效地克服干扰、增大有用信号？

 

一、关于射频

射频是什么？

射频就是比较容易发射出去的高频交变电波，频率范围为300kHz~30GHz。接收和发送射频信号的器件叫做射频器件，如放大器、接收机、馈线等。

怎么进行射频有线传输？

无线电波在射频传输线缆中传输之前，需要经过调制后变成高频无线电波。然后，射频线缆通过与天线相连接，向空中发射出去无线电波或从空中接收下来无线电波。

射频电路有什么特别之处？

射频电路一般由接收机射频处理单元、发射机射频处理单元和频率合成单元组成。

射频电路的最大特点是在射频频段内，导线的电阻、电感或电容的特性都会变得相当复杂，有时完全丧失其原有特性。在射频频段内电阻可以表现出电感和电容的特性。

PS：电容所表现出来的也不仅仅是电容特性，它同样有一定的电阻和电感；一个导线绕成的电感中除有一定的电感外，导线上还存在着电阻，一圈圈导线之间还有电容。因此，在设计射频器件的时候，一定要考虑射频频段对元器件特性的影响，从而保证射频器件工作稳定可靠。

1、趋肤效应，解释一下呗？

• 举例

好比农村的土路上中间积满了水，大家只好沿着路边排队通过，路边缘处行人密度高，路中间处行人密度低。

而作为射频来说，交流电就好比行人，导体就相当于与道路（只不过道路是平面的，导体是立体的）。那导体的外表面就相当于道路边缘，导体的中心就相当于道路的中间。

• 分析

从一个导体的横截面看，导体中心的感抗对交流电的阻碍作用比外层或表面大很多。因此，交流电通过导体时，各部分的电流密度是不均匀的，导体表面电流密度大（减少了截面积，增大了损耗），而导体中心的电流密度小，这种现象称为趋肤效应。交流电的频率越高，趋肤效应越显著；频率高到一定程度，可以认为电流完全从导体表面流过。

• 实际应用

在实际应用中，用空心导线代替实心导线，可节约材料；在高频电路中，使用多股相互绝缘的细导线编织成束，来削弱趋肤效应的影响。

 

2、峰均比、峰值因子——贫富差距有多大

• 举例

若研究全国各自然村富翁的财富分布情况来说明不同省份的经济发展水平，可以用峰均比的概念，即最有钱的村富翁的财富和所有村富翁财富的平均值相比。也就是说，峰均比指出是xxx峰值和xxx均值的比，单位是比值或比值的dB表达式。

• 分析

无线信号从时域上观测是幅度不断变化的正弦波，幅度并不恒定，一个周期内的信号幅度峰值和其他周期内的幅度峰值是不一样的，因此每个周期的平均功率和峰值功率是不一样的，所以峰均比要考察在一个较长的时间内。

峰值功率也并不是某一最大值，而是一定概率的较大值的集合，通常取值为0.01%。在这个概率下的峰值功率跟系统总的平均功率的比就是峰均比（PAR）。

在概率为0.01%处的PAR，一般称为峰值因子（Crest Factor，CF）。

• 理解

（1）功率的峰均比约为电压峰均比的平方（从量级上看），PAR一般是指功率的峰均比，但也有书上把它当做电压的峰均比来用。

（2）如果功率幅值随时间没有变化，即“包络的最大值”与“包络的平均值”处处相等，那么“恒包络”信号的峰均比为1或者是0dB。

（3）如果只考虑一个周期的无线信号纯正弦波，功率峰均比就是2，即3dB；而其电压的峰值因子（CF）就是功率峰均比的平方根，即1.414，也就是1.5dB。

（4）调制技术、多载波技术都可能带来较大的峰均比会影响很多射频器件的应用效率。抑制过大的峰均比是在设计和使用射频器件时必须考虑的。

 

二、噪声，你了解多少？

往来汽车的滴滴声（人类之外的噪声、人群的嘈杂声（人类的噪声），都是人们正常交流时可碰到的声波噪声。这些噪声随着环境的不同，噪声大小不同，影响程度也不同，我们无法对特定时刻某个具体噪声的大小进行预测，但它有一定的统计规律。

1、白噪声、高斯白噪声、噪声谱密度

白噪声是指功率谱密度为常数、能量在整个频域内均匀分布的随机信号或随机过程。理想白噪声的带宽无限大，因而其能量也无限大，这在现实世界中是不可能存在的，只是为了让我们在数学分析上更加方便。

高斯白噪声：如果一个噪声，它的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均匀分布的，则称之为高斯白噪声。

两个正交高斯噪声信号之和的包络服从瑞利分布。

单位带宽内分布的噪声功率称为噪声谱密度。由于高斯白噪声的功率谱密度是均匀分布的，理论上在无限带宽范围内的噪声功率是无穷大的，但幸好一切接收设备都只能接收一定带宽范围内的噪声，否则这些设备都会被噪声冲击而丧失功能。

2、相位噪声

相位噪声就是指系统（如各种射频器件）在各种噪声的作用下引起的系统输出信号相位的随机变化，正如航班因为天气的变化无法正常起飞或降落进而导致之后的航班安排的混乱。

描述无线电波的三要素是幅度、频率、相位。频率和相位相互影响。理想情况下，固定频率的无线信号波动周期是固定的，正如飞机的正常航班一样，起飞时间是固定的。频域内的一个脉冲信号（频谱宽度接近0）在时域内是一定频率的正弦波。

正如延误的航班可能挤占其他航班的时间使航班安排变得混乱，偏离中心频率很远处的信号（边带信号）可能会被挤到相邻的频率中去。这个边带信号就叫做相位噪声。

如何描述相位噪声的大小呢？在偏移中心频率一定范围内，单位带宽内的功率与总信号功率的比。好比评估某一天天气对航班的影响，定义晚点1小时以上的航班和航班总数的比例，当然这个比例越小越好。射频器件系统内的热噪声可能导致相位噪声的产生。

相位噪声的大小可以反映出射频器件的优劣。在设计和使用射频器件时，要注意射频器件对相位噪声的抑制能力。相位噪声越小，射频器件越好。

3、信噪比

• 说明

无线通信领域的信噪比，简单地说，就是有用信号和噪声（主要是加性噪声）的功率之比，就好比我们所说的性价比一样，通常以SNR表示。有用信号的可靠传送是我们想要获得的好处；有用信号在传输的过程中，必然会引入各种噪声（最起码的会有热噪声）。

• 理解：

（1）在不考虑成本的前提下，信噪比越大越好。
（2）有用信号↑、干扰和噪声↓，信噪比↑。
（3）在极少的应用场合中（如相机、MP3等），以有用信号和噪声的电压之比表示信噪比。

4、噪声系数

射频器件的噪声系数=输入端信噪比与输出端信噪比之比。

        

噪声系数可以衡量接收机、放大器等射频器件的射频（RF）性能。它表示经过射频器件后，信号有用功率的相对损失和噪声功率的相对放大。

5、加性噪声

不管有没有有用信号，加性噪声始终存在于射频器件中，或多或少地影响着正常通信的质量。

一般通信中把随机的加性噪声看成是系统的背景噪声。内部热噪声由电子器件不规则的热运动引起，在数学上可以用随机过程来描述，又可称为随机噪声。可通过保证通风条件，降低环境温度来降低干扰。

 

6、乘性噪声

• 引言

在相互联系的复杂系统中，一个微小的初始输入信号的差别，可能引发一系列连锁反应；这些连锁反应超出了系统的线性工作范围，导致巨大的输出问题。这个现象类似蝴蝶效应或者是多米诺骨牌效应。

• 理解

乘性噪声是由于无线环境的不理想或者射频器件的非线性，伴随着无线信号的接收和传送过程而产生的噪声。这种噪声与信号的关系是相辅相成的，有信号就有它，没有信号它也就不存在了。

在射频器件非线性范围内无线信号的微小变化，可能导致巨大的信息失真。提高射频器件的线性程度，避免射频器件工作在非线性范围，可以减弱乘性噪声的影响。

 

三、失真

失真，就是失去真实。信号经过射频收发通道的时候，由于有加性噪声和乘性噪声引入，或多或少会对所传信号有一定程度的歪曲，这种情况就是无线信号的失真。

无线信号的失真可分为线性失真和非线性失真。

1、线性失真

线性失真可以分为线性幅度失真和线性相位失真，是由该电路的线性电抗元件对不同频率的响应不同而引起的，所以叫线性失真。由于是射频器件对不同频率的信号处理结果上的偏差，又叫频率失真。线性失真主要是由滤波器等无源器件产生的。

2、非线性失真

非线性失真也可以分成非线性幅度失真和非线性相位失真。非线性失真主要是由一些放大器、混频器等有源器件产生的。非线性失真产生了新的谐波成分，改变了原来的信号频谱。

在设计和选择有源射频器件的时候，常用的衡量非线性幅度失真的指标有1dB压缩点、三阶交调、三阶截止点等，这些指标都表明系统远离了线性工作范围，进入了器件的饱和区，会产生较大的信号失真。

3、1dB压缩点

当输入信号较小时，在射频放大器的线性工作范围内，输出信号与输入信号可以保证线性关系。输入信号的幅度增加1dB（即26%）时，输出也相应增加1dB。但是进入了放大器的饱和区，开始了非线性幅度失真，即输入电平增加1dB，输出将增加不到1dB，输出增加值开始减少。在某一点的实际输出值比理想的仍然线性增长时的值减少了26%（即1dB），这一点叫做1dB压缩点（这一点在射频器件中表示为P1dB点），

4、放大器功率回退

就如同水桶水位不断增加。放大器的输入和输出关系就像注水和水桶水位之间关系一样，有一个线性动态范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率的增加而线性增加。放大器超出线性范围进入饱和区，当放大器工作在1dB压缩点时输入一波动，输出就容易失真很多（就像水桶满了一样，水桶满了一晃动水就容易溢出）。

水桶不能装太满，同样的道理，放大器的工作范围要远离1dB压缩点，远离饱和区，这就是放大器的功率回退。一般要求输出功率比1dB压缩点回退6~10dB，使功率放大器能可靠地工作在线性区域。

5、三阶交调

一般射频器件的接触不好、器件老化，都可能引起器件的非线性。交调从字面上理解就是相互（两个及两个以上）影响，交调产物就是互相影响的产物。两个或两个以上频率的无线电波在非线性射频器件中传播时，或者在空中传播碰上金属物体的时候，可能产生其他频率的交调干扰信号，就像恐慌的传递一样，群鹿的惊慌传到了羊群（三阶交调），但是恐慌程度可能降低，羊群的恐慌传到小鸟（五阶交调），恐慌的程度又有所降低。

交调干扰信号有三阶、五阶、七阶或者更多阶的分量，但是三阶交调分量最大。三阶交调是用来衡量射频器件非线性的重要指标 = 交调产物与主输出信号的比，单位是dBc。在选择射频器件时，三阶交调指标的绝对值越大越好。

6、三阶截止点

一个射频器件，当输入信号增加到主输出信号和输出的三阶交调产物幅度相等时，交调产物将会严重影响主信号的质量，这一点称为三阶截止点。工作时往往远离三阶截止点。

 

四、收发射频指标

怎样衡量无线通信系统“说、听”的能力呢？

收发好比我们的“说”和“听”。

说，就相当于无线通信系统的“发射”，从发射的角度看，尽量发射信道带宽范围内的信号。衡量发射机带内辐射能力、带外抑制能力的主要指标就是邻道泄漏比和杂散辐射。

听，就相当于无线通信系统的“接收”，从接收机的角度看，尽量接收信道带宽范围内的信号。衡量接收机带内接收能力、带外响应抑制能力的主要指标就是接收灵敏度和杂散响应。

1、邻道泄漏比

邻道泄漏是用来衡量射频器件对主工作频率外的信道的影响特性，或称带外辐射特性，就像一年级学生的嘈杂声可能会影响到二年级一样。邻道泄漏比（ACLR）就是泄漏在邻道的功率与主信道功率之比，通常用dBc表示，其值越大，表明主信道功率比泄漏在邻道的功率大得越多，说明对邻道的影响越小。

2、杂散辐射

在发射无线信号的过程中，产生了很多非规定频率范围内的信号，即发生了杂散辐射，就像探照灯照到了旁边的生活小区。射频发信机发射了非自己频率范围内的信号，就可能对其他通信系统造成干扰，就像工地的探照灯影响了旁边小区居民休息一样。

杂散辐射可能是一些非线性元器件产生的谐波分量、交调信号等。为了防止一个系统的杂散辐射对其他无线通信系统造成干扰，需要提高系统的电磁兼容性能。

 

3、接收灵敏度

接收灵敏度就是接收机能够正确地把有用信号拿出来的最小信号接收功率。它和3个因素有关系，即带宽范围内的热噪声、系统的噪声系数、系统把有用信号拿出所需要的最小信噪比。

要想让接收机“听清楚”发射机“说的话”，信号电平强度一定要大于接收机的接收灵敏度S。当然接收灵敏度S越小，说明接收机的接收性能越好；接收灵敏度S越大，说明接收机的接收性能越差。

4、杂散响应

杂散响应也称寄生响应，就是在接收机中产生的，和接收到的有用信号频率相近的、系统无法滤除的干扰信号。

从系统接收的角度看，由于环境的带外干扰太大，且本身的抗杂散响应能力弱，就会引起系统接收性能变差。

五、传输线相关——后勤线上的困惑

1、行波、驻波、行驻波——部队前行

什么是行波？

行波就是行动的无线电波。无线电波在空气或者射频器件中传播时其波形不断向前推进，其能量随波的传播而不断向前传递，传播介质的任何一处，通过的平均能量不为零，就像不断前行的队伍一样。

什么是驻波？

驻波就是不再继续推进的无线电波，虽然电波上的任何一点都在上下震动，但波形没有传播出去，就像原地踏步的队伍不再前进一样。两列波（如入射波与反射波）振幅和频率相同、传播方向相反，叠加后波形不向前推进，就是驻波。

什么是行驻波？

传输线在阻抗不匹配的情况下，同时存在入射波和反射波，就像有前进、有返回的队伍一样。反射波的振幅小于入射波，入射波和反射波相叠加，形成的合成波叫行驻波。

2、传输线、馈线——后勤补给线

射频传输线是用来传输无线电波能量的导线，是射频器件之间的连接器。

天线和基站机顶口之间的主要传输线，称为馈线（Feeder）。

为了匹配射频器件（主要是基站和天线）的接入端口，连接在馈线和射频器件端口之间几米内的传输线，称为跳线（Jumper）。

3、阻抗匹配

特性阻抗？

特性阻抗，是射频传输线影响无线电波电压、电流的幅值和相位变化的固有特性，等于各处的电压与电流的比值，用表示。在射频电路中，电阻、电容、电感都会阻碍交变电流的流动，合称阻抗。电阻是吸收电磁能量的，理想电容和电感不消耗电磁能量。

什么是阻抗匹配？

传输线和射频器件相连的时候，要求二者阻抗匹配。阻抗匹配就是在分界处只有入射波，没有反射波；也就是传输线和射频器件在无线电波传送时如同没有分界面一样，正如左手使用左手剪刀，虽然是两个事物在一起，感觉上没有任何不适。

那么，什么情况下，阻抗匹配呢？

传输线所接射频器件的阻抗Z1等于传输线的特性阻抗Z0时，就是阻抗匹配了。匹配时，能够保证传输线的下一级射频器件得到全部的信号功率，而没有损失。

在选择射频器件的时候，一定要看各器件的特征阻抗是否匹配。衡量阻抗匹配程度的参量有反射系数、回波损耗、反射损耗、驻波比、行波系数，等等。

4、反射系数

电压反射系数就是指反射波电压和入射波电压幅度之比。

在射频器件安装调试的时候，我们希望器件的连接处尽量没有反射，即反射系数接近0，这样无线电波在器件的连接处就可以全部传送过去，没有反射损耗。

5、驻波比、行波系数——高速公路上的车速比

在射频系统传送的无线电波，我们总是希望驻波越小越好，行波越大越好。

• 反映驻波大小的是驻波比。驻波比越大，驻波所占的比例越大，系统无线电波的传送问题就越大；
• 反映行波大小的是行波系数，行波系数越大，行波所占的比例越大，系统无线电波传送就越顺畅。

驻波比用来描述阻抗的匹配情况，驻波比越大，说明无线信号的传输效果越差。驻波比的倒数可以称为行波系数。

在无线通信工程中，驻波比是衡量传输线和射频器件之间阻抗匹配程度的重要指标，有专门的驻波比测试仪，一般要求驻波比小于1.5，当然越接近1越好。

6、回波损耗

回波损耗是传输线端口的反射波功率与入射波功率之比，以对数形式来表示，单位是dB，一般是负值，其绝对值可以称为反射损耗。

• 反射系数是反射波和入射波电压之比；
• 回波损耗是反射波和入射波的功率之比。

7、衰减系数——新疆的坎儿井

衰减系数：单位长度产生的损耗大小。

应用

为了使传输线损耗控制在合理范围内，工程上应该合理选用传输线的类型，尽量减少传输线使用的长度。通过合理的信号转换，用光纤来代替射频传输线传送无线信号，就会大大减少衰减；光纤可以称为无线信号的“坎儿井”，使信号传得更远，损耗更小。

8、传播常数——睡眠质量越来越差

传播常数是指行波每经过单位长度的传输线，振幅和相位的变化。

六、干扰——我上网聊会儿天再说

无线通信的干扰是指对无线信号接收质量有影响的一切因素，它包括各种噪声的影响，但不只是噪声的影响，可能是其他无线系统的影响，也有可能是系统工作频率范围内的同频或异频信号对一个信号的影响。

1、杂散干扰——孟子迁离墓地

杂散干扰是一个系统频段外的杂散辐射落入到另外一个系统的接收频段内造成的干扰，就像墓地嚎哭的声音（杂散干扰）对小孟子（接收方）的影响。杂散干扰直接影响了系统的接收灵敏度，要想减弱杂散干扰的影响，要么在发射机上过滤干扰（在墓地周围围上一堵墙），要么远离干扰（搬离此地）。

杂散干扰是由发射机产生的，包括功放产生和放大的热噪声、系统的互调产物，以及接收频率范围内收到的其他干扰。

2、阻塞干扰——小猫躲了起来

阻塞干扰是指接收机接收到带外的强干扰信号后，突然进入饱和区，导致信号严重失真。

而克服阻塞干扰，需要增加接收机对工作频率范围外信号的抑制能力（即增加带外抑制度）。

3、接收互调干扰

接收互调干扰就是频率不同的两个或多个干扰信号同时进入接收机，由于接收机自身的非线性而产生的互调产物，正好落在了接收机的工作频带范围内，对系统造成的干扰。

4、发射互调干扰

发射互调干扰是指由发射端产生的互调信号传到接收机，正好落在了接收机的工作频带内，对接收机的性能造成了影响。

有两种情况：

• 一种情况，由于发射机输出端的非线性，一个强信号从发射机的输出端经过一些频率的变化又返回到发射机时，会与发射机的发射信号一起产生互调产物；
• 另外一种情况，当不同频率的两个或多个强信号同时作用在发射端的某个金属上时，由于金属的非线性产生了互调产物。

 

5、隔离度——孟母三迁的目的

隔离度就是为了尽量减少各种干扰对接收机的影响所采取的抑制干扰措施。通常有几种措施，最重要的就是增加空间隔离度，增加空间的距离或者避免方向上和干扰源面对面；再次就是在发射端增加滤波器或者在接收端干扰来的方向上加金属隔离网做屏蔽。

6、杂散抑制——伟人在大街上读书

杂散抑制能力是指接收端在接收频带内抑制干扰、提取有用信号的能力，杂散抑制水平是衡量接收机抗干扰能力的指标。

7、阻塞抑制——集中注意力

阻塞抑制水平用来衡量接收机对接收频率范围外干扰的抑制能力。提高接收机的线性度，可以增强阻塞抑制能力。

8、互调抑制——不要想入非非

互调抑制是指接收机在工作时对发射互调和接收互调的抑制能力。同时有两个干扰信号进入接收机，它们的3阶交调产物正好落在带内就是互调干扰。提高接收机的线性度、提高3阶截止点、避免金属物体的近距离阻挡，可以增加互调抑制能力。

 

七、射频系统

射频系统由射频接收、射频发射两部分组成。射频接收电路的典型功能是完成接收信号的滤波、信号放大、解调等功能。射频发射电路的典型功能是完成基带信号的调制、变频、功率放大等功能。

1、发信机、接收机

• 发信机是什么？

无线电波的发信机主要由发信源、功率放大器和频率源3大部分组成。

发信源的作用主要是调制；

频率源是为调制器和上变频器提供合乎频率要求的振动信号；

功率放大器将发信源输入的信号放大到所需的功率电平，具有功率控制的功能。

发信机最核心的功能就是提供一定频率、一定功率的无线电波，用以承载无线信号。

• 接收机是什么？

无线电波是通过天线和馈线传到接收机上的，就好像人类的耳朵和外耳道接收声波信号一样。无线电波的接收机主要由滤波器、功率放大器（或低噪声功率放大器）、解调器组成。

滤波和放大功能也是人类听觉系统所具有的功能，解调的功能类似大脑对听到的声音进行理解的功能。

噪声系数与灵敏度用于描述接收机对微弱信号的接收能力

2、功率、电平

功率的表述常用于日常电路域，电平的说法常用在无线电通信领域。电平就是射频电路中电量的水平，一般将倍数转化为对数来表示。常用的电平是指功率的对数，以dBm为单位。功率和电平二者可以说是同一个事物，但用的场合不同。

3、功放——鼓风机送风大小的调节

功率放大器，简称“功放”，但它放大的不是功率，也不是凭空产生了功率，因为能量不能凭空产生；功放放大了输入信号的变化，功放的输出功率的变化成倍地放大或反映了无线信号输入功率的变化。

功放的输出功率来源于功放本身的工作耗能，由工作电压和工作电流决定。功率放大器只是在输入和输出之间起到“反映、传递信息”的枢纽作用，就像鼓风机送风的大小和火车运行速度的关系一样。

功率放大器的本质是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用使输出信号功率随输入信号的规律变化。小信号注入基极，则集电极流过的电流等于基极电流的b倍。经过若干级的电流及电压放大，就完成了功率放大。

4、功放增益

功放的增益是表征放大器信号放大能力的一种参数，就是输出信号与输入信号功率之比。

5、低噪放——得到的信息尽量真实

低噪放，顾名思义，就是噪声系数很低的放大器，一般用于接收机的高频或中频前置放大电路。低噪放的成本一般比同等条件下（除噪声系数外的其他要求相同）的放大器要大一些，因此一般应用在接收端便可，而不用于发射端。因为在接收端，需要放大微弱信号，减少放大器自身引入的噪声，提高输出信号的信噪比，从而提高接收灵敏度。

理想低噪放的噪声系数是0dB，其物理意义是输出信噪比等于输入信噪比。

6、混频器、变频器——追赶呼啸而过的火车

混频器（或变频器）的作用是将无线信号频率由一个值变换为另一个值，起到频谱搬移的作用。混频器的作用类似于上例中马的作用，只不过一个是变频，另一个是变速。如果说马是速度中介，混频器则是频率中介，其振荡频率可以称为本振频率。对无线信号进行扩频、调制等处理工作是在低频段下进行的，然后再将处理好的信号上变频到高频段发射出去；或将接收到的射频信号下变频到低频段，再做解调、解扩等信号处理工作。混频器在中频范围内进行信号放大，工作线性范围较为稳定，接收机的灵敏度可以提高。

7、滤波器——身高大于180cm的学生去打篮球

滤波器是对特定频率的无线信号有选择和消除作用的射频器件，让有用信号尽可能无衰减地通过，对无用信号尽可能大地进行衰减。

滤波器选择的频率范围称为通带，滤波器抑制的频率范围称为阻带。

按对频率的选择性可将滤波器分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。

8、振荡器——舞动的节奏

振荡器就是一个频率源，其功能是把直流电“振荡”起来使之成为交流电，就像节奏感强的音乐可以让不同的人按音乐节奏舞动一样。振荡器是将直流电转换为具有一定频率的交流电的能量转换装置，是收发设备的基础电路。

9、鉴相器——舞蹈教练

所谓鉴相器，就是指鉴别相位的射频器件，又叫相位比较器，是输入信号、反馈信号之间的相位差与其输出电压有确定关系的电路，鉴相器是锁相环的基本部件之一。

10、锁相环—保证车行驶在正道上

锁相环，顾名思义，就是锁定相位的环路。学过自动控制原理的人都知道，这是一种典型的反馈控制电路，利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位，实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，一般用于闭环跟踪电路。

锁相环通常由鉴相器、滤波器和压控振荡器3部分组成前向通路，由分频器组成频率相位的反馈通路。

锁相环的工作原理是检测输入信号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差信号通过鉴相器转换成电压信号输出，经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压，对振荡器输出信号的频率实施控制，再通过反馈通路把振荡器输出信号的频率、相位反馈到鉴相器。

锁相环在工作过程中，当输出信号的频率成比例地反映输入信号的频率时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，这样输出电压与输入电压的相位就被锁住了。

11、插损——旅游使小明记忆的单词损失一半

插入损耗（简称插损）是指当电路中接入某一无源射频器件后所引起的功率损耗。

插损（dB）=器件输出电平（dBm）一器件输入电平（dBm）

12、合路器——泾渭分明

合路器一般用于发射端，其作用是将两路或者多路从不同发射机发出的射频信号合为一路送到天线发射的射频器件，同时避免各个端口信号之间的相互影响。

13、功分器——一分为二浇水法

功分器是实现无线信号等功率分配的射频器件。二功分器一般有一个输入口和两个输出口；三功分器则有一个输入口和3个输出口。

14、耦合器——从主干水道上获得一小部分水流

耦合器是从无线信号主干通道中提取出一小部分信号的射频器件，与功分器一样都属于功率分配器件，不同的是耦合器是不等功率的分配器件。耦合器与功分器搭配使用，主要为了达到一个目标——使信号源的发射功率能够尽量平均分配到室内分布系统的各个天线口，使每个天线口的发射功率基本相同。

15、衰减器——用来减速的沙子路

衰减器就是射频电路中用来减弱无线信号功率的二端口射频器件。衰减器完全由电阻元件组成，在工作频段范围内相位偏移为零，其衰减特性和特性阻抗均与频率无关。

主要用途是减弱电路中信号大小、改善阻抗匹配性能。衰减器的技术指标包括工作频带（工作频段范围）、回波损耗（衡量阻抗匹配程度）、衰减量、功率容量等。

16、负荷——防震减速的泡沫板

在射频电路中负荷是用于某一电路或电器（如放大器）空闲的输出端口以接收多余电功率的元器件或装置（如同溜冰场用于防震减速的泡沫板）。对负荷最基本的要求是功率接收和阻抗匹配。射频器件有空闲端口的时候，必须安装阻抗匹配的负荷。这个负荷的阻抗不能太大，也不能太小；否则，不仅不能把多余的信号功率吸收掉，反而会把这部分功率反射到线路中去，影响系统的正常运行。

17、塔放——哨塔上的卫兵

塔放即塔顶放大器，是安装在塔顶部紧靠在接收天线之后的一个低噪声放大器。塔放与天线距离很近，一般塔放与天线之间是通过一根跳线连接。

塔放可以有效地提高系统的灵敏度，同时降低手机的发射功率，减小系统内的干扰噪声，改善通话可靠性和话音质量。

应用：在上行覆盖受限的场景中，当用户位于小区覆盖范围之外，有可能掉话时，采用塔放可以显著降低掉话率。

 

八、天线——蝙蝠的超声波发送和接收

天线是在无线电收发系统中，向空间辐射或从空间接收电磁波的装置。接收和发射可以设计在同一个物理实体上。

天线大小的设计和无线电波的波长关系较大。可以这样认为：无线信号的波长越大，要求天线阵子的尺寸也越大。不同的安装条件、不同的无线环境，对天线的外观设计的要求也是不一样的。

1、增益——水为什么流得急、射得远

天线的增益是指在相同输入功率条件下，天线在最大辐射方向上某一点所产生的功率密度，与理想点源天线在同一点所产生的功率密度比值。天线的增益反映了天线将电波集中发射到某一方向上的能力。

一般来讲天线的增益越高，天线发射出的能量也越集中。

天线增益的单位一般有两种：dBi与dBd。

其中，dBi是以理想点源天线为参考的基准，而dBd是以半波阵子（偶极子）的天线为参考基准。

同一个天线增益，dBi比dBd在数值上大2.15dB。

2、极化方向

无线电波传播方向与其电场、磁场的运动方向垂直。

极化方向指的是天线辐射的电磁波最大辐射方向其电场矢量在空间的取向。天线的极化方向一般与单元振子的方向一致。

以大地为基准面，电场矢量垂直于地面为垂直极化（VP），平行于地面为水平极化（HP）。

在双极化天线中，天线单元极化方向分别与地面成+45°和-45°夹角。

3、方向图——向日葵向日特性

天线在不同的空间方向上接收和辐射信号的强度是不一样的，可以用数学或者图形的方式来描述这个关系。

辐射方向图是描述随着空间方向变化，天线辐射强度变化的关系图。方向图有水平面方向图和垂直面方向图。

天线按照水平面方向图的特性可分为全向天线与定向天线两种。

• 全向天线在水平面内的所有方向上辐射出的电波能量都是相同的，但在垂直面内不同方向上辐射出的电波能量是不同的。
• 定向天线在水平面与垂直面内的不同方向上辐射出的电波能量都是不同的，

4、波瓣宽度

波瓣宽度，顾名思义，就是无线电波辐射形成的扇面所张开的角度。

同一天线发射的无线电波不同方向上的辐射强度是不同的，所以定义为比最大辐射方向上的功率下降3dB的两个方向之间的夹角为波瓣宽度。

在天线增益不变的情况下，水平波瓣宽度大了，垂直波瓣宽度必然变小。正如浇花软管出口的水流一样，水平方向宽了，垂直方向必然变窄。

5、前后比——水枪后部漏水了

前后比是衡量定向天线后向波束抑制能力的重要指标，前后比反映了天线对后向干扰的抑制能力，一般要求大于25dB。

6、旁瓣抑制——水管侧漏问题

定向天线的辐射方向图中，除主波束方向之外，在其他相邻方向上也会出现波束分量，可称之为旁瓣或副瓣。为了减少对邻区的干扰，天线波束赋形时应尽可能抑制那些可能带来干扰的副瓣。

7、零点填充

天线的主波束近下方往往存在无线电波深衰落的地方，一般称之为零深。零点填充就是为了使天线的辐射电平更加均匀。建议天线挂高太大时（如大于100m）采用零点填充，避免塔下黑的问题。

零点填充的程度一般用零点填充达到的电平和主波瓣电平的差值（dB）来表示，有时也用百分比（电压）来表示。如某天线零点填充为10%，则有：零深相对于主波束大于-20dB就表示有零点填充。

8、波束下倾——站在墙上用软水管浇花

波束下倾是指由于覆盖规划或网络优化的需要，天线的俯仰面波束指向需要向下做的调整。

如果波束下倾完全依赖机械调节，机械调节角度过大的时候，天线的水平面波束覆盖将变形。

9、泄漏电缆

泄漏电缆是一种特殊形式的天线，通过沿电缆纵向的一系列均匀分布的开口发射和接收信号，如同等距离开口的长水管把水送到各房间一样。

10、智能天线——传音入密的神功

智能天线是TD-SCDMA的关键技术之一。

智能天线可使所服务用户的接收信号功率最大化，同时使波束照射范围外的非服务用户受到的干扰最小，甚至为零。如此，智能天线就像有了“传音入密”。

神功的郭靖一样可以只和自己期望的人进行信息交互，而不会打扰其他人。