GPS接收机的射频前端测试原理和方法
作为GPS接收机重要组成部分的接收机射频前端电路是接收机动态性能的关键部件。它的很多指标，诸如噪声系数、动态范围、镜频抑制、1dB 压缩点和相位噪声等，都直接影响接收机的性能。因此，射频指标的准确测量对GPS 接收机性能的准确评估非常重要。要有自主知识产权的接收机，就必须有一套完整而有效的射频模块指标的测试方法
GPS信号测试的基本要求
GPS 信号一般使用两个射频波段：一个信号频率为1575.42MHz（L1波段）,另一个信号频率1227.6MHz（L2波段）。一般来说，商用GPS接收机使用的波段为
L1波段。接收机接收到最小信号功耗为-133dBm到-130dBm，此信号非常微弱，淹没在噪声里。测量 GPS 射频模块所要使用的仪器设备及配件其可用频率要高出五倍卫星信号频率以上，才能满足最基本的谐波失真测量。对于测量中使用的同轴线、接头、负载等所有的特性阻抗都要是 50Ω的特性，才能匹配良好。同时，其辅助测试工具除了阻抗匹配良好还要具有容易校正、误差小、连接方便、高可靠性及重复性的特点。定期校正测试仪器也很重要，而且校正时要将连接线、接头、衰减器等所有配件连接后一同测量。
GPS射频各指标测试的方法
GPS 射频部分的测试方案很多，其中比较重要的指标有：增益，可控增益范围，输入压缩点，噪声系数，镜频抑制，本振到信号的隔离度，本振相噪等。
增益测量
GPS 射频前端的增益是指输入到 ADC 的信号与GPS 天线接收到的信号相比的
放大程度。GPS 接收机射频前端的增益一般都在 110dB 左右。增益可以使用频谱分析仪来测量。
低噪声放大器、混频器等器件的增益可以用向量网络分析仪来测量S21得到，注意埠的50Ω匹配。连接如图 2。
有两个系统性能参数体现了接收机的线性度，三阶交调点和 1dB 压缩点。三阶交调特性会将邻道信号的交调项混到有用信号中，造成信号质量的退化。但是，对于 GPS 来说，在带内只有一个通道，没有强的邻道干扰信号，因此，主要从1dB压缩性能来考虑系统的线性度。实际的放大器其输出功率并无法随着输入功率的增加而一直维持线性比例放大，最后总会达到饱和，当放大器的增益较线性的理想值减小 1dΒ时的输入功率称之为输入 1dΒ压缩点(见图 3)。测量时如图 1 连接后，用信号发生器做功率扫描，从而找到输入 1dB 压缩点
2.2 噪声系数
GPS 接收机射频前端内部本身也会产生噪声，用噪声系数来表示，其值越小越好。
Si和 Ni 是输入信号和输入噪声，So 和 No 是输出信号和输出噪声。
GPS 接收机前级所使用的低噪声放大器(low noise amplifier , LNA) 的噪声系数尤其重要。如果噪声系数太大，将会影响到 GPS 接收机的系统灵敏度。常用的测量噪声系数的方法有两种：使用噪声系数测试仪直接测量、增益法。噪声系数测试仪直接测量示意图如图 4。
使用噪声系数分析仪是测量噪声系数的最直接方法。结果也是最准确地。并且分析仪能够同时显示增益和噪声系数。但分析仪有频率限制，并且当测量很高的噪声系数时，例如噪声系数超过10dB，测量结果非常不准确。
增益法是基于噪声系数的定义。噪声由两个因素产生。一个是到达射频系统输入的干扰，与需要的有用信号不同。第二个是由于射频系统载波的随机扰动。第二种情况是布朗运动的结果，应用于任何电子器件中的热平衡，器件的可利用的噪声功率为：PNA = kTΔF，ΔF = 噪声带宽(Hz)。在室温(290ΔK)时，噪声功率谱密度 PNAD = -174dBm/Hz.
因而我们有以下的公式：
NF = PNOUT - ( -174dBm/Hz + 20 * log10(BW)+ Gain )
在公式中，PNOUT 是已测的总共输出噪声功率，-174dBm/Hz 是290°K 时环境噪声的功率谱密度。BW 是感兴趣的频率带宽。Gain 是系统的增益。NF 是 DUT 的噪声系数。为简化公式，我们可以直接测量输出噪声功率谱密度(dBm/Hz)，这时公式变为：
NF = PNOUTD + 174dBm/Hz – Gain
这样我们只要再测出增益就可以算出噪声系数的值。
镜像抑制
镜像信号的存在会影响信号的信噪比。为了抑制这种影响，接收机必须有一定的镜像抑制率。即在混频器之前将镜像位置的信号抑制到一定的程度，以减小混入带内的信号对中频信号的影响。测量镜像抑制需要用到的仪器有信号发生器、衰减器、频谱分析仪。信号发生器产生一定功率的镜像信号，通过一个固定衰减器送到 GPS 接收机的射频输入端，然后用频谱分析仪看混频器前镜像信号的功率。
2.4 本振到射频间隔离度
接收机各频率端口之间的隔离度包括三项，信号与本振之间的隔离度，信号与中频之间的隔离度，本振与中频之间的隔离度。隔离度定义是本振或信号泄漏到其它端口的功率与原有功率之比，单位为 dB。在 GPS 接收机中，比较重要的指标是到射频间隔离度，本振至射频信号的隔离度不好时，本振功率可能从接收机信号端反向辐射或从天线反发射，造成对其他电设备干扰。另一方面，对于直接下变频结构的 GPS 接收机来说，还会造成自混频，引起直流失调等问题。测量本振到射频间隔离度的连接方法见图 6。
在 GPS 射频模块的本振端加入信号发生器，衰减器可以确保 50Ω阻抗匹配。在射频端加频谱分析仪分析结果。不用的中频端要接 50Ω匹配负载。测量其它的隔离度，测量方法完全相似。
2.5 本振相位噪声
频率综合器提供的本振信号的相位噪声太大，会降低 GPS 射频前端信噪比，从而影响 GPS 接收灵敏度。本振的相位噪声表示为：
L(f)= Pn(f)/ Pc（dBc/Hz）
式中 L(f)为单边带相位噪声谱密度，单位元取 dBc/Hz；Pn(f)为在偏离载频为 f 处的带宽为1Hz 的单边带功率，以 dBm为单位； Pc为载波功率，以 dBm为单位。
本振的相位噪声可以直接用频谱分析仪来测量。要想测量值准确，必须根据所测量相噪的载频偏移量，合理选择频谱分析仪的 SPAN和RBWS的值。因为这两个值决定了频谱分析仪内部中频滤波器的带宽，如果带宽太大，所测量的相噪淹没在滤波器的裙带下，会造成测量结果错误。见图 7。
现在一些新型号的频谱分析仪会提供一些选项，可根据频偏自动选择适当的SPAN和RBWS的值，帮助我们更准确地测量相位噪声。比如Agilent PSA系列，有以下选项帮助优化测量。
Optimize phase noise for frequency offsets<50kHz from the carrier（用来测量频偏小于 50kHz 频率处的相位噪声）。
Optimize phase noise for frequency offsets>50kHz from the carrier（用来测量频偏大于50kHz 频率处的相位噪声）。
Optimize LO for fast tuning（用来测量频偏大于2MHz频率处的相位噪声）。
3. 小结
GPS产业的发展和重要性与日俱增，对其产品的开发也日益重要。随之而来的是对 GPS 接收机的测试要求越来越高，以求可以找出产品中的问题，以及准确评估产品的性能。
1、目的 规范WCDMA射频测试标准，使工程师在作业时有所遵循，特制订本规范。 2、适用范围 本规范适用于公司研发的WCDMA产品项目。 3、参考文件 《3rdGeneration PartnershipProject;TechnicalSpecificationGroupRadioAccessNetworkUserEquipment (UE)radiotransmissionandreception (FDD) (Release9》 《3rdGeneration PartnershipProject;TechnicalSpecificationGroupRadioAccessNetwork;Requirementsfo rsupportofradioresourcema nageme nt(FDD)(Release9》 4、缩略语和术语 ACLRAdjace ntCha nn elLeakagepowerRat 邻道泄漏抑制比 ACSAdjace ntCha nn elSelectivit邻道选择性 AWGNAdditiveWhiteGaussio nN oise加性高斯白噪声 BERBitErrorRatio误比特率 BLERBIockErrorRati误块率 CPICHCommo nPilotCha nne公共导频信道 CQICha nn elQualityI ndicator 信道质量指示 CWCo nti nuousWave(u n-modulatedsig nal连续波(未调制信号) DCHDedicatedCha nne专用信道(映射到专用物理信道) DPCCHDedicatedPhysicalC on trolCha nn专用物理控制信道 DPCHDedicatedPhysicalCha nn专用物理信道 DPDCHDedicatedPhysicalDataCha nn专用物理数据信道 DTXDisc ontinu ousTra nsmissior非 E 连续发射 EcAveragee nergyperPNchi每个伪随机码的平均能量 EVMErrorVectorMag nitude 误差矢量幅度 FDDFreque ncyDivisio nDupleX频分复用 FuwFreque ncyofiunwan tedsig nal 非有用信号频率 HARQHybridAutomaticRepeatReques 自动混合重传请求HS-DPCCHHighSpeedDedicatedPhysicalCo ntrolCha nift速专用物理控制信道HS-PDSCHHighSpeedPhysicalDow nlin kSharedCha n高速物理下行共享信道HS-SCCHHighSpeedSharedCo ntrolCha nr高速共享控制信道 Iblock in gBlocki ngsig nalpowerlevel 阻塞信号功率电平loThetotalreceivedpowerspectralde nsity 总接收功率频谱密度loacThepowerspectralde nsityoftheadjace ntfreque ncycha nnel 令B信道功率谱密度locThepowerspectralde nsityofaba ndlimitedwhite noisesource 带限白噪声功率谱密度lorThetotaltransmitpowerspectraldensityofthedownlinksignalattheNodeBantennaconnector 基站发送的总功率谱密度 orThereceivedpowerspectralde nsityofthedow nli nksig nalasmeasuredattheUEa nte nnaconn ector下行链路所接收的功率谱密度 IouwU nwan ted sig nalpowerlevel非有用信号功率电平 OCNSOrthogo nalCha nn elNoiseSimulato正交信道噪声模拟器 PCCPCHPrimaryCommo nCon trolPhysicalCha nr主公共控制物理信道 PICHPagi ngl ndicatorCha nne寻呼指示信道 PRACHPhysicalRa ndomAccessCha nr物理随机接入信道 Qqualmi nMinim umRequiredQualityLevel 小区质量最小需求 Qrxlevmi nMinim umRequiredRxLevel 小区信号电平最小需求
目录 1GSM部分 (1) 1.1常用频段介绍 (1) 1.2 发射(transmitter )指标 (2) 1.2.1发射功率 (2) 122 发射频谱(Output RF spectrum
1.2 发射(transmitter)指标 1.2.1发射功率 定义：发射机载波功率是指在一个突发脉冲的有用信息比特时间上内，基站传送 到手机天线或收集及其天线发射的功率的平均值。 测量目的：测量发射机的载波输出功率是否符合GSM规范的指标。如果发射功 率在相应的级别达不到指标要求，会造成很难打出电话的毛病，即离基站近时容易打出而离基站远时打出困难，往往表现出发射时总是提示用户重拨号码。如果 发射功率在相应的级别超出指标的要求，则会造成邻道干扰。 测试方法： 手机发射部分由发射信号形成电路、功率放大电路、功率控制电路三个单元组成。 GSM频段分为124个信道，功率级别为5----33dBm,即卩LEVEL5--LEVEL19共15 个级别；DCS频段分为373个信道(512----885)，功率级别为0----30dBm,即LEVEL0---LEVEL15共15个级别；每个信道有15个功率等级，测试时选上、中、下三个信道对每个功率等级进行测试，每个功率等级以2dBm增减。 功率控制：由于手机不断移动，手机和基站之间的距离不断变化，因此手机的发射功率不是固定不变的，基站根据距离远近的不同向手机发出功率级别信号，手机收到功率级别信号后会自动调整自身的功率，离基站远时发射功率大，离基站 近时发射功率小。具体过程如下：手机中的数据存储器存放有功率级别表，当手 机收到基站发出的功率级别要求时，在CPU的控制下，从功率表中调出相应的 功率级别数据，经数/模转换后变成标准的功率电平值，而手机的实际发射功率经取样后也转换成一个相应的电平值，两个电平比较产生出功率误差控制电压，去调节发射机激励放大电路、预放、功放电路的放大量，从而使手机的发射功率调整到要求的功率级别上。 测试指标： DCS1 800 Power con trol Nomi nal Output Toleranee (dB) for con diti ons
射频指标 1）频率误差 定义:发射机的频率误差是指测得的实际频率与理论期望的频率之差。它是通过测量手机的I/Q信号并通过相位误差做线性回归，计算该回归线的斜率即可得到频率误差。频率误差是唯一要求在衰落条件下也要进行测试的发射机指标。 测试目的:通过测量发射信号的频率误差可以检验发射机调制信号的质量和频率稳定度。频率误差小，则表示频率合成器能很快地切换频率，并且产生出来的信号足够稳定。只有信号频率稳定，手机才能与基站保持同步。若频率稳定达不到要求（±0.1ppm），手机将出现信号弱甚至无信号的故障，若基准频率调节范围不够，还会出现在某一地方可以通话但在另一地方不能正常通话的故障。 条件参数: GSM频段选1、62、124三个信道，功率级别选最大LEVEL5；DCS频段选512、698、885三个信道，功率级别选最大LEVEL0进行测试。GSM频段的频率误差范围为+90HZ ——-90HZ，频率误差小于40HZ时为最好，大于40HZ小于60HZ时为良好，大于60HZ 小于90HZ时为一般，大于90HZ时为不合格；DCS频段的频率误差范围为+180HZ——-180HZ，频率误差小于80HZ时为最好，大于80HZ小于100HZ时为良好，大于100HZ小于180HZ时为一般，大于180HZ时为不合格。 2)相位误差 定义:发射机的相位误差是指测得的实际相位与理论期望的相位之差。理论上的相位轨迹可根据一个已知的伪随机比特流通过0.3 GMSK脉冲成形滤波器得到。相位轨迹可看作与载波相位相比较的相位变化曲线。连续的1将引起连续的90度相位的递减，而连续的0将引起连续的90度相位的递增。 峰值相位误差表示的是单个抽样点相位误差中最恶略的情况，而均方根误差表示的是所有点相位误差的恶略程度，是一个整体性的衡量。 测试目的:通过测试相位误差了解手机发射通路的信号调制准确度及其噪声特性。可以看出调制器是否正常工作，功率放大器是否产生失真，相位误差的大小显示了I、Q数位类比转换器和高斯滤波器性能的好坏。发射机的调制信号质量必须保持一定的指标，才能当存在着各种外界干扰源时保持无线链路上的低误码率。 测试方法:在业务信道（TCH）激活PHASE ERROR即可观测到相位误差值。测试时通过综合测试仪MU200产生比特流进行调制后送给手机，并指令手机处于环回模式。然后去捕捉手机的一个突发信号，对其进行均匀相位抽样，抽样周期为调制信号周期的1/2，最后根据抽样的正常突发中的样点计算出相位轨迹和误差。 测试条件:GSM频段选1、62、124三个频道，功率级别选最大LEVEL5；DCS频段选512、
射频导纳物位计原理 FB8051系列为通用型连续物位仪表，适用于大多数场合。仪表由一电路单元和杆式或缆式传感元件组成，传感器可选多种材质，可整体或分体式安装。用于连续测量。 ★工作原理 射频导纳物位控制技术是一种从电容式物位控制技术发展起来的，防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的物位控制技术，“射频导纳”中“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数，它由阻性成分、容性成分、感性成分综合而成，而“射频”即高频，所以射频导纳技术可以理解为用高频测量导纳。高频正弦振荡器输出一个稳定的测量信号源，利用电桥原理，以精确测量安装在待测容器中的传感器上的导纳，在直接作用模式下，仪表的输出随物位的升高而增加。射频导纳技术与传统电容技术的区别在于测量参量的多样性、驱动三端屏蔽技术和增加的两个重要的电路，这些是根据在实践中的宝贵经验改进而成的。上述技术不但解决了连接电缆屏蔽和温漂问题，也解决了垂直安装的传感器根部挂料问题。所增加的两个电路是高精度振荡器驱动器和交流鉴相采样器。对一个强导电性物料的容器，由于物料是导电的，接地点可以被认为在探头绝缘层的表面，对变送器探头来说仅表现为一个纯电容，随着容器排料，探杆上产生挂料，而挂料是具有阻抗的。这样以前的纯电容现在变成了由电容和电阻组成的复阻抗，从而引起两个问题。射频导纳技术由于引入了除电容以外的测量参量，尤其是电阻参量，使得仪表测量信号信噪比上升，大幅度地提高了仪表的分辨力、准确性和可靠性;测量参量的多样性也有力地拓展了仪表的可靠应用领域。 第一个问题是物料本身对探头相当于一个电容，它不消耗变送器的能量，(纯电容不耗能)，但挂料对探头等效电路中含有电阻，则挂料的阻抗会消耗能量，从而将振荡器电压拉下来，导致桥路输出改变，产生测量误差。我们在振荡器与电桥之间增加了一个驱动器，使消耗的能量得到补充，因而会稳定加在探头的振荡电压。 第二个问题是对于导电物料，探头绝缘层表面的接地点覆盖了整个物料及挂料区，使有效测量电容扩展到挂料的顶端，这样便产生挂料误差，且导电性越强误差越大。但任何物料都不完全导电的。从电学角度来看，挂料层相当于一个电阻，传感元件被挂料覆盖的部分相当于一条由无数个无穷小的电容和电阻元件组成的传输线。根据数学理论，如果挂料足够长，则挂料的电容和电阻部分的阻抗和容抗数值相等，因此用交流鉴相采样器可以分别测量电容和电阻。测得的总电容相当于C物位+C挂料，再减去与C挂料相等的电阻R，就可以获得物位真实值，从而排除挂料的影响。 即C测量＝C物位＋C挂料 C物位＝C测量-C挂料＝C测量-R 这些多参量的测量，是测量的基础，交流鉴相采样器是实现的手段。 由于使用了上述三项技术，使得射频导纳技术在现场应用中展现出非凡的生命力。FB8010系列为通用型点位控制仪表，适用于大多数场合。仪表由一电路单元和杆式或缆式传感元件组成，传感器可选多种材质，可整体或分体式安装。用于限位控制和报警。 概述 1.1仪表简介 TV502系列射频导纳物位开关由传感探杆、电子测控单元和防护外壳组成，是根据射频导纳测量原理制造的点位式物位开关。当物位达到预先设置的位置时，传感探杆产生信号，经电子测控单元处理后的输出信号可提供继电器输出，其标准的双刀双掷继电器接点可控制警铃、电磁阀或其它低功率设备动作，实现对液体、固体物位的报警和控制。 该产品为机电一体化产品，用于存放液体或固体颗粒的罐、槽、筒仓或料斗的料位控制及报警。即使在极端恶劣的现场条件下，也能可靠工作，而不受挂料、压力、材料密度、湿度甚至物料化学特性变化的影响。本产品以其耐恶劣使用环境及高可靠等特点被成功应用
Q/SY 深圳市远望谷信息技术股份有限公司企业标准 Q/SY XXXX–2009 射频可测试性设计规范 2010-XX-X发布 2010-XX-XX实施 深圳市远望谷信息技术股份有限公司发布
目录
前言 本标准的其它系列标准： 与对应的国际标准或其它文件的一致性程度： 本标准参考内容，结合我司实际制定/修订。 本标准由深圳市远望谷信息技术股份有限公司中试部提出。本标准由深圳市远望谷信息技术股份有限公司技术部归口。本标准起草部门：中试部。 本标准主要起草人：彭辉、王文财。 本标准于2010年8月首次发布。
射频可测试性设计规范 1范围和简介 1.1范围 本规范主要规范RF单板ICT DFT 设计和FT DFT 设计，适用于产品设计中的所有成员，特别包括硬件方案设计人员，原理图项目人，RF硬件设计人员，RF 互连设计工程师、ICT 装备工程师。 本规范适用于RF单板ICT 和FT DFT 的设计。 1.2简介 本规范规定了RF单板ICT DFT 设计方法和FT DFT 设计方法，适用在RF单板方案设计阶段、PCB 布局阶段和ICT 软件编程阶段。要求开发工程师和RF CAD 设计工程师在单板方案设计、PCB 布局时遵守此规范进行ICT 测试点和FT可测试性设计，ICT 装备工程师遵守此规范进行ICT 软件编程。 制定本规范的目的之一是收集整理产品设计过程中好的射频FT DFT 设计方法并加以总结、推广，旨在从设计源头加强射频FT DFT 设计的有效性和规范性，帮助DFT 设计人员和产品开发人员更好的实现产品的射频FT DFT 特性。 1.3关键词 RF，DFT，ICT，FT，ICT 测试点。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 序号编号名称 1 3术语和定义
DKBA 华为技术有限公司内部技术规范 DKBA4247-2005.8 射频可测试性设计规范 2005年9月10日发布2005年9月10日实施 华为技术有限公司 Huawei Technologies Co., Ltd. 版权所有侵权必究 All rights reserved
修订声明Revision declaration 本规范拟制与解释部门： 本规范的相关系列规范或文件：《ICT可测试性设计规范》 相关国际规范或文件一致性： 替代或作废的其它规范或文件： 相关规范或文件的相互关系：《射频可测试性设计规范》包括了《ICT可测试性设计规范》中的《射频ICT可测试性设计规范》，并增加了《FT可测试性设计规范》内容，最后合并为统一的《射频可测试性设计规范》，以后《射频ICT可测试性设计规范》将随本规范升级。 本规范版本升级更改主要内容： 本规范为最初版本。 本规范主要起草专家：部门：无线装备部 无线基站开发管理部 本规范主要评审专家：部门：无线装备部 总体技术部 工艺测试研究部 无线基站开发管理部 本规范历次修订情况： 规范号 主要起草专家主要评审专家Doc No. DKBA4247-2005.08
目录Table of Contents 1射频单板ICT DFT设计 (6) 1.1射频单板ICT测试点设计规则 (6) 1.2射频器件ICT DFT设计规则 (8) 1.2.1射频放大器和场效应管放大器 (8) 1.2.2MMIC射频开关 (9) 1.2.3MMIC射频衰减器 (10) 1.2.4射频VCO (11) 1.2.5射频锁相环 (11) 1.2.6集成频率综合器 (12) 1.2.7滤波器 (12) 1.2.8射频调制器 (12) 1.2.9隔离器 (12) 1.2.10环行器 (12) 1.2.11阻抗变换器 (12) 1.2.12射频混频器 (13) 1.2.13功分器 (13) 1.2.14耦合器 (13) 1.2.15功放过流告警电路测试 (13) 2射频单板、模块FT DFT设计 (14) 2.1射频单板连接器归一化 (14) 2.2射频单板外接电源插座归一化 (14) 2.3基站天馈系统驻波检测设计 (14) 2.4基站射频模块对外接口设计 (14) 2.5基站双工器可测试性设计 (15) 2.6基站功放模块可测试性设计 (15) 2.7基站低噪放可测试性设计 (15) 2.8基站TRX单板或模块可测试性设计 (16) 3参考文献Reference Document (16) 表目录List of Tables 表1 XX表Table 1 XX......................................................................................错误！未定义书签。
射频电路的设计原理及应用 普通手机射频电路由接收通路、发射通路、本振电路三大电路组成。其主要负责接收信号解调；发射信息调制。早期手机通过超外差变频（手机有一级、二级混频和一 本、二本振电路），后才解调出接收基带信息；新型手机则直接解调出接收基带信息（零中频）。更有些手机则把频合、接收压控振荡器（RX—VCO）也都集成 在中频内部。 射频电路方框图 一、接收电路的结构和工作原理 接收时，天线把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号经滤波，高频放大后，送入中频内进行解调，得到接收基带信息（RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N）；送到逻辑音频电路进一步处理。 1、该电路掌握重点 （1）、接收电路结构。 （2）、各元件的功能与作用。 （3）、接收信号流程。 2、电路分析 （1）、电路结构。 接收电路由天线、天线开关、滤波器、高放管（低噪声放大器）、中频集成块（接收解调器）等电路组成。早期手机有一级、二级混频电路，其目的把接收频率降低后再解调(如下图)。 接收电路方框图
（2）、各元件的功能与作用。 1)、手机天线： 结构：（如下图）由手机天线分外置和内置天线两种；由天线座、螺线管、塑料封套组成。 作用： a)、接收时把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号。 b)、发射时把功放放大后的交流电流转化为电磁波信号。 2)、天线开关： 结构：(如下图)手机天线开关（合路器、双工滤波器）由四个电子开关构成。 图一、图二 作用：其主要作用有两个： a）、完成接收和发射切换； b）、 完成900M/1800M信号接收切换。 逻辑电路根据手机工作状态分别送出控制信号（GSM-RX-EN；DCS- RX-EN；GSM-TX-EN；DCS- TX-EN），令各自通路导通，使接收和发射信号各走其道，互不干扰。 由于手机工作时接收和发射不能同时在一个时隙工作（即接收时不发射，发射时不接收）。因此后期新型手机把接收通路的两开关去掉，只留两个发射转换开关；接收切换任务交由高放管完成。 3）、滤波器： 结构：手机中有高频滤波器、中频滤波器。 作用：其主要作用：滤除其他无用信号，得到纯正接收信号。后期新型手机都为零中频手机；因此，手机中再没有中频滤波器。 4）、高放管（高频放大管、低噪声放大器）： 结构：手机中高放管有两个：900M高放管、1800M高放管。都是三极管共发射极放大电路；后期新型手机把高放管集成在中频内部。
Tested by Checked by Date Model SN B41 运行商选择： Value(Flow)Value(Fmid)Value(Fhigh)Lowlimt Uplimt 40290 40740 41190 Mod=QPSK,Num-RB=12Start_NB=0,NS_Val=NS_01BW=10MHz 23.5-1.523.5+1.5dBm Pass Mod=QPSK,Num-RB=18Start_NB=0,NS_Val=NS_01BW=20MHz 23.5-1.523.5+1.5dBm 23.5-1.523.5+1.5dBm 23.5-1.523.5+1.5dBm Mod=QPSK,Num-RB=50Start_RB=0,NS_Val=NS_011dB backoff,BW=10MHz 23-2.523.5+1.5dB Mod=16QAM,Num-RB=50Start_RB=0,NS_Val=NS_012dB backoff,BW=10MHz 23-3.523.5+1.5dB -10 dBm ± 6.7dBm 10 dBm ± 5.7dBm 15 dBm ±4.7dBm 最小输出功率Min.Output Power Mod=QPSK,Num-RB=50Start_RB=0,NS_Val=NS_01BW=10MHz -40dBm 发射关功率Transmit Off Power -50.0 dBm 常规开关时间模板 General ON/OFF Time Mask Mod=QPSK,Num-RB=50Start_NB=0,NS_Val=NS_01Genernal BW=10MHz P/F P/F Absolute Power Tolerance Test Point 1 Mod=QPSK,BW=10MHz -5.6-10-5.6+10dBm Absolute Power Tolerance Test Point 2 Mod=QPSK,BW=10MHz 6.4-10 6.4+10dBm 相对功率控制容限 Power Control Relative power tolerance Relative Power Tolerance Pattern:A/B/CMod=QPSK,BW=10MHz P/F P/F /Aggregate Power ToleranceTPC=0 dB,PUCCH,RB=16,Mod=QPSK,BW=10MHz -3.2 3.2dB /Aggregate Power ToleranceTPC=0 dB,PUSCH,RB=12,Mod=QPSK,BW=10MHz -4.2 4.2dB / 频率误差 Frequency Error Mod=QPSK,Num-RB=50BW=10MHz Max. Output Power -200 200 Hz MaxPower Mod=QPSK,BW=10MHz RB=12/50; TPC=-36.8dBm Mod=QPSK,BW=10MHz RB=12/50; MaxPower Mod=QPSK,BW=5MHz RB=8/25; TPC=-36.8dBm Mod=QPSK,BW=5MHz RB=8/25;MaxPower Mod=16QAM,BW=10MHz RB=12/50; TPC=-36.8dBm Mod=16QAM,BW=10MHz RB=12/50; MaxPower Mod=16QAM ，BW=5MHz RB=8/25; TPC=-36.8dBm Mod=16QAM,BW=5MHz RB=8/25; 误差矢量幅度Error Vector Magnitude (EVM)17.5 % Error Vector Magnitude (EVM)误差矢量幅度 （EVM ） 12.5 NA 绝对功率控制容限Power Control Absolute power tolerance NA NA 集合功率控制容限 Aggregate power control tolerance NA 最大输出功率Max.Output Power 最大输出功率Maximum Output Power @ (Mod=QPSK,Num-RB=12Start_NB=0,NS_Val=NS_01 BW=10MHz )（软件或物料对比前的测试） 最大功率降低Maximum Power Reduction (MPR) 配置终端输出功率Configured UE transmitted Output Power Mod=QPSK,Num-RB=12Start_RB=0,NS_Val=NS_01BW=10MHz(open)最大输出功率Maximum Output Power @ (Mod=QPSK,Num-RB=18Start_NB=0,NS_Val=NS_01 BW=20MHz )（软件或物料对比前的测试） 中国移动+联通+电信（窄带20+20+60=100MHz） Test Items Tolerance Unit 备注Hardware Version:Software Version:Instruments ： Input Offset ： dB Output Offset: dB TDD-LTE 2600（B41） Test Report Document No. V5.1 Conducti Radiatio
射频电路设计理论与应用答案 【篇一：《射频通信电路设计》习题及解答】 书使用的射频概念所指的频率范围是多少？ 解： 本书采用的射频范围是30mhz~4ghz 1.2列举一些工作在射频范围内的电子系统，根据表1-1判断其工作 波段，并估算相应射频信号的波长。 解： 广播工作在甚高频（vhf）其波长在10~1m等 1.3从成都到上海的距离约为1700km。如果要把50hz的交流电从 成都输送到上海，请问两地交流电的相位差是多少？ 解： 8??f?3?1?0.6???4km 1.4射频通信系统的主要优势是什么？ 解： 1.射频的频率更高，可以利用更宽的频带和更高的信息容量 2.射频电路中电容和电感的尺寸缩小，通信设备的体积进一步减小 3.射频通信可以提供更多的可用频谱，解决频率资源紧张的问题 4.通信信道的间隙增大，减小信道的相互干扰 等等 1.5 gsm和cdma都是移动通信的标准，请写出gsm和cdma的英文全称和中文含意。（提示：可以在互联网上搜索。） 解： gsm是global system for mobile communications的缩写，意 为全球移动通信系统。 cdma英文全称是code division multiple address,意为码分多址。???4???2?k?1020k??0.28333 1.6有一个c=10pf的电容器，引脚的分布电感为l=2nh。请问当频 率f为多少时，电容器 开始呈现感抗。 解： ?wl?f??1.125ghz2 既当f=1.125ghz0阻抗，f继续增大时，电容器呈现感抗。
1.7 一个l=10nf的电容器，引脚的分布电容为c=1pf。请问当频率f 为多少时，电感器开始呈现容抗。 解： 思路同上，当频率f小于1.59 ghz时，电感器呈现感抗。 1.8 1）试证明（1.2）式。2）如果导体横截面为矩形，边长分别为a和b，请给出射频电阻rrf与直流电阻rdc的关系。 解： r??l?s ???l,s对于同一个导体是一个常量 2s??a当直流时，横截面积dc 当交流时，横截面积sac?2?a? 2rdc?a??ac?a?? 661.9已知铜的电导率为?cu ?6.45?10s/m，铝的电导率为?al?4.00?10s/m，金的电导率 6为?au?4.85?10s/m。试分别计算在100mhz和1ghz的频率下，三种材料的趋肤深度。 解： 趋肤深度?定义为： 在100mhz时： cu为2 mm al 为 2.539mm au为 2.306mm 在1ghz时： cu为0.633 mm al 为 0.803mm au为 0.729mm 1.10某个元件的引脚直径为d=0.5mm，长度为l=25mm，材料为铜。请计算其直流电阻rdc和在1000mhz频率下的射频电阻rrf。解： r?s 它的射频电阻 adllrrf?rdc????22?4???? d2???d????0?r?4??10?1?????????7zdf?l?0.123???d? 1.11个电阻的标示分别为：“203”、“102”和“220r”。请问三个电阻的阻值分别是多少？（提示：可以在互联网上查找贴片元件标示的规则）解：
WCDMA主要射频指标测试经验总结 本文档列写了在使用Agilent 8960进行WCDMA射频各项测试的简要测试方法及步骤，注意事项和相关归纳总结，敬请参考。 一、测试前的设置 1．选择前面板上的“CALL SETUP” 2．按下F1键，把Operating Mode选择成“Cell Off” NOTE: 若不在CELL OFF状态下，有些参数无法设置
3．按More键，把页面切换到第二页，共四页。“2 of 4”4．按下F2，设置Cell Parameter --- 设置“BCCH Update Page” 到“Auto”状态 --- 设置“ATT Flag State” 到“set”状态 --- 按下F6，关闭当前窗口
5、按下F4设置“Uplink Parameters” --- 设置“Maximum Uplink Transmit Power Level”到24dBm --- 按下F6，关闭当前窗口 6、按下前面板左边的“More”切换页面到第一页，“1 of 4” 7、按下F1，设置“Operating Mode”到“Active Cell” 8、按下F7，设置“Cell Power”到－93dBm/3.84MHz 9、手机开机，等待手机registration 注：1、“security settings” 要依据UE的要求，通常情况应设置为“Auth.&Int”
NOTE: 使用小白卡，在8960关闭鉴全的情况下，依然可以注册，并且模块本身也应使用QPST关闭鉴全，若默认已关闭无需操作。 2、假如UE用的是Qualm chipset,就必须把“RLC Reestablish”设置成“Off”
第一章测试条件 手机的测试条件包括测试环境条件、测试温度、湿度条件、测试电压及震动测试等内容。 民用设备的测试一般应在正常测试条件下进行，如有特殊要求时，也可在极限条件下进行测试。鉴于移动站的特殊使用环境，下面将对移动站的测试条件作重点介绍。 1.1 正常测试条件 对于移动站来说，正常测试温度和湿度条件应为以下范围的任意组合： 温度：15—35℃ 相对湿度：25—75％ 正常测试电压应为设备的标称工作电压，其频率(测试电源)应为标称频率±lHz 范围内。对于用在车载整流铅酸电他上的无线设备，其正常测试电压应为电池标称电压的 1.1 倍。 1.2 极限测试条件 对于移动站，极限测试条件应为极限电压部极限温度的任意组。 其中对于手持机来说极限环境温度为－10～＋55℃。 对于车载台和便携式移动站来说，其极限测试温度为－20～＋55℃。 极限测试电压对于使用交流市电的移动站，为其标称电压的0.9～1.1 倍。 对于采用汞／镍镉电池的移动站，极限测试电压为其标称电压的0.9～1.0 倍。 对于采用整流铅酸电他的移动站来说，极限测试电压为其标称电压的0.9～1.3 倍。 在极限温度下的测试过程： 对于高温，当实现温度平衙后，移动站在发射条件下(非DTx)开机1 分钟再在空闲模式(idle mode)(非DTx)下开机4 分钟，Ms 应满足规定的要求。 对于低温，当实现温度平衡后，移动站应在Ms空闲模式(非DTx)下开机1 分钟再进行测试，Ms 应满足规定的要求。 1.3 震动条件 在震动条件下测试移动站，应采用随机震动，其震动频率范围和加速度频谱密度(ASD)如下： 在频率为5～20Hz范围内，其震动ASD为0.96m2／s3。 在频率为20～500Hz范围内，在20Hz时ASD为0.96m2／s3，其它频率为－3dB／倍频程。 1.4 其它测试条件及规定 1．系统模拟器(SS) 系统模拟器是一系列测试设备的总称，它是一个功能性工具，能对被测设备提供必要的输入测试信号并能分析被测设备的输出信号以实施GSM 规范中所有的测试、市场上现存的测试仪器可以实现全部或部分系统模拟器的测试功能。如HP8922B／E／G 系列、R ／S 公司的CMD54、CMD52 及CRTS02、04、24 系列等可以提供对移动站和基站不同级别的测试。在测试基站时，系统模拟器可以模拟移动站和网络在A(或Abis)接口及空中接口(Um 接口)对基站进行测量。在测试移动站时，系统模拟器可以模拟基站及网络在空中接口(Um接口)对移动站进行测量。 2．衰落和多径传播棋拟器(MFs)
第二部分原理篇 第一章手机的功能电路 ETACS、GSM蜂窝手机是一个工作在双工状态下的收发信机。一部移动电话包括无线接收机(Receiver)、发射机(Transmitter)、控制模块(Controller)及人机界面部分(Interface)和电源(Power Supply)。 数字手机从电路可分为，射频与逻辑音频电路两大部分。其中射频电路包含从天线到接收机的解调输出，与发射的I/Q调制到功率放大器输出的电路；逻辑音频包含从接收解调到，接收音频输出、发射话音拾取(送话器电路)到发射I/Q调制器及逻辑电路部分的中央处理单元、数字语音处理及各种存储器电路等。见图1-1所示 从印刷电路板的结构一般分为：逻辑系统、射频系统、电源系统，3个部分。在手机中，这3个部分相互配合，在逻辑控制系统统一指挥下，完成手机的各项功能。 图1-1手机的结构框图 注：双频手机的电路通常是增加一些DCS1800的电路,但其中相当一部分电路是DCS 与GSM通道公用的。 第二章射频系统 射频系统由射频接收和射频发射两部分组成。射频接收电路完成接收信号的滤波、信号放大、解调等功能；射频发射电路主要完成语音基带信号的调制、变频、功率放大等功能。手机要得到GSM系统的服务,首先必须有信号强度指示,能够进入GSM网络。手机电路中不管是射频接收系统还是射频发射系统出现故障,都能导致手机不能进入GSM网络。 对于目前市场上爱立信、三星系列的手机,当射频接收系统没有故障但射频发射系统有故障时,手机有信号强度值指示但不能入网；对于摩托罗拉、诺基亚等其他系列的手机,不管哪一部分有故障均不能入网,也没有信号强度值指示。当用手动搜索网络的方式搜索网络时,如能搜索到网络,说明射频接收部分是正常的；如果不能搜索到网络,首先可以确定射频接收部分有故障。 而射频电路则包含接收机射频处理、发射机射频处理和频率合成单元。 第一节接收机的电路结构 移动通信设备常采用超外差变频接收机，这是因为天线感应接收到的信号十分微弱,而鉴频器要求的输人信号电平较高,且需稳定。放大器的总增益一般需在120dB以上,这么大的放大量,要用多级调谐放大器且要稳定,实际上是很难办得到的，另外高频选频放大器的通带宽度太宽,当频率改变时,多级放大器的所有调谐回路必须跟着改变，而且要做到统一调谐,
双频段GSM/DCS移动电话射频指标分析 2003-7-14 [摘要]本文对GSM移动电话的射频指标进行了分析，并讨论了改进办法。其中一些测试及提高射频指标的方法是从实践经验中总结出来的，有一定的参考价值。第一部分对各射频指标作了简要介绍。第二部分介绍了射频指标的测试方法。第三部分介绍了一些提高射频指标的设计和改进方法。 1 射频(RF)指标的定义和要求 1.1 接收灵敏度（Rx sensitivity） (1)定义 接收灵敏度是指收信机在满足一定的误码率性能条件下收信机输入端需输入的最小信号电平。衡量收信机误码性能主要有帧删除率(FER)、残余误比特率(RBER)和误比特率(BER)三个参数。这里只介绍用残余误比特率(RBER)来测量接收灵敏度。 残余误比特率(RBER)的定义为接收到的错误比特与所有发送的的数据比特之比。 (2)技术要求 ●对于GSM900MHz频段 接收灵敏度要求：当RF输入电平为-102dBm(分贝)时，RBER不超过2%。测量时可测试实际灵敏度指标。根据多款移动电话的测试结果来看：当RBER＝2%时，若RF输入电平为-l09~-l07dBm，则接收灵敏度为优；若RF输入电平为-l07~l05dBm，则接收灵敏度为良好；若RF输入电平为 -105~-l02dBm，则接收灵敏度为一般；若RF输入电平＞-l02dBm，则接收灵敏度为不合格。 ●对于DCSl800MHz频段 接收灵敏度要求：当RF输入电平为-l00dBm，RBER不超过2%。测量时可测试实际灵敏度指标。根据多款移动电话的测试结果来看：当RBER＝2%时，若RF输入电平为-l08~-105dBm，则接收灵敏度为优；若RF输入电平为-105~ -l03dBm，则接收灵敏度为良好；若RF输入电平为-l03~ -100dBm，则接收灵敏度为一般；若RF输入电平为＞-l00 dB mm，则接收灵敏度为不合格。 1．2频率误差Fe、相位误差峰值Pepeak、相位误差有效值PeRMS (1)定义 测量发射信号的频率和相位误差是检验发信机调制信号的质量。GSM调制方案是高斯最小频移键控(GMSK)，归一化带宽为BT＝0.3。 发射信号的相位误差定义为：发信机发射信号的相位与理论上最好信号的相位之差。理论上的相位轨迹可根据一个己知的伪随机比特流通过GMSK脉冲成形滤波器得到。
射频电路（系统）的线性指标及测量方法 蒋治明 1、线性指标 1.1 1dB压缩点(P1dB——1dB compression point ) 射频电路（系统）有一个线性动态范围，在这个范围内，射频电路（系统）的输出功率随输入功率线性增加。这种射频电路（系统）称之为线性射频电路（系统），这两个功率之比就是功率增益G。 随着输入功率的继续增大，射频电路（系统）进入非线性区，其输出功率不再随输入功率的增加而线性增加，也就是说，其输出功率低于小信号增益所预计的值。 通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点,用P1dB表示（见图1）。 典型情况下，当功率超过P1dB时，增益将迅速下降并达到一个最大的或完全饱和的输出功率，其值比P1dB大3dB～4dB。 1db压缩点愈大，说明射频电路（系统）线性动态范围愈大。 图1 输出功率随输入功率的变化曲线 1.2 三阶交调截取点（IP3——3rd –order Intercept Poind） 当两个正弦信号经过射频电路（系统）时，此时由于射频电路（系统）的非线性作用，会输出包括多种频率的分量，其中以三阶交调分量的功率电平最大，它是非线性中的三次项产生的。假设两基频信号的频率分别是F1和F2，那么，三阶交调分量的频率为2F1-F2和2F2-F1。图2是输入信号和输出信号的频谱图。
图3反映了基频（一阶交调）与三阶交调增益曲线，当输入功率逐渐增加到IIP3时，基频与三阶交调增益曲线相交，对应的输出功率为OIP3。IIP3与OIP3分别被定义为输入三阶交调载取点（Input Third-order Intercept Point）和输出三阶交调载取点（Output Third-order Intercept Point）。 三阶交调截取点（IP3）是表示线性度或失真性能的重要参数。IP3越高表示线性度越好和更少的失真。 图3中A 线是基频（有用的）信号输出功率随输入功率变化的曲线，B 线是三阶失真输出功率随输入功率变化的曲线。B 线的斜率是A 线的斜率的3倍（以dB 为单位）,理论上会与A 相交,这个交点就是三阶截取点。 1.3 三阶互调（IM3——3rd –order inter-modulation） 三阶互调是指当两个基频信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在使一个基频信号的二次谐波与另一个基频信号产生差拍（混频）后所产生的寄生信号。比如F1的二次谐波是2F1，他与F2产生了寄生信号2F1-F2。由于一个信号是二次谐波（二阶信号），另一个信号是基频信号（一阶信号），他们俩的 图3 增益曲线 图2 输入、输出频谱图 PO＝－10dBm △IM＝60dB c －70dBm
《射频集成电路设计基础》讲义 课程概述 关于射频(RF) 关于射频集成电路 无线通信与射频集成电路设计 课程相关信息 RFIC相关IEEE/IEE期刊和会议
关于射频 ? 射频= Radio Frequency (RF) → Wireless! ? Why Wireless? – 可移动(Mobile) – 个人化(Personalized) – 方便灵活(Self-configuring) – 低成本(在某些情况下) – and more ... ? Why Wired? <<>><>?
<<>><>? ? 多高的频率才是射频？ ? 为什么使用高频频率？ 30-300kHz LF 中波广播530-1700 kHz 300kHz-3MHz MF 短波广播 5.9-26.1 MHz 3-30MHz HF RFID 13 MHz 30-300MHz VHF 调频广播88-108 MHz 我们关心的频段 300-1000MHz UHF (无线)电视54-88, 174-220 MHz 1-2 GHz L-Band 遥控模型72 MHz 2-4 GHz S-Band 个人移动通信900MHz, 1.8, 1.9, 2 GHz 4-8 GHz C-Band WLAN, Bluetooth (ISM Band) 2.4-2.5GHz, 5-6GHz 注1：本表主要参考国外标准 注2：ISM ＝Industrial, Scientific and Medical
关于射频集成电路 ? 是什么推动了RFIC的发展？ – Why IC? – 体积更小，功耗更低，更便宜→移动性、个人化、低成本 – 功能更强，适合于复杂的现代通信网络 – 更广泛的应用领域如生物芯片、RFID等 ? Quiz: why not fully integrated? ? 射频集成电路设计最具挑战性之处在于,设计者向上必须 懂得无线系统的知识,向下必须具备集成电路物理和工艺 基础,既要掌握模拟电路的设计和分析技巧,又要熟悉射频 和微波的理论与技术。(当然,高技术应该带来高收益:) <<>><>?