波長(zhǎng)的定義與移動(dòng)信號(hào)射頻波段

2016-10-12 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

射頻技術(shù)的本質(zhì)是模擬電路,但是隨著頻率的升高,很多電路參數(shù)變得跟頻率有關(guān),電路參數(shù)會(huì)以復(fù)數(shù)的形式表示。

那么第一章就是先定義什么樣的信號(hào)屬于RF的范疇。一般的模擬信號(hào)頻率很低,從幾Hz到幾百KHz,而RF信號(hào)頻率很寬廣,所以人們對(duì)他們進(jìn)行了細(xì)分。在不同的頻段,根據(jù)傳輸特性,給予合適的功能。下圖就是具體劃分。

RF信號(hào)在傳播過(guò)程中(這里的傳播,主要是在空氣中傳播),不同的頻段有不同的特性。頻率低的信號(hào)(F<3GHz),損耗低,衍射性能好,可以繞過(guò)障礙物,損耗不大,適合廣播,大范圍的通信。頻率高的信號(hào)(f>3GHz),正好相反,只能直線傳播,不能繞射,而且同樣的距離,損耗比低頻大得多。

既然這樣,那就用低頻信號(hào)好了,為什么還要用到高頻信號(hào)?這個(gè)問(wèn)題涉及到信息容量,根據(jù)通信理論的基礎(chǔ)定理-香濃定理,香濃定理表明傳輸信息的容量,跟傳輸信息所用的信號(hào)帶寬成正比。關(guān)于香濃定理,在這里不多講。感興趣的可以百度。后面的章節(jié)會(huì)仔細(xì)講。這就是原因,頻率高的信號(hào)可以提供大的帶寬,例如,我用10MHz的信號(hào)做載波,信號(hào)帶寬10MHz,已經(jīng)很大了。如果用1GHz信號(hào)載波,信號(hào)帶寬幾十MHz是沒(méi)問(wèn)題的。更重要的是,整個(gè)信號(hào)帶寬內(nèi)的傳輸特性基本一致。

不管什么頻率的電磁波,雖然頻率不同,在空中傳播的速度卻是一樣的,等于光速。也就意味著波長(zhǎng)有極大的不同,下面是波長(zhǎng)的定義:

波長(zhǎng)是個(gè)基本概念,但凡電子專業(yè)的學(xué)生都知道。但是,知道波長(zhǎng)對(duì)于一個(gè)RF工程師有什么更深層次的意義呢?

上圖中給出,波長(zhǎng)是劃分集總電路和分布電路的一個(gè)手段。信號(hào)傳播的導(dǎo)體,這個(gè)導(dǎo)體一般指工作電路。和波長(zhǎng)的比值,決定了你手里的電路的模型。一般來(lái)說(shuō),波長(zhǎng)大于10倍的電路尺寸,就是集總參數(shù)電路。而小于這些,就要在某些地方考慮分布寄生參數(shù)。

從這里開(kāi)始,RF電路的考慮視角和低頻模擬電路徹底分開(kāi),設(shè)計(jì)RF電路時(shí),要時(shí)時(shí)考慮電路的分布參數(shù)。到了一定的頻率,電感不再是電感,電容也不再是電容,接地也不是真正的接地。這一切的一切,都跟波長(zhǎng)有關(guān)。

該部分完。

開(kāi)放分享：優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才