射頻為什么難學(xué)?? ?因為概念抽象復(fù)雜
·電磁場與波的可視化:射頻技術(shù)中的電磁場和電磁波是抽象的概念,很難直接觀察和理解,需要借助數(shù)學(xué)模型和仿真工具來進(jìn)行分析和研究,這對于初學(xué)者來說具有一定的難度。
·射頻參數(shù)的理解:射頻領(lǐng)域中有許多獨(dú)特的參數(shù),如駐波比、反射系數(shù)、插入損耗、回波損耗等,這些參數(shù)的含義和相互關(guān)系較為復(fù)雜,需要花費(fèi)時間去理解和掌握。
涉及多學(xué)科知識
·高頻電路理論:與低頻電路不同,射頻電路中的元件特性會隨頻率發(fā)生顯著變化,如電感、電容的寄生參數(shù)效應(yīng)明顯增強(qiáng),傳輸線效應(yīng)不可忽略等,這使得電路分析和設(shè)計變得復(fù)雜,需要掌握高頻電路的特殊分析方法和設(shè)計技巧。
·信號處理知識:射頻信號通常需要進(jìn)行調(diào)制、解調(diào)、編碼、解碼等處理,涉及到數(shù)字信號處理和通信原理等方面的知識,要求學(xué)習(xí)者對信號處理的算法、協(xié)議等有深入的理解。
以上種種,射頻總是讓人望而卻步。
那么射頻有沒有什么更好的學(xué)習(xí)和理解方法?
射頻是什么?
理解一個問題,從底層開始理解學(xué)理論知識往往比較困難,對與工程設(shè)計來說我們重點(diǎn)在用。所以我們要從用的角度去理解它。
1.首先我們需要的信號也就是基帶信號,頻率比較低,基帶信號的頻率較低,通常在幾十HZ-幾千Hz的范圍內(nèi),這樣的信號在空氣中傳播時會發(fā)生較快的衰減,導(dǎo)致傳輸距離受限。
2.信號在空氣中傳播要利用電磁轉(zhuǎn)換,將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪ㄐ盘?,而這個轉(zhuǎn)變需要天線。天線的長度與電磁波的波長有關(guān),波長(λ)等于光速(c)除以頻率(f),即:
λ = c / f通常天線的長度應(yīng)大于等于波長的四分之一?;鶐盘柕牟ㄩL較長,因此所需的天線尺寸也會非常大,這在實際應(yīng)用中是不現(xiàn)實的。
3.容易受干擾,如果信號都集中在基帶頻率,那么頻率會出現(xiàn)大量的擁擠,互相干擾。
所以就出現(xiàn)了射頻傳輸,天線尺寸更小,頻率更寬。射頻其實就是將有用信號搬到了更高的頻率上,實現(xiàn)了更方便、安全、有效的傳輸。
雷達(dá)也一樣,需要較短的波長實現(xiàn)更高的分辨率。
從通俗的角度來說,射頻就是一個通道,更快捷傳輸?shù)耐ǖ?。將信號比作人,不同頻率的射頻就是不同速度的交通工具(有的是汽車、有的是高鐵、有的是飛機(jī)),最終的目的就是將人運(yùn)輸?shù)侥康牡亍?/p>
總之:射頻就是一個載體,搭載基帶信號(調(diào)制),將基帶信號傳輸到目的地(電磁傳輸),然后就完成使命(解調(diào))
射頻做什么?
既然射頻是一個工具,那么它的任務(wù)就是無損傳輸信號。但是實際上運(yùn)輸過程怎么會沒有損耗?
信號經(jīng)過射頻通道只會惡化SNR,所以我們要盡可能的降低損耗——減小SNR的惡化。
2惡化的過程有射頻自身的。
寄生參數(shù)(電感、電容、PCB走線)
傳輸不匹配帶來的(做不到完全匹配)
電路器件帶來的(幅度不平、相位抖動、壓縮、混頻雜散、噪聲)
2惡化的過程有外界引入的。
外部電磁干擾源眾多,例如附近的無線電發(fā)射設(shè)備、電機(jī)、開關(guān)電源等。這些設(shè)備產(chǎn)生的電磁波會耦合到射頻通道中,造成干擾。
射頻怎么做?
綜上:基帶信號只要進(jìn)了射頻鏈路就會惡化SNR,所以要盡可能的減少射頻鏈路對信號SNR的惡化。因此一切目的為了保SNR服務(wù)。
1.匹配,減少信號的反射,匹配的原則就是圍繞smith繞圓,弄不懂圓圖也沒關(guān)系,記著電感,電容繞圈的規(guī)則,而微帶線、短截線就是值比較小的電容電感
2.減小寄生參數(shù)的影響
電感、電容到了高頻就僅是電感和電容,就會呈現(xiàn)其他特性*左圖為理想電感,右圖為實際電感
到了微波毫米波,所需電感、電容太小,已經(jīng)無法用集總參數(shù)實現(xiàn),這個時候就會出現(xiàn)微帶電容電感
正常的的PCB走線按照走線的阻抗設(shè)計布線就可以,到了射頻(微波、毫米波)就會出現(xiàn)寄生參數(shù),對于微波毫米波零點(diǎn)幾pf電容就會產(chǎn)生較大的諧振影響。
所以隨著頻率的走高,走線規(guī)則要考慮到寄生參數(shù)引起的電容電感對電路的影響。
3.頻譜搬移、濾波
因為射頻電路中會出現(xiàn)自身電路、外界干擾的影響,所以為了降低此類干擾的影響就出現(xiàn)了頻譜搬移、濾波等,混頻器、濾波器、放大器就是射頻主支路的關(guān)鍵構(gòu)成器件。
而耦合器、環(huán)形器、檢波器等器件主要是為了完善電路中的某種功能而出現(xiàn)。
射頻技術(shù)理論雖然復(fù)雜抽象,但只要我們掌握了正確的學(xué)習(xí)方法,從工程實用的角度出發(fā),理解射頻技術(shù)的本質(zhì)和任務(wù),就能夠理解射頻要做什么。
█?最后的話
射頻的學(xué)習(xí)不再是孤立的器件調(diào)試,而是從整體的角度去理解系統(tǒng),理解器件,理解指標(biāo)。射頻收發(fā)系統(tǒng)的指標(biāo)設(shè)計與分解已經(jīng)300+人加入了,如果你也想提升射頻能力,系統(tǒng)的學(xué)習(xí)射頻,學(xué)習(xí)射頻通信,課程介紹戳鏈接??,除了課程視頻,還有課件PPT,一群一起學(xué)習(xí)的人,遇到問題解決不了,需要咨詢,可以和群友一起討論,也可以咨詢我。
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