作為一名工程師，你需要充分發揮射頻技術的效率。用戶體驗非常關鍵，用戶期望也很高。那么，如何充分發揮射頻技術的效率呢？

如今，市場對無線數據的需求越來越大，數據用戶數量也在增加，但可用頻譜有限。您可以使用復雜的協議和物理層來提高頻譜效率，以應對用戶數量的增長。然而，隨著無線設備的增加，射頻工程師肯定會遇到干擾問題，這將成為一個日益嚴峻的挑戰。

由于各種干擾、電池功率限制和各種標準和不斷變化的監管規定，傳輸如此龐大的數據并不容易，但你可以做到。在用戶看來，這就像一個魔法。接下來，您將了解如何充分發揮射頻收發信機的效率。

射頻測試使夢想成為現實的無線測試對于豐富多樣、數量不斷增加的互聯網技術至關重要。

那您如何查明收發信機是否正常工作呢？您必須進行測試，以驗證當今復雜的調制方案是否正常工作，是否與其它調制方案共存。對于互聯技術來說，無線測試是非常重要的。當然，這個測試很復雜。測試必須準確、可靠、高效，測試結果應在不同地點、不同開發階段和收發信機框圖中一致、可重復。測試設置和測試算法非常重要。盡快發現問題對于滿足開發成本目標，抓住市場機遇至關重要。

許多商業無線物理層遵循相同的性能標準，以確保制造商產品之間的可操作性。這些無線標準非常復雜，并且仍在發展中。雖然充滿了挑戰，但你必須不斷努力滿足最新標準的要求。測試工具必須在可靠的測量專業技術的基礎上精心制作，以便您能夠專注于項目的實施，以充分探索先進射頻技術的效率。

射頻技術秘籍 1 - 射頻頻譜和功率

在合適的時間使用合適的功率

射頻功率非常關鍵。如果功率過高或過低，或在錯誤的時間發生射頻功率，收發信機的效率將降低，甚至無效或無法工作。射頻功率決定了信號可以發射的距離，對電池的使用壽命也有很大的影響。因此，合理使用射頻功率是關鍵。

監管法規和標準要求限制可發射的最大功率，但射頻技術仍有很大的發揮潛力的空間。

為了有效地共享有限的頻譜，大多數數字調制信號在一定程度上進行了脈沖處理或幀處理。此外，為了支持接收器的同步和平衡，功率經常在單個猝發脈沖或幀中發生變化。

這方面的例子包括前導序列或訓練序列，或在使用時重復使用。因此，測量射頻功率的時間非常重要。此外，無線系統中的許多射頻信號與噪聲相似，因此功率必須在一定程度上平均分布，并在整個頻段或信道中測量。

實施射頻功率測量的時機 非常重要 www.qpst1967.cn：包含 8 個時隙的 TDMA 在本例中，標準信號(為 G ** ）；時隙 圖 www.qpst1967.cn：選擇查看使用時間 G ** 時隙 3 的頻譜。

由于信號結構復雜，需要嚴格按照無線標準測量射頻功率。射頻功率測量可以從載波群、調制類型或在訓練序列上觸發等具體方面進行規定。在某些射頻功率測量中，時間選擇必須與幀前導碼中的特定符號或幀數據中的符號一致。此時，選擇頻譜測量非常重要，因為選擇游標只能選擇幀的指定部分進行分析，而不能分析其余部分。同樣，頻段功率游標可以隔離頻域中的信號，通常是隔離單個信號、信號某一部分或特定頻段的功率。頻率掃描和測量方法可能非常復雜，手動設置越來越困難。

圖 www.qpst1967.cn：當配置包含在現代無線系統中時 ACLR 由于使用了非連續載波聚合，因此 ACPR/ACLR 測量設置可能非常復雜。

使用符合標準的測量應用程序是滿足標準或慣例要求，確保測量順利完成的可靠一致的方法。

圖 www.qpst1967.cn：LTE 通過后期處理重疊連續信號采集結果獲得信號頻譜圖。符號之間轉換點的頻譜擴展可以看到符號順序和子載波的變化，而無需調整符號。

盡管如此復雜，我們最終還是可以使用射頻信號。查看系統中的信號(如 LO）真正可靠的功率計可能是您使用的第一個工具。接下來，您需要使用信號分析儀來測量一系列基本頻功率測量（如失真度測量和信道功率測量），以及更復雜的特定標準射頻功率測量。如果在射頻系統中有其他信號來測量小信號，信號分析儀也可以發揮重要作用。這種情況可能是由許多因素引起的。在有干擾或噪音的情況下，您可能需要嘗試測量信號。常見的例子是在多個信道中測量某個信道。信號分析其它信號和寬帶噪聲，信號分析儀可以讓你看到更接近本底噪聲的信號。當您嘗試測量相同頻率范圍內相對較小的信號時，您需要一個信號分析儀。

圖 www.qpst1967.cn：許多功率計可以選擇時間參數來測量不同時間點的功率。這是利用猝發脈沖平均功率設置 LTE 測量信號的子幀。

正確實施射頻功率測量的關鍵步驟

1. 首先，應選擇與信號源對應的高精度、頻率范圍的功率計。使用可交換的功率傳感器，使功率計具有特別寬的頻率范圍，同時保持良好的阻抗匹配，從而提高測量精度。選擇能夠測量峰值功率的功率計與功率傳感器，以測量信號的特性、動態參數、熱現象或電源相關效應。

2. 使用信號分析儀進行頻率選擇性測量。首先進行基本的射頻測量，如失真度測量和信道功率測量。然后進行特定標準的射頻功率測量，以進行選擇頻譜和頻段功率測量。選擇具有這些測量功能（通用射頻功率測量軟件或特定標準測量軟件）的信號分析儀。

此外，脈沖信號可能存在瞬態效應和漂移問題，特別是在高頻射頻和微波系統中，物理設備的尺寸通常較小，因此熱時間常數也較短。瞬態效應對使用數字預失真技術的系統也非常重要。在這些情況下，矢量、解調和信號記錄/回放工具可能非常有用。

射頻技術秘籍 2 - 射頻干擾

射頻干擾無處不在

今天的無線收發信機面臨著無處不在的射頻干擾。只有可靠地傳輸數據才能滿足用戶；了解各種干擾對于傳輸數據非常重要。

干擾是不可避免的。特別是在工業、科學和醫療等免許頻譜中（I ** ）頻帶，都會遇到干擾。自相干擾的可能性也值得關注，因為一個設備中有多個無線設備。作為一名工程師，你的工作是開發一個高質量的收發信機，它可以抵抗無處不在的干擾，并始終可靠。因此，你需要了解各種干擾并做出合理的反應。這可能意味著找出并消除干擾。這也可能意味著選擇一種可以抵抗大多數常見干擾的調制方案和相關協議。

圖 www.qpst1967.cn：本頻譜圖顯示信號概況及其間隔 26 ms 的 www.qpst1967.cn GHz I ** 頻段的特性。這種高度重疊的實時測量提供了 WLAN 猝發脈沖、Bluetooth? 微波爐泄漏的跳頻和詳細視圖。

由于干擾無處不在，行業設計發明了多種方法，使射頻收發信機能夠抵抗各種類型的干擾，確保始終可靠。當干擾導致傳輸中斷時，可以保證數據吞吐量。OFDM 由于能有效抵抗窄帶干擾，跳頻擴頻等調制方案能很好地適應噪聲較大的頻譜環境。這種抗干擾技能是射頻工程師必須掌握的絕招。

圖 www.qpst1967.cn：五載波 LTE-Advanced 信號的實時頻譜測量也顯示了帶內外的干擾。

為了保證數據流，您需要了解發射機的抗干擾性能和接收機的響應性能。在開發能夠在實際應用中正常工作的收發信機時，產生干擾信號是一個重要方面。您需要考慮持續干擾和隨時間變化的干擾，以確保開發可靠的收發信機。

圖 www.qpst1967.cn：采用與掃描頻譜分析方法相同的設置，實時密度顯示視圖可以快速顯示該頻段的頻譜占用細節。

為了探索不同類型干擾的影響，您需要一套完整的工具。首先，您需要充分了解干擾和收發信機的性能，以避免意外干擾，最終讓用戶失望。某些類型的干擾難以捕捉或間歇性。在這種情況下，使用頻譜圖顯示、快速掃描和實時頻譜分析（RTSA）而且記錄/回放功能會極其明智。

圖 www.qpst1967.cn：實時數據的頻譜圖顯示時間信息而不是密度信息，從而更清楚地顯示隨時間變化的信號特征。

檢測干擾的關鍵步驟

1. 真實信號是通過復雜的調制和復雜的協議生成的 — 它還包括標準信號和干擾信號。射頻信號發生器可以取代振蕩器和合成器，產生各種連續波，調制干擾信號和鎖定信號。選擇具有以下特性的信號發生器：生成標準信號；內置任何波形發生器、深存儲器和寬調制帶寬。

2. 分析干擾信號：無論是內部干擾還是被測設備（DUT）外部干擾。選擇快速掃描、頻譜圖顯示和 RTSA 提高發現干擾信號的能力的功能信號分析儀。若信號分析儀能升級，必要時可添加新功能。

3. 使用信號記錄/回放功能。您可以連續測量信號，不斷更新測量結果，或者使用后處理模式來處理和分析通過實時采集操作連續記錄的數據。實時采集和后處理的一個優點是，不同的中心頻率和掃寬可以重新測量采集的數據，而無需重新記錄。

利用自己的系統知識來總結數據，從而更全面地了解被測設備需要抵抗的干擾。

電磁干擾預兼容： 盡快和定期測試

電磁干擾（EMI）是一種特定類型的干擾，自成一類。最好盡快了解 EMI 特點，以便在進行故障診斷和優化時，對可能發生的情況有一個清晰的認識。定期測試可以嘗試發現各種可能的問題，今天的測試工具可以幫助您更早、更好地進行電磁干擾兼容性測試。電磁兼容性（EMC）認證是開發過程中的一個環節，但認證測試結果并非意外。

圖 www.qpst1967.cn：進行 EMI 在測量時，通常需要掃描和搜索超出限制的信號。射頻技術秘密 3 - 測量調制和調制分析

以更快的速度傳輸更多的數據

在互聯網世界中，核心目標是以更快的速度傳輸更多的數據。 客戶希望一直擴大信道容量，以便為越來越多需要大量數據的用戶提供他們需要的內容。在這方面，該行業正在取得許多神奇的進步。

在某些情況下，您可以轉移到使用頻率更高的頻率，這更容易獲得連續頻譜。但在大多數情況下，你必須更充分地探索當前可用頻譜的潛力。如今，調制技術越來越成熟，可以在干擾和頻段擁塞的情況下可靠地傳輸大量數據。更密集的星座，更近的載波間隔，更復雜的調制或多路復用方案和擴容措施(如 MIMO）等等，這些創新方法現在越來越普遍，我們正在利用它們來探索固定數量信道的潛力。多址接入正交頻（OFDMA）技術可以與所有這些元素兼容并開始 www.qpst1967.cn WLAN 蜂窩通信標準很流行。

增加數據吞吐量是先進調制方案的重要優勢，但不是唯一的優勢。每次傳輸猝發脈沖時攜帶的數據越多，功耗和頻譜效率就越高。最后，通過猝發脈沖發送的數據越多，發射機工作時間就越短。這意味著占用信道的時間越短，但電池功耗也越快。

調節質量是一個關鍵指標；它表示信機的理解能力和被理解能力。

更復雜的調制方案的優點非常明顯；但在設計考慮和優化方面需要一些平衡。這需要一些算術操作和一個足夠強大的處理器。幸運的是，現代處理器結構足夠緊湊，足夠強大，足夠節能，可以在手持設備中進行大量的處理。

調制質量是收發信機的關鍵指標；它反映了收發信機的理解能力和被理解能力。隨著調制方案的日益密集和復雜，對設備調制質量的評價肯定會變得更加復雜。如今，許多調制質量的測量都與時間有關，可能只需要在特定的時間內進行測量，例如只在數據傳輸或訓練序列中進行測量。了解您實施的無線標準需要什么樣的調制質量測量將非常重要。但這些測量設置往往并不簡單。在許多情況下，無線標準更為復雜，因此很難甚至不可能手動設置這些調制質量測量。這些測量應用軟件是一項巨大的資產，可以提前配置并驗證。

圖 www.qpst1967.cn：這些測量應用軟件可以提供復合多測量顯示，幫助您更全面地了解信號質量和特性。 LTE 測量結果屏幕快照中包含星座圖、檢測到的分配、幀摘要以及總體誤差摘要。為了便于優化和故障診斷，測量根據信道類型進行了顏色編碼。

對于所有多載波調制類型，誤差矢量頻譜和誤差矢量時間測量均非常有用，并且深受關注。游標耦合是一種進行故障診斷的強大功能，但經常被忽視。使用游標耦合，通常的做法是確定具有異常誤差量的信號，然后把游標放到它上面，再把其他測量跡線中的游標與它耦合。這樣， 就可以將誤差峰值與星座點、幅度值、特定子載波或特殊符號時間關聯起來。

圖 www.qpst1967.cn：Keysight 微信VSA 軟件的頻域和時域測量結果組合顯示，其中包括帶寬游標和猝發脈沖長度游標。下方跡線是信號的對數標度幅度或射頻包絡，包括垂直選通游標。使用該游標，可以選擇指定的時間記錄部分，根據該部分計算上方跡線中的頻譜。時域跡線還表明所測量的幀比其他幀短。

微信VSA 軟件

測量調制質量的關鍵步驟

1. 首先從頻率和時間測量開始，了解相應的基本知識。大部分信號分析儀都無法可靠地解調符號率或帶寬錯誤、頻率誤差較大、信噪比較差或組幀/時序不當的信號。雖然有時候直接跳到調制質量測量確實很吸引人，但是最好還是要從頻譜和射頻包絡分析開始。驗證信號中心頻率、帶寬和信噪比，以及任何其他時域和頻域參數是否符合您的無線標準。

2. 基本的數字調制分析能讓您了解元器件或系統的調制質量，并確認是否符合標準。基本數字解調中最常用的顯示是：星座圖、調制質量匯總表、所傳輸符號的列表，以及一條或多條指示調制誤差的跡線。根據此信息，再結合自己對系統的了解，您可以更清楚地找到產生誤差的機制或潛在原因。

3. 先進的數字調制分析是故障診斷必不可少的一個環節。在很多情況下，這些先進方法都是旨在對信號的特定部分或特定方面進行針對性分析，再將不同測量結果關聯起來，最終確定問題原因。例如，針對特定載波或載波組的分析，可以隔離頻段邊緣特定頻率的問題，便于比較導頻載波和數據載波。特定符號分析通過有意更改符號與脈沖之間的調制類型、間歇性或周期性誤碼源，最終隔離可能的誤差。其他誤差源可能包括射頻開/關切換、電源、穩定或熱效應。

數字解調/調制分析取決于算法，而不同的算法可能對受損害信號產生不同的結果。在整個產品開發過程中使用一致的算法，能夠減小這種影響，從而防止浪費時間。

圖 www.qpst1967.cn：基本解調結果的典型 4 跡線顯示包括一幅星座圖、一個誤差匯總表，以及一條表示誤差隨時間和/或頻率變化的跡線。該星座圖是由多個符號、子載波和調制類型分層疊加而成的復合星座圖。射頻技術秘籍 4 - 功耗 - 了解靜態功耗對于實現長使用壽命至關重要

您可以獲得的最長電池使用壽命

很多射頻器件都是便攜式器件，這意味著它們是由電池供電的。現代的便攜式器件一般由可充電電池供電，但是某些專用器件，例如很多 IoT 產品，可能仍在使用傳統的原電池。用戶希望其器件能夠有足夠長的充電間隔時間。用戶一直都希望電池使用壽命盡可能長。低功率和超低功率器件的功耗、效率以及信號質量的優化面臨著多方面的挑戰。

電池、電源或電源轉換器的限制需要工程師在即時功率、總功率和射頻性能之間做出權衡。在不斷變化的消費類產品市場上，這些權衡無論是在功能方面還是競爭方面都非常 重要。

工作期間的低功耗是一項基本要求，其他由電池供電的器件也是如此。但是，對于射頻工程師（特別是設計 IoT 及類似器件的工程師）而言，由于要實現超低功率靜止模式以進一步延長電池使用壽命，因此還面臨著其他一些挑戰。要想實現較長的充電或電池更換周期，以及管理睡眠狀態和工作狀態之間的轉換，了解靜態功耗至關重要。

圖 www.qpst1967.cn：示波器視圖（上）中顯示了 30 ms 的電流消耗動態，數據記錄儀視圖（下）中顯示了 30 s 的電流消耗動態。此類測量有助于更全面地了解器件或子系統的真實功率需求。后期發現的細微問題或瞬變問題可能 在現實應用中造成嚴重的后果。

務必要盡早了解電池限制對設備的影響，以免將來出現性能問題，到時會更難解決。電源容量、電池使用壽命和電池尺寸是三個重要考量因素。后期發現的微妙問題或瞬變問題可能在現實應用中造成嚴重的后果。因電池電量導致的射頻問題，其后果包括不符合法規要求、用戶體驗差以及在與同類產品的競爭中落敗。

圖 www.qpst1967.cn：Keysight CX3300 系列器件電流波形分析儀的專用電流傳感器能夠在不影響低負載電流感應能力的同時，大幅抑制高頻電流噪聲。這種雙通道傳感器采用同時雙量程視圖技術，實現了幾乎五個數量級的動態范圍。

盡量提高電池使用壽命的關鍵步驟

1. 選擇輸出特性能夠與實際應用中的電源限制相符的電源。這樣就可以幫助您預測由電池供電的器件在實際使用過程中的工作特性，避免產生任何意料之外的問題。使用這些工具盡早驗證器件是否正常工作，追蹤問題，以及找出可能影響基本設計決策的限制因素。

2. 使用器件電流波形分析儀等工具獲得功率消耗的真實測量值。特別要注意動態變化的、超低電流狀態和電流轉換。

3. 在使用真實供電的最差條件下，對子系統或 DUT 進行四大類測量 —頻率、時序、功率、調制質量。

圖 www.qpst1967.cn：CX3300 器件電流波形分析儀配有模擬輸入和數字輸入，并能夠保證分析結果的一致性。數據總線的狀態與電流消耗相關，因此可用于觸發其他測量，例如射頻信號分析儀上的測量。

CX3300 系列器件電流波形分析儀

取決于您的收發信機和用例，您可能還需要進行實時信號分析或信號采集與回放，以隔離可能很短暫的問題。在很多情況下，您都可以使用觸發器將功率波形與數字信號和信號分析儀測量結果聯系起來，從而實現跨域關聯。

趨勢線始終指向上方和右側，因為用戶日益增多，需要的數據也不斷增長，但是可用的頻譜卻是固定的。為此，無線技術正在向更高頻率、更大帶寬和更復雜調制的方向發展。以創新方式使用當前可用頻譜的技術將會繼續發展，例如通過載波聚合等技術充分利用頻譜中的非連續頻段。測試工具也將繼續追蹤這些發展而推陳出新，使技術夢想變成現實。

調制方案本身并不能解決所有問題。最終，您仍需要更高效地利用可用的頻譜。在此方面，多信道調制方案（例如 MIMO）可以發揮作用。幸運的是，如今有各種多信道信號分析儀和信號發生器解決方案可供選用，這些解決方案都采用與單信道解決方案相同的算法，因此您可以繼續放心地 使用。

技術上的改進，包括處理器、信號處理以及電池技術，是開發先進解決方案不可或缺的一部分。您的任務是讓這些解決方案為您所用。射頻工程師將繼續站在技術發展的潮頭，尋找充分發揮射頻技術效能的方法。更多信息，請訪問：是德科技網站

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