常用无线收发芯片射频指标及测量方法介绍b.pdfVIP

物联网常用无线收发芯片射 频指标及测量方法介绍 一、背景介绍  背景和目的 许多不是一开始做射频的硬件工程师对无线指标的意义和测量方法 不是很熟悉，更甚者许多小规模的公司缺少测试设备，因此此次对 常用无线指标意义、测试方法、简化测试方法做一次讨论。 二、无线传播的基本理论介绍 无线传播- 自由传输 理想的无线通信是速率高、距离远 与距离相关的公式： 自由空间损耗公式： 空间损耗=20lg （F）+20lg （D）+32.4； F为频率，单位：MHz；D为距离，单位：Km； 设发射功率为PT，发射天线增益为GT ，工作波长为λ 。接收灵敏度为PR， 接收天线增益为GR，如果收、发天线间距离为R，电波在无环境干扰时，有 以下关系： 4r(m) P (dB)P (dB) 20log G (dBi)G (dBi) T R T R (m) 假设频率433M ，发射功率1mW，接收灵敏度-110dbm，忽略天线增益 可传输19km 假如功率提高至10mW其他不变 可传输60km 灵敏度再提高至-120dbm 可传输170km 从公式可以看出影响传输距离的因素，但是数值结论与实际经验很不相符 二、无线传播的基本理论介绍 无线传播-各种实际影响的效应 多径传播 电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、森林、地面或楼房等 高大建筑物，还会产生反射。因此，到达接收天线的超短波不仅有直射 波，还有反射波，这种现象就叫多径传输。 绕射传播 电波在传播途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物，再向前传播。这种 现象叫做电波的绕射。超短波的绕射能力较弱，在高大建筑物后面会形成所 谓的“阴影区 。频率越高，建筑物越高、越近，影响越大。相反，频率越低， 建筑物越矮、越远，影响越小。 除上述情况外，好有同道干扰、邻道干扰、周围环境干扰等等。另 外地理环境对信号的干扰也不可忽视。 二、无线传播的基本理论介绍 无线传播-各种实际影响的效应 不少学者都对树木引起的传播损耗进行了研究。这里介绍 Weissberher给出的计算公式，适于信号频率在230MHz～95GHz时使 用： 一般要留出10dB左右的余量 墙体损耗 多径损耗 （默认10db）（混凝土20/砖10/天花板6） 二、无线传播的基本理论介绍 无线传播-对距离进行预测的各种模型 Walfisch-Ikegami传播模型 这种模型常用于街道、峡谷的传播预测，它根据建筑物的高度确定是视通 (line of sight)传播还是非视通传播，从而有不同的计算公式。Wslfisch- Ikegami模型的适用范围为:工作频率:800～2000MHz、基站天线高度:4～ 50m、移动台天线高度:1～3m、传播距离:0.02～5km。适用于基站覆盖 半径小于等于1公里，高层建筑密集的市区。 Okumura-Hata 模型 此模型是由奥村(Okumura)等人于1962年及1965年在东京地区，使用不同的 频率、不同的天线高度、选择不同的距离进行一系列测试，最后绘成经验曲 线构成的模型。这一模型将城市视为 “准平滑地形 ，给出城市场强中值。对 于郊区、开阔区的场强中值，则以城市场强中值为基础进行修正。对于 “不 规则地形 也给出了相应的修正因子。由于这种模型给出的修正因子较多，可 以在掌握详细地形、地物的情况下，得到更加准确的预测结果，因此得到了 广泛应用。适用于覆盖半径大于1公里的基站。 二、无线传播的基本理论介绍 无线传播-对距离进行预测的各种模型 General模型 能用来模拟许多不同种类的传播环境，它是一个混合模型，可以糅合来自其 它模型的附加参数。其标准模型可以表达为由多个因子组成的方程式，这些 因子可以由用户校正选择： PRX=PTX+K1+K2Log(d)+K3Log(Heff)+K4Diffraction+K5log(Heff)Log