
提起基帶和射頻,對(duì)于高級(jí)工程師而言并不生疏?;鶐Ш蜕漕l通信行業(yè)里的兩個(gè)常見概念,但是也會(huì)因?yàn)樽约旱氖韬龀霈F(xiàn)認(rèn)知導(dǎo)致的錯(cuò)誤。本文我們一起漲知識(shí),再重新溫習(xí)基帶和射頻的基礎(chǔ)知識(shí)。
大家口中的端對(duì)端的最常見的,比如手機(jī)。觀察信號(hào)的傳播過程,先是從手機(jī)端再到基站的傳播過程,那么究竟基帶和射頻有何用處?
此時(shí)手機(jī)接收到信號(hào),我們會(huì)聽到手機(jī)鈴聲,就是所謂的電信號(hào)。這種電信號(hào)屬于模擬信號(hào),也常稱為原始信號(hào)。
此時(shí)此刻,主角--基帶上場(chǎng)。
基帶是什么,有什么作用呢?
基帶:Baseband 信源(信息源,也稱發(fā)射端)發(fā)出的沒有經(jīng)過調(diào)制(進(jìn)行頻譜搬移和變換)的原始電信號(hào)所固有的頻帶(頻率帶寬),稱為基本頻帶,簡(jiǎn)稱基帶。
基帶和頻帶相對(duì)應(yīng),頻帶:對(duì)基帶信號(hào)調(diào)制后所占用的頻率帶寬(一個(gè)信號(hào)所占有的從最低的頻率到最高的頻率之差)。
一個(gè)信號(hào)的基帶帶寬是它的前帶寬調(diào)制和復(fù)用 ,或在多路分離和解調(diào)。復(fù)合視頻信號(hào)在錄像機(jī)、游戲機(jī)和 DVD 播放機(jī)是一種常用的基帶信號(hào)。
下面該輪到射頻登場(chǎng)了。
射頻是什么,有什么用處呢?
射頻技術(shù)(RF)是Radio Frequency的縮寫。較常見的應(yīng)用有無線射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification,RFID),常稱為感應(yīng)式電子晶片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子標(biāo)簽、電子條碼等。其原理為由掃描器發(fā)射一特定頻率之無線電波能量給接收器,用以驅(qū)動(dòng)接收器電路將內(nèi)部的代碼送出,此時(shí)掃描器便接收此代碼。
接收器的特殊在于免用電池、免接觸、免刷卡故不怕臟污,且晶片密碼為世界唯一無法復(fù)制,安全性高、長(zhǎng)壽命。RFID的應(yīng)用非常廣泛,典型應(yīng)用有動(dòng)物晶片、汽車晶片防盜器、門禁管制、停車場(chǎng)管制、生產(chǎn)線自動(dòng)化、物料管理。
眾所周知,電流通過導(dǎo)體,會(huì)形成磁場(chǎng)。交變電流通過導(dǎo)體,會(huì)形成電磁場(chǎng),產(chǎn)生電磁波。
頻率低于100kHz的電磁波會(huì)被地表吸收,不能形成有效的傳輸。頻率高于100kHz的電磁波可以在空氣中傳播,并經(jīng)大氣層外緣的電離層反射,形成遠(yuǎn)距離傳輸能力。
這種具有遠(yuǎn)距離傳輸能力的高頻電磁波,我們才稱為射頻(信號(hào))。
和基帶一樣,我們通常會(huì)把射頻電路、射頻芯片、射頻模組、射頻元器件等產(chǎn)生射頻信號(hào)的一系列東東,籠統(tǒng)簡(jiǎn)稱為射頻。
所以,我們經(jīng)常會(huì)聽到有人說:“XX手機(jī)的基帶很爛”,“XX公司做不出基帶”,“XX設(shè)備的射頻性能很好”,“XX的射頻很貴”……之類的話。
基帶送過來的信號(hào)頻率很低。而射頻要做的事情,就是繼續(xù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制,從低頻,調(diào)制到指定的高頻頻段。例如900MHz的GSM頻段,1.9GHz的4G LTE頻段,3.5GHz的5G頻段。
射頻的作用,就像調(diào)度員
之所以稱之為調(diào)度員,是因?yàn)镽F射頻要做類似調(diào)度員的工作,一方面是如前面所說,基帶信號(hào)不利于遠(yuǎn)距離傳輸。
另一方面,無線頻譜資源緊張,低頻頻段普遍被別的用途占用。而高頻頻段資源相對(duì)來說比較豐富,更容易實(shí)現(xiàn)大帶寬。
再有,你也必須調(diào)制到指定頻段,不然干擾別人了,就是違法。
在工程實(shí)現(xiàn)上,低頻也不適合。
根據(jù)天線理論,當(dāng)天線的長(zhǎng)度是無線電信號(hào)波長(zhǎng)的1/4時(shí),天線的發(fā)射和接收轉(zhuǎn)換效率最高。電磁波的波長(zhǎng)和頻率成正比(光速=波長(zhǎng)×頻率),如果使用低頻信號(hào),手機(jī)和基站天線的尺寸就會(huì)比較大,增加工程實(shí)現(xiàn)的難度。尤其是手機(jī)側(cè),對(duì)大天線尺寸是不能容忍的,會(huì)占用寶貴的空間。
信號(hào)經(jīng)過RF射頻調(diào)制之后,功率較小,因此,還需要經(jīng)過功率放大器的放大,使其獲得足夠的射頻功率,然后才會(huì)送到天線。
信號(hào)到達(dá)天線之后,經(jīng)過濾波器的濾波(消除干擾雜波),最后通過天線振子發(fā)射出去。
電磁波的傳播
基站天線收到無線信號(hào)之后,采取的是前面過程的逆過程——濾波,放大,解調(diào),解碼。處理之后的數(shù)據(jù),會(huì)通過承載網(wǎng)送到核心網(wǎng),完成后面的數(shù)據(jù)傳遞和處理。
關(guān)于基帶和射頻我們就講解到這里,希望能幫到大家喲!
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