射频无线通信基础知识科普
本帖在于介绍一些基础射频知识，让读者对无线通信系统有基本的理解和认知，欢迎进一步深入探讨和交流。
一、通信概念与生活中的常识维度对比
发送、接收多方之间的通信 可以类比 处于同一个房间内的多人之间进行对话——
喊话的人音量不够，导致对方听不到声音： 发送方提高发送功率，相当于提高音量。
喊话的人太多，特定人听不到呼声：改变一种发音频率，相当于改变射频的载频（有的人声音“低沉”----频率低，有的人声音“高亢”---频率高，有的人声音“尖”---频率高）
室内的环境过于嘈杂：相当于接收端底噪太高，可以降低环境中的底噪（让室内其他人安静下来停止说话），保证信号接收端的信噪比SNR。
收听的人无法听到声音： 提高听力，即提高RX端的接收灵敏度。
二、收/发链路结构介绍
DAC：用于完成数字与模拟的转换。
Modulator：用于完成信号的上变频，即将中频信号搬移至射频段。
RF AMP及衰减器：射频信号模拟域功率的调整。
BPF：带通滤波器
Antenna：射频信号向空域辐射。
接收机的结构与上述类似，信号从空间经天线接收后，经过LNA低噪声放大器，滤波器，下变频进入到ADC，完成模拟信号至数字信号的转变，进一步转为基带信号进行处理。
三、一些射频参数概念理解
dBm：dB mW，以dB形式表征的功率值，例如1W=(10lg1000mW)=30dBm，500mw=10lg500mW=27dBm。 由于27dBm=30dBm-3dB，因此功率差3dB意味着功率正好降低一半。
天线增益：在输入功率相等的情况下，天线增益是指实际天线和参考天线在空间同一点处的功率密度之比。以各向同性天线或者偶极子天线为参考，得到天线增益的单位分别为dBi和dBd。相比于各向同性天线，半波偶极子天线是有增益的，可以表示为2.15dBi，也就是说以dBd来表示天线增益时数值变小。7.15dBi=5dBd。
天线效率：天线效率一般定义为天线的辐射功率与输入功率之比。天线效率是辐射功率与输入功率之比 。
信噪比：信号的平均功率和噪声的平均功率之比，即S/N signal noise ratio。当用分贝（dB）作为度量单位，即：信噪比（dB）= 10 * log10(S/N) (dB) 例如：当S/N=10时，信噪比为10dB。信噪比与该信道上极限信息传输速率的关系为：C=W*log2(1+S/N) b/s，W 为信道的带宽（以 Hz 为单位），N 为信道内部的高斯噪声功率，S为所传输无线信号的电平。只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。 实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农的极限传输速率低不少。上述公式也就是有名的香农定理。
噪声系数：F=SNR（in）/SNR（out），NF=10*lg(F)，噪声功率Nin和Nout的定义需要明确，指定测试量使用到的带宽。设定Nin和Nout表示任意指定输入功率下的单位带宽噪声功率。精简而言： F代表了信号所传输信道的信噪比恶化的程度，F通常是>1的，数值越小越好。
接收灵敏度：一般来说接收灵敏度越高（数值越低），说明接收机接收微弱信号的能力越强，-174dBm/Hz+10lgB+10lgSNR+NF，NF噪声系数（一般取10）、B信号带宽，单位为Hz、SNR解调信噪比，单位为dB。实际产品测试中，DUT处于接收状态，用IQxel/IQ2010发射特定的波形文件，直到产品的PER符合标准，此时的power level就是接收灵敏度。
回波损耗，传输参数：回波损耗RL=反射功率-入射功率； 传输参数S21代表就二端口网络而言：1端口传输至2端口的传输参数。插损越大，则S21就越小。匹配状况越好，RL就越小，理想情况下完全匹配时RL值非常小乃至负无穷大，若发生全反射时则RL=0dB。
输出功率动态：发射机所能输出的最大功率与所能输出的最小功率比值，值越大说明发射机的动态范围越大。动态范围以dB为单位。对于模组而言，一般随着IC工作温度的上升，特定Index值的输出功率会降低，这是由于RF器件的温度特性曲线所决定的，在一些对功控精确度较高的场合，通常会引入温度补偿机制。
邻道抑制：载波信号与相邻信道的输出功率比值，在当前信道上发送载波时，在相邻信道内会产生非线性的交叉调制产物，非线性越好则ACLR指标越好。
四、实际调试基础介绍
发射EVM与器件线性度的关系：
ACPR和EVM都是表征一个放大器的线性度的指标。ACPR更多表征幅度信息，而EVM不仅有幅度也有相位误差信息----例如有的时候我们发现ACPR改善了几个dB，但是EVM值却并没有变好；你发现ACPR好了但EVM没有，说明其线性度的瓶颈很可能在相位上（比如AM-PM）。
EVM的指标衡量了信号调制的准确程度，EVM指标越好代表星座图越清晰，通信质量就越高；相反，EVM越差则星座图显示就越模糊，甚至会由于I/Q不平衡等原因发生旋转现象，通信质量就越低。
信号频谱模板：
在满足发射功率的前提下，信号频谱距离标准模板线越远则性能越好
谐振与匹配：
上图中蓝色曲线说明谐振频点偏离ISM频段，代表失谐振；黑色曲线，虽然谐振在ISM频段，但是由于S11的数值不够理想，说明失匹配。而红色的这条曲线代表了良好的中心谐振频点和阻抗匹配情况。简要而言：对于一般的物联网领域应用，谐振是针对频率而言的，匹配是针对功率而言的。
天线测试球坐标系：
上述坐标在判断天线的暗室测试数据和方向图的识别上，有很大帮助。
EMI和EMS基础概念：
EMI（electromagnetic interference）电磁干扰，测试设备对外界的干扰。EMS(electromagnetic susceptibility)电磁耐受性，测试外界干扰对待测试设备的影响。EMI又分成辐射测试和传导测试，传导测试包含电源端传导和信号端传导。
生产校准的理解：
大批量生产无线设备时，由于所用的元器件绝对精度不足以满足设备频率、功率电平和其他参数的性能目标，因此需要做校准。频率校准：信道的中心频率是线性的，且线性设计容易实现，因此频率校准只需要在一个信道上校准即可。功率输出线性校准：一般在一个信道上，从高功率到低功率作较为完整的校准，这种校准保证了设备能够准确输出系统所要求的各个功率电平，修正无线设备输出的非线性。输出功率与频率响应的校准：校准弥补了在不同信道上的输出功率电平的差异，使得无线设备在不同信道上的功率输出做不同的补偿，校准至少在三个以上的信道完成，覆盖高、中、低信道。实际使用中为了保证精度会选择更多的信道，即更多的“点”。