作者丨鼎陽(yáng)科技 李粲

概述

射頻技術(shù)的基本原理是?電磁理論?，它是通過(guò)振蕩器產(chǎn)生射頻信號(hào)，利用天線傳播電磁波，并在接收端通過(guò)解調(diào)器解碼信號(hào)，還原成原始信息的過(guò)程，廣泛應(yīng)用于通信、航空航天、醫(yī)療和生命科學(xué)等領(lǐng)域。

對(duì)于射頻領(lǐng)域的初學(xué)者而言，首先需要了解的是射頻信號(hào)在頻域當(dāng)中的表現(xiàn)以及了解一些常見的射頻元器件的特性，但射頻知識(shí)往往比較抽象和難以理解，這就需要一套完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證。

挑戰(zhàn)

對(duì)于初學(xué)者而言，大家都知道射頻產(chǎn)品普遍比較昂貴，配置一套完整的射頻發(fā)射和測(cè)試設(shè)備是一項(xiàng)巨大的投入。由此可見，一套廉價(jià)易用且功能完備的射頻學(xué)習(xí)套件，對(duì)學(xué)習(xí)與推廣射頻知識(shí)是非常有幫助的。

解決方案

作為初學(xué)者，首先需要學(xué)習(xí)和觀察射頻信號(hào)在頻域當(dāng)中的表現(xiàn)，了解信號(hào)在理論和實(shí)際當(dāng)中的差異；除此之外，還需要學(xué)習(xí)常見的射頻電路模塊，如放大器、混頻器等，了解這些模塊會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生什么樣的影響。

圖1 鼎陽(yáng)科技SVA-TB01射頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)板

如圖1，主機(jī)通過(guò)繼電器，可以輕松拓展到16通道測(cè)試。

針對(duì)初學(xué)者關(guān)于射頻模塊的學(xué)習(xí)需求， 鼎陽(yáng)科技（SIGLENT）推出了SVA-TB01射頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)板，內(nèi)含多種常見的射頻電路模塊，能有效幫助學(xué)習(xí)射頻知識(shí)，探索相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

整塊教學(xué)板由完整的發(fā)射鏈路（由衰減器、放大器、濾波器、混頻器組成） ，接收鏈路（由混頻器、濾波器、衰減器、放大器組成） ，校準(zhǔn)單元（開路、短路、匹配） ，本振單元以及電源模塊組成。

發(fā)射鏈路和接收鏈路中的各個(gè)器件都可以通過(guò)對(duì)外接口進(jìn)行獨(dú)立或者聯(lián)合測(cè)試，能夠針對(duì)每個(gè)器件進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試，能幫助學(xué)生們了解和學(xué)習(xí)射頻電路模塊的功能和特性。針對(duì)這些模塊的測(cè)試，一般會(huì)搭配射頻源和頻譜儀或者矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀來(lái)幫助觀測(cè)信號(hào)，能夠更直觀地感受到各種常見模塊對(duì)于射頻信號(hào)的影響。

了解射頻信號(hào)在頻域當(dāng)中的表現(xiàn)

對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，首先需要觀察最基礎(chǔ)的射頻信號(hào)，也就是正弦波在頻域中的表現(xiàn)。通過(guò)頻譜儀分析，觀察硬件對(duì)于信號(hào)傳輸造成的影響，了解信號(hào)傳輸?shù)膶?shí)際情況與理想狀況的差異。

SVA1000X具有頻譜測(cè)量和矢量網(wǎng)絡(luò)分析的功能，可以通過(guò)TG端口發(fā)送信號(hào)，RF端口接收信號(hào)。

圖2 SVA-TB01射頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)板測(cè)試諧波

通過(guò)將TG信號(hào)直接傳輸?shù)絉F端口，與TG信號(hào)通過(guò)校準(zhǔn)單元之后再與RF端口相連接進(jìn)行比較，可以觀察信號(hào)在實(shí)際傳輸過(guò)程中，由于正弦波生成設(shè)備自身硬件存在著非線性。

此外，在測(cè)試過(guò)程中，信號(hào)經(jīng)過(guò)教學(xué)板的實(shí)際鏈路后，也會(huì)帶來(lái)一定的非線性，因此在頻譜分析儀上看到的實(shí)際正弦波信號(hào)的頻譜是具有一定帶寬的。

除此之外，我們還可以觀察到硬件系統(tǒng)中產(chǎn)生的多次諧波。這些測(cè)試可以幫助初學(xué)者快速了解到理想的射頻信號(hào)和實(shí)際測(cè)得的射頻信號(hào)之間的差異。

圖3 SVA1000X諧波測(cè)試結(jié)果

了解常見射頻電路模塊的特性

在射頻領(lǐng)域當(dāng)中，除了基礎(chǔ)的發(fā)射和接收信號(hào)，我們還會(huì)接觸到各種不同的用于調(diào)制信號(hào)的射頻模塊，其中比較常見的射頻模塊包括混頻器、濾波器、衰減器和放大器。

在設(shè)計(jì)射頻電路時(shí)，往往會(huì)將多個(gè)模塊鏈接在一起，對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和篩選，這需要我們對(duì)這些射頻模塊的功能有充分的了解。