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射頻信號是如何傳遞信息的

發布時間:2023-01-03 02:09:34

1. 射頻識別技術主要是基於什麼方式進行信息傳輸

RFID射頻識別技術是利用電磁感應的改變來識別標簽

RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別目標對象並獲取相關數據,識別工作無須人工干預,可工作於各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體並可同時識別多個標簽,操作快捷方便。

RFID是一種簡單的無線系統,只有兩個基本器件,該系統用於控制、檢測和跟蹤物體。系統由一個詢問器(或閱讀器)和很多應答器(或標簽)組成。

2. 射頻信號的工作原理。和作用

射頻其實主要是指通過發射端發射無線電波,接收端接收無線電波來傳輸數據。當然根據傳輸(調制解調)方式的不同,名稱和應用范圍也不同。如wifi,CDMA,FM等,只不過頻率,數據處理方式,傳輸方向(單向雙向)不一樣而已。

不同頻率的射頻在應用及范圍上有區別。

射頻入門比較難,建議多看看一些基礎的資料或書籍。

3. 什麼是射頻信號

簡單的說,射頻就是可以通過天線發射出去的頻率。
一般來說,發射信號所使用的天線大概應該是信號波長的1/4,常見的天線尺寸都在幾厘米只幾米的范圍,此時的波長只有天線長度的4倍,因為光速很快,通過計算可以知道此時信號的周期很短,頻率很高,這種用於發射的高頻信號,就是射頻信號。比如模擬有線電視信號的頻率就在50MHz~800MHz之間(具體上下限記不清了,大概是這個數吧),手機GSM信號為900MHz或1800MHz,藍牙信號為2.4GHz

4. 無線射頻的工作原理是什麼

射頻這個概念,一方面指的是某一特定頻段,另一方面更主要指一種以接收機和發射機組成的體制。
無線和射頻其實是重復的,可以簡單地來講就是射頻。
射頻,字面理解就是「發射頻率信號」。主要工作原理:通過發射機將信號調制、放大,利用天線輻射出去,在接收端通過天線接收到信號,經過低雜訊放大、解調、濾波等操作,送入基帶處理,這里套為接收機。

5. 什麼是射頻信號

射頻並沒有嚴格的定義,通常是指30MHz ~ 4GHz頻段。

射頻簡稱RF射頻就是射頻電流,它是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。每秒變化小於1000次的交流電稱為低頻電流,大於10000次的稱為高頻電流,而射頻就是這樣一種高頻電流。有線電視系統就是採用射頻傳輸方式的

在電子學理論中,電流流過導體,導體周圍會形成磁場;交變電流通過導體,導體周圍會形成交變的電磁場,稱為電磁波。

在電磁波頻率低於100khz時,電磁波會被地表吸收,不能形成有效的傳輸,但電磁波頻率高於100khz時,電磁波可以在空氣中傳播,並經大氣層外緣的電離層反射,形成遠距離傳輸能力,我們把具有遠距離傳輸能力的高頻電磁波成為射頻,英文縮寫:RF

將電信息源(模擬或數字的)用高頻電流進行調制(調幅或調頻),形成射頻信號,經過天線發射到空中;遠距離將射頻信號接收後進行反調制,還原成電信息源,這一過程稱為無線傳輸。

無線傳輸發展了近二百年,形成了大量的用戶和產品群,但是,由於氣候的變化和地表障礙物的影響,不能傳輸完美的信息。

近代人類發明了廉價的高頻傳輸線纜(射頻線),為了追求完美的信息傳輸質量,兼顧原有的無線設備,無線方式有線傳輸開始流行。產生了射頻傳輸這一概念。

如果你的信息源經過二次調制,用線纜傳輸到對端,對端用反調制將信息源還原後再應用,不管頻率多低,也是射頻傳輸方式,如果沒有調制反調制過程,只是將信息源用線纜傳送到對端直接使用,不管頻率有多高,都是一般的有線傳輸方式。

6. 射頻的通信體系

在整個射頻通信中,主要包含以下幾種頻率:傳輸頻率、接收頻率、中頻和基帶頻率。基帶頻率是用來調制數據的信號頻率。而真正的傳輸頻率則比基帶頻率高很多,一般的頻譜范圍是500MHz到38GHz,數據信號也是在此高頻下進行傳輸的。一般來說,射頻系統具有非常強大的傳輸調制信號的功能,即使在有干擾信號和阻斷信號[z2] 的情況下,該系統也可以做到以最高的質量發送並且以最好的靈敏度接收調制信號。阻斷信號主要有兩種:帶內阻斷信號和帶外阻斷信號。帶外阻斷信號是指分布在信號頻譜之外的無關信號,例如由其它無線傳輸技術產生的數據信號。帶內阻斷信號則分布在我們感興趣的信號頻譜之內,例如由相同的無線傳輸技術在其它終端產生的數據信號。對於無線通信而言,要成功地實現射頻接收功能,必須要過濾掉這兩種阻斷信號。中頻多被用來作為傳輸/接受頻率和基帶頻率的過渡,而這種傳輸方式正是超外差結構的基礎。一般而言,帶外阻斷信號可以被天線自帶的濾波器過濾掉。而中頻的存在使我們有機會在信號被混合到基帶頻率並做數字處理之前將帶內阻斷信號濾除。另一方面,在發送端,中頻常被用來濾除所有從基帶轉換到中頻這個過程中可能產生的偽數據和雜訊。
採用超外差結構的另外一種實現方法是利用中頻采樣來減少信號鏈上的器件個數。這種方法選擇在中頻對信號進行采樣,而不是在采樣前先將信號混合到基帶。在第一種超外差結構中,從中頻到基帶的轉換過程需要以下器件:本機鎖相環、智能解調器(混頻器)和雙向ADC(模擬-數字轉換器)。如果選擇在中頻進行采樣,那這三個器件可以用一個高性能的ADC來代替。這不僅可以降低信號鏈的復雜程度,還可以提高信號解調的質量。
但是,如果在下行基帶轉換器里應用高質量智能解調器,也能得到非常好的通信效果。如果能使本機鎖相環和射頻器件的漏電足夠小,基帶的直流失調便可最小化。除此之外,解調器的相位分離功能可以做到非常准確的90度的相位分離,這將確保信號解調時,誤差向量的值不會變壞或者只是變壞一點。最後,如果我們在使用智能解調器的同時,使用一個具有低相位雜訊的鎖相環,將會確保基帶輸出信號的低雜訊,並且因此獲得一個好的位錯誤率(BER)。
因為ADC要在越來越高的頻率下工作,所以中頻采樣結構的功耗變得比第一種超外差結構越來越高,並因此而越來越昂貴,這是中頻采樣結構的最主要的缺點。由於這個原因,基於中頻采樣的射頻結構往往更適合那些在相對低頻或者中頻的應用,畢竟這些頻段對成本的影響不大。不過隨著科技的發展,尤其是CMOS工藝的引進,使得集成高性能的器件和電路的價格越來越低,在不遠的將來,中頻采樣結構將不再是一種昂貴的選擇。
在射頻通信中應用的第三種結構是直接轉換結構(見圖3)。由於直接轉換結構直接將基帶信號和射頻信號在同一進程中混合在一起,這使得該結構的信號鏈路最為簡單,它所需要的元器件最少。與其它兩種結構不同的是,它將不需要中頻處理和聲表面波(SAW)濾波器。
直接轉換結構的主要優點是:價格便宜、小型化、低功耗,並且沒有中頻轉換相關器件。這些優點使得這種結構非常適合在低功耗、攜帶型終端的應用。盡管如此,一些高性能器件的使用為直接轉換結構應用在高端市場打開了方便之門。事實上,正是這些高性能器件的使用,使得直接轉換結構受到越來越多的關注。
由於在直接轉換結構中沒有中頻處理單元,帶內阻斷信號的功率將直接傳遞到混頻器和模數轉換器(如果信號鏈路上含有模數轉換器)。低雜訊的混頻器將確保弱信號不會被雜訊和阻斷信號所淹沒。另外,由於混頻器具有高的輸出擺幅和低的失真,阻斷信號既不會過驅動整個系統也不會調制到我們需要的載波信號上。
對於基帶超外差接收器,如果在本機鎖相環和射頻輸入之間存在泄漏通路,就一定會產生直流失調。對於和全球移動通信系統類似的支持跳頻的一些射頻應用來說,頻率的跳變將導致本機鎖相環路漏電的改變,並最終導致整個系統的直流失調的跳變。如果要糾正它,必須在系統中引入一個直流失調的補償環路。盡管如此,在那些不需要跳頻的應用中,本機鎖相環的漏電是不變的,因此動態直流失調的補償意義不大。
在傳輸端,由於不能有效降低帶內雜訊和失真,採用直接轉換結構的射頻發射機必須是由那些動態范圍大的元器件構成。
在基站的相關應用中,由於面積和頻道密度要被重點考慮,直接轉換結構尤其被看好。因為從基站的角度看,帶內阻斷信號是不存在的(也就是說基站自己將處理帶內阻斷信號),所以,即使直接轉換結構缺乏濾除帶內阻斷信號的功能也是可以接受的。
當然,選擇何種射頻電路結構應該由市場應用來決定。這些指導設計的因素包括:從設計到產品進入市場的時間、成本、外形、功能指標、靈活性、能否支持多種不同的應用模式等等。如何針對一個確定的應用去選擇合適的射頻結構不在本文的介紹范圍之內。但是可以明確的是,如今一些射頻器件製造商已經可以提供各種針對性的服務以幫助我們設計合適的射頻系統,在整個結構設計的過程中,他們甚至可以提供幾位富有經驗的工程師為我們答疑解惑。 在整個研發過程中,你對相關技術了解得越多,你就越能優化你的設計。舉例來說,你在設計中使用一個比較昂貴的器件或許可以降低整個系統的成本,換句話說,有的時候在一些器件上多投入幾個美分,就可以充分地延長同樣電池的使用時間。
另一個要注意的地方是功率檢測器,它將發射機實際產生的發射功率與理論值相比較以判斷是否超出可承受的范圍。由於發射信號的時候發射機必須工作在一定的功率范圍內,再加上實際環境肯定會導致電路功耗發生一定的跳變,功率檢測器的作用就顯得非常重要。當終端的發射功率低於理論范圍時,基站就不會識別此信號,相反,如果終端的發射功率超出了理論范圍,此信號就會掩蓋它相鄰的信號。
可是,從功耗的角度來看,如果系統的發射功率在理論范圍的高端,將導致相對更多的系統功耗,並最終降低電池的使用壽命,除非系統一定要通過提高發射功率來克服遠近爭用。就一般情況而言,器件的發射功率越接近理論范圍的低端,電池的使用率就越高。如果要盡可能讓器件的發射功率呆在理論范圍的低端,就必須有一個非常靈敏的功率檢測器來保證發射功率不會跌出理論上可接受的功率范圍,因此,在低發射功率(也就是低功耗)與高靈敏度的功率檢測器之間存在一個折中。
基於對數的功率檢測器可以在非常寬的動態范圍內提供高精度的功率檢測,其測量對象既可以是功率在幾個毫瓦的弱信號,也可以是功率在瓦級的強信號。在類似於無線區域網標准(802.11)或WiMAX無線寬頻標準的一些無線通信標准下,信號均峰值比率的跳變會導致基於對數的功率檢測器的靈敏度下降。舉例來說,當終端從低的數據交換率(比如上載一個純文本信息)轉變到高的數據交換率(比如下載一個新的圖形標識和或者聲音文件)時,數據交換率的動態增長和調制的變化將導致信號均峰值比率的跳變,與此同時,基於對數的功率檢測器將會比正常情況多或少地檢測到發射功率;如果最終檢測的結果過高,就會促使系統自動降低發射功率,一旦實際功率低於理論功率范圍的下限,整個通信將會被迫中斷。
對於上面這類應用來說,均方根(RMS)功率檢測器更為合適。均方根功率檢測器不僅可以工作在很寬的動態范圍內,還可以在數據交換率跳變的情況下准確地檢測出發射功率。不過,具有同樣寬的動態范圍的均方根功率檢測器比基於對數的功率檢測器要稍微貴一些,因此,在價格和性能上同樣存在一個折中。如果你的應用不需要很高的精度,那麼一個基於對數的功率檢測器或者一個較窄動態范圍的均方根功率檢測器無疑都是你省錢的選擇。 對於攜帶型終端的應用,器件尺寸的大小是設計時要重點考慮的因素。由於許多射頻應用都是在攜帶型產品領域,晶元賣主時常要求許多不同的封裝模式。越小的封 裝常常意味著更加高的性能要求,我們必須注意當封裝尺寸小到一定程度的時候,晶元便會出現意外。由於封裝尺寸越來越小,當晶元工作在發射模式的時候,晶元的散熱將會越來越困難。為了解決這個問題,許多小的封裝常常使用散熱片以減小晶元的熱阻抗。它只有一堆管腳和薄薄的一層塑料外殼用以保護晶元。
讓選擇更有餘地
當你決定設計各個功能模塊的時候,一定要認真考慮你的設計最終將應用在哪些射頻領域。舉例來說,你或許需要為你的客戶提供一系列基於本地頻率的射頻通信系統。考慮到設計一個射頻通信系統的復雜程度,最為有利的方法是先搭建一個應用簡單的但是可以做許多適應性改進(比如支持多種頻率)的射頻通信系統。如果用這種方法,你只需要用很少的時間去建立一個可用的射頻通信系統,並且可以騰出更多的時間去應付那些針對特別需求的設計。
舉個例子,一個范圍在直流到10GHz的功率檢測器可以適用於任何無線標准。如果使用更加精確、更加穩定(例如對溫度穩定)的高質量器件,而相關的應用又不需要這么高的精度和穩定性,這無疑會增加設計的成本。盡可能地使用單個器件或許可以完全抵消其它部分的代價並且略有贏余。與此同時,還有可能縮短從設計到產品上市的時間。
如果你要考慮在你的設計中引入射頻技術,你並不需要匆忙地決定一個實現射頻功能的結構。在最終決定系統結構前,必須好好考慮你的賣主的市場應用,並且要考慮到隨著時間的推移,一些新的射頻功能將被要求在你的產品中實現。

7. 射頻信號的簡介

在電磁波頻率低於100kHz時,電磁波會被地表吸收,不能形成有效的傳輸,一旦電磁波頻率高於100kHz時,電磁波就可以在空氣中傳播,並經大氣層外緣的電離層反射,形成遠距離傳輸能力,我們把具有遠距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻,英文縮寫:RF。
為了能夠在空中傳播電視信號,必須把視頻全電視信號調製成高頻或射頻(RF-Radio Frequency)信號,每個信號佔用一個頻道,這樣才能在空中同時傳播多路電視節目而不會導致混亂。

8. 什麼叫射頻傳輸

1)廣義地說,視頻傳輸的方式包括:點對點直接電纜視頻信號傳輸(也叫基帶傳輸)、射頻傳輸(開路)、有線射頻傳輸(閉路)、微波信號傳輸、雙絞線的平衡信號傳輸、光纖信號傳輸、網路視頻信號傳輸、無線電波信號傳輸。

按習慣應用來說,一般來說閉路電視監控的視頻傳輸常常是指:點對點直接電纜視頻信號傳輸(基帶傳輸),即採用SYV同軸電纜在6MHZ以下的低頻方式傳輸視頻信號。有線射頻傳輸是指採用前端調制、後端解調的方式進行視頻信號傳輸,原理是將視頻源的信號在前端由調制器調製成高於5MHZ的射頻信號,經過SYWV同軸電纜傳送到後端,再用解調器把射頻信號解調還原成視頻信號進入終端顯示。

兩種視頻傳輸方式最明顯的區別是:一種是視頻原始信號形式不作任何改變的低頻信號直接用電纜傳輸。另一種是利用轉換設備改變了信號的形式傳送另外一種信號,再還原成視頻信號的高頻信號傳輸。

9. 射頻技術的基本原理

射頻技術的基本原理是指處理信號的電磁波長與電路或器件尺寸處於同一數量級的電路,此時由於器件尺寸和導線尺寸的關系,電路需要用分布參數的相關理論來處理。

這類電路都可以認為是射頻電路,對其頻率沒有嚴格要求,如長距離傳輸的交流輸電線(50或60Hz)有時也要用RF的相關理論來處理。

接收部分的主要作用是:空間輻射信號經過天線耦合到接收電路中去,接收到的微弱信號經過低雜訊放大器被放大後與本地振盪信號經過混頻器下變頻為包含中頻信號分量的信號。

濾波器的作用就是將有用的中頻信號濾出來後輸入模-數轉換器轉換成數字信號,然後進入數字處理部分處理。

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