浅谈RF及无线通讯系统量测技术

f	λ	Band	Description
30-300 Hz	104 -103 km	ELF	Extremely low frequency
300-3000 Hz	103 -102 km	VF	Voice frequency
3-30 kHz	100 -10 km	VLF	Very low frequency
30-300 kHz	10 -1 km	LF	Low frequency
0.3-3 kHz	1 -0.1 km	MF	Medium frequency
3-30 MHz	100 -10 m	HF	High frequency
30-300 MHz	10 -1 m	VHF	Very high frequency
300-3000 MHz	100 -10 cm	UHF	Ultra-high frequency
3-30 GHz	10 -1 cm	SHF	Superhigh frequency
30-300 GHz	10 -1 mm	EHF	Extremely high frequency （ millimeter waves ）

在(表一)中，注意到频率(f)和波长(λ)之间的关系。一个波型或正弦波可以用其频率或其波长来完全地被描述。它们成反比，而且和光穿越一种特定媒体的速度有关。在真空或空气中的关系是：

《公式一》

其中C是光的速度。因此当频率提高时，波长下降。提供参考：一个1GHz的波型大约有1呎的波长，而100MHz的波型大约有10呎的波长。

表二　微波字母频带配置

分（ GHz ）	Letter Band Designation
1-2	L band
2-4	S band
4-8	C band
8-12.4	X band
12.4-18	Ku band
18-26.5	K band
26.5-40	Ka band

向量仪器包括向量或即时讯号分析仪和产生仪。这些仪器分析及产生宽频波型，并且可以从测量的讯号捕捉时间、频率、相位，以及电力资讯。这些仪器比频谱分析仪更具威力，并且提供优异的调变控制和讯号分析功能。另外一方面，网路分析仪通常用来进行S参数量测，以及对RF或高频元件进行其它特性测量。网路分析仪可以进行多个通道上的产生及分析，但是价格远高于频谱分析仪和向量讯号产生仪／分析仪。＠大标:为何在较高频率操作？＠内文:由美国的频率应用及配置可以发现RF频谱切割得相当零碎，又相当密集。这种现象是不断地将RF应用推到越来越高的频率的原因之一。但是，还有其它造成这种进入较高频率操作的原因，包括广播的效率、不受部份形式的杂讯和减损的干扰，以及所需的天线体积等等。天线体积通常和讯号的波长有关，而在实际应用时通常是?波长。一般来说，资料是架构在低频讯号上，也容易呈现，如何在这些较高的频率上呈现它，或是实际地将它转换到这些高频率？举例来说，人类的听觉范围是20Hz至20kHz。根据奈奎斯特抽样定理（Nyquist theorem），可以在40kHz或更精确的频率上进行取样，完全呈现这个资料；这就是为何立体音响以44.1kHz进行取样的原因。但是行动电话却在850 MHz左右进行操作。

过频率混合进行频率变换

《图一移动频率将人类听觉范围移到移动电话范围》

许多对RF和高频测量的研究发生在频率领域（frequency domain）中。时间领域（time-domain）函数和呈现在频率领域中的同样函数之间是蛮相似的。以刚才所提的人类听觉范围为例，(图一)描述移动频率的目的是能够透过行动电话频率进行讯号传送。移动频率最常用的方法称为mixing，相当于用一个正弦曲线讯号将讯号加倍。以下的数学三角恒等式说明这个事实：

《公式二》

因此，透过让两个正弦波互相撞击，就可以得到总和和差异频率。只要选择适当的值，就可以将整个讯号移到新的频率范围（频谱向上或向下移）。此外，任何讯号都可以呈现为不同频率的正弦波的总和。移动讯号只是将「乘法」套用在它所有正弦波的成分上。

延伸阅读

	介绍无线网路基本概念、应用、市场分析，乃至于各项技术的架构：RF、OFDM线路分析、天线原理、展频、相关组织IEEE及标准。甚至包括WLAN未来需要的GPS、手机定位系统、CDMA、Telematics、Gi-Fi、802.21等等。相关介绍请见「802.11完全剖析无线网路技术」一文。
	无线区域网路（WLAN）与企业应用快速普及。与所有新技术一样，对其性能改进的需求很快变得愈加明显。此外，新技术的供应商都在不遗余力地提高性能，因为这能够进一步加速市场成长。你可在「可扩展无线区域网路覆盖范围的合成技术」一文中得到进一步的介绍。
	射频元件的用量正在与日俱增，而且其应用领域并不仅限于手机和无线电话，其他的应用还包括802.11无线区域网路、RFID标签、库存监视器、卫星收发器、固定无线接入和无线通信基础设施。所有的RF元件都必须控制其RF功率传输，与相关的政府法规相符，并减少与其他射频元件之间的RF干扰。在「用于功率检波和控制的宽频RFIC」一文为你做了相关的评析。

市场动态

	Microwave Satellite的NuVisions业务已经在该城的几座建筑物上部署了Gigabit乙太网路（Ethernet），随后将被用来制作围绕每座建筑物的「Wi-Fi云」。 NuVisions建筑物内宽频服务的订户能用每月24.95美元的费用，使用该公司的Wi-Fi服务。相关介绍请见「无线通讯业者在纽约布建新一代Wi-Fi网路」一文。
	无线通讯应用领域专用射频积体电路（RFIC）供应商RF Micro Devices，近日宣布一项达8000万美元之晶圆设备扩充计画。此扩充位于该公司的Greensboro园区，预计将增加RFMD的晶圆制造产能最可高达40％，使得应用RFMD?导市场的GaAs HBT及GaAs pHEMT制程技术之无线市场能持续健全成长。你可在「RFMD扩充晶圆厂设备预期将带动营收及利润成长」一文中得到进一步的介绍。
	无线通讯分析师Samuel May说：「电脑产业过去创造了一项作业系统，而手机市场将比电脑市场更大。」事实上，全球手机销售量在最近几年的确让PC销售量相形见绌。不过，许多分析师和科技主管担心手机销售量成长减缓，会刺激业者将研发费用全力投入手机或其他新无线设备的软体架构，使得情势更加复杂。在「无线通讯世界百家争鸣霸主地位花落谁家？」一文为你做了相关的评析。

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