典型射频链路的构成和技术指标

为何需要重新定义“射频”

“射频”一词常被简化为“MHz 至 GHz 的电磁频谱”。然而，工程实践里只要出现分布参数效应——即波长可与电路尺寸比拟——就应归入射频范畴。因此，与其纠结频率边界，不如关注七类现象：相移、电抗损耗、能量泄漏、本底噪声、辐射、反射、非线性。具备其中任意一项，即可视为射频链路问题。

典型射频链路的构成

一条常见链路由天线、滤波器、低噪声放大器、混频器、可变增益放大器、ADC 依次连接。分布式模型取代集总模型，以计入沿线的相位累积。

描述网络行为的核心工具——S 矩阵

把每个模块看作黑盒端口网络，通过散射参数即可量化能量流动。

? S21：端口1→端口2 的传输系数，取对数后得到增益或插入损耗。

? S11、S22：端口反射系数，换算为回波损耗，便于评估匹配质量。

频率相关指标

3 dB 带宽：功率下降一半的频率区间，用于衡量模拟前端。

瞬时带宽：无需重调本振即可连续处理的宽度，决定系统敏捷度。

占用带宽：信号功率占总量 99 % 的频带，直接影响法规测试。

分辨率带宽：频谱仪能分辨的最小频率差，用于邻道泄漏测试。

线性动态范围与压缩点

OP1 dB：增益较线性区下降 1 dB 时的输出功率，是功放选型的上限。

饱和功率 PSAT：通常比 OP1 dB 高 2–3 dB，为系统余量提供参考。

非线性产物

当输入功率升高，器件产生谐波及交调分量。

? 二阶交调 IM2：f1 ± f2，对宽带系统影响显著。

? 三阶交调 IM3：2f1 – f2、2f2 – f1，靠近工作频带，难以滤除。

IP2、IP3：将基波与杂散外推至同功率点的虚拟量，数值越高，线性度越好。

噪声特性

噪声系数 NF：输入/输出信噪比之比的对数。

级联噪声：按 Friis 公式，前两级贡献最大，接收机前端必须优先优化。

相位噪声：偏离载波 f_offset 处的噪声功率密度，直接影响邻道抑制。

抖动：时域等效表达，数据转换器更关注这一指标。

动态范围与灵敏度

? 线性动态范围 LDR：噪声底至 OP1 dB 的区间。

? 无杂散动态范围 SFDR：噪声底至 IM3 等于噪底的点，反映大信号抑制能力。

? 灵敏度：在给定带宽与最小解调信噪比条件下，可识别的最低输入功率。

误差向量与系统级验证

调制域内常用误差向量幅度 EVM 评估信号质量。相位噪声、非线性、群时延畸变都会抬高 EVM，进而抬升误码率 BER。系统联调时，应在最大增益、最小增益两种极端状态下分别测试。

射频链路设计并非单纯追求高增益或低噪声，而是要在增益、带宽、线性度、噪声、功耗、成本之间取得平衡。掌握上述指标后，即可按目标应用快速分解规格，并在仿真与实测中闭环迭代。