在射頻（RF）領(lǐng)域，準確理解相關(guān)術(shù)語和阻抗概念對于設計和應用射頻系統(tǒng)至關(guān)重要。本文將詳細介紹一些常見的射頻術(shù)語，并深入探討阻抗的相關(guān)知識。
- 分貝相關(guān)單位
- dBA：代表分貝放大器，用于測量 RF 應用中的電流幅度。在實際測量中，它能幫助工程師準確評估電流的變化情況，確保電路的穩(wěn)定性。
- dBm 或 dB：常用于描述 RF 應用中的功率（瓦特）。“m” 通常表示前綴 “milli”，由于 RF 功率測量值一般不會很高（取決于具體應用），所以 dBm 更為常見。例如，在一些低功率的射頻設備中，使用 dBm 能更方便地表示功率大小。
- dBi：專門用于測量天線的方向增益。不同的天線設計會導致不同的方向增益，dBi 這個單位能準確衡量天線在特定方向上的信號增強能力。
- dBV：代表分貝伏特，用于測量 RF 應用中的電壓幅度。通過 dBV，工程師可以直觀地了解電壓的變化，從而優(yōu)化電路設計。
- 頻率相關(guān)概念
- 頻率范圍：指天線工作的有效頻率，通常會指定頻率和頻率。天線在這個范圍內(nèi)能夠以不同的 “效率” 進行接收或發(fā)射信號，具體效率取決于中心頻率。有些具有寬帶能力的天線還可以列出幾個頻率范圍。
- 中心頻率：是天線產(chǎn)生或傳遞信號強度（更佳增益）的位置。部分天線具有多個中心頻率，可實現(xiàn)寬帶通信。在開發(fā)應用時，不一定要匹配中心頻率，靠近中間位置往往能獲得更好的性能。
- 帶寬：是頻率范圍的總寬度，通過天線額定的頻率減去頻率得到。例如，若天線頻率為 1MHz，頻率為 50MHz，則帶寬為 49MHz。僅知道帶寬數(shù)值無法推測頻率范圍，還需知曉或額定值才能推導出另一個額定值。
- 帶通和帶阻
帶通和帶阻通常適用于 “通過” 或 “抑制” 頻率范圍的特殊濾波器。在研究 RF 濾波器時，波特圖是常用的工具，其中 X 軸表示不斷增加的頻率（通常以對數(shù)刻度表示），Y 軸通常表示以 dBV（分貝伏特）為單位的信號幅度。以一個低端在 810Hz 左右截止、高端在 777kHz 左右截止的帶通濾波器為例，該濾波信號的帶寬約為 776,190Hz（即 776.19kHz），在此范圍內(nèi)的頻率信號能保持在 1V（0dBV）左右，而其他頻率的幅度則會急劇降低（衰減）。相反的濾波器就是帶阻濾波器，用于抑制某些特定頻率。
- 寬帶
寬帶不僅常用于描述互聯(lián)網(wǎng)連接，也是一個通用術(shù)語。具有寬范圍頻率以及數(shù)個中心頻率的天線稱為寬帶天線，這種天線能夠在更廣泛的頻率范圍內(nèi)進行信號的接收和發(fā)射。 - 增益
增益通常描述某種信號屬性的增加。對于天線而言，增益指的是 “定向增益”，而非增加的功率，因為天線本身無法提高功率。由于天線設計的原因，其產(chǎn)生的信號具有方向性。增益高并不總是有益的，如果不希望信號固定在特定方向上，則需要降低增益。有些天線具有負增益（損耗），這取決于具體應用。對于濾波器或升壓信號，增益可應用于其他測量單位，如功率、電流和電壓，但這需要借助外部電源。 - 回波損耗
回波損耗是天線接收和抑制的頻率之比，它反映了天線對不同頻率信號的處理能力，對于評估天線的性能具有重要意義。 - VSWR（電壓駐波比）
VSWR 表示電壓駐波比，駐波是指不被接收器接收并在傳輸線上反射回來的功率。VSWR 是無損耗線路上電壓與電壓之比，駐波高度依賴于傳輸線、接收器和發(fā)射器的阻抗。合適的 VSWR 值對于保證信號的有效傳輸至關(guān)重要。
阻抗是電抗和電阻的組合，電抗以歐姆為單位進行測量，且完全取決于信號的頻率。簡單來說，阻抗可以理解為交流電路中的無源元件減少或阻礙電流的程度，這同樣適用于高頻無線電應用或高頻數(shù)字電路應用，因為這些應用在任何周期性波形中都存在某種形式的電壓變化（并非僅局限于正弦波）。一些直流波形，如方波、鋸齒波、三角波和其他脈沖模式，也可以通過穩(wěn)定的直流輸入進行操作。
阻抗和電阻的主要區(qū)別在于電路工作頻率。直流應用的輸入和 / 或輸出往往沒有頻率（暫時忽略時鐘產(chǎn)生和其他振蕩設計）。在直流電路中，工程師熟悉電阻、電容、電感兩端的電壓、電流和功率的一般等式，但在交流電路中，由于輸入電壓和電流隨時間變化，求解等式變得更加困難。幸運的是，傅立葉變換之后業(yè)界發(fā)現(xiàn)了一種省時捷徑，將電感和電容的復雜等式轉(zhuǎn)換為虛數(shù)（復數(shù)），從而可以使用相同的基本直流分析技術(shù)（歐姆定律和直流分析中的其他方法）來求解電路。
在進行阻抗計算時，不同元件有不同的計算公式：
- 電阻：電阻的阻抗等于其電阻值，在較低頻率（通常將低于 1 至 3 兆赫視為低頻）下，采用 MLCC 設計的現(xiàn)代器件也遵循這一規(guī)律。
- 電容：電容的阻抗計算公式為ZC=jωC1，其中ω=2πf，f為頻率（Hz），C為電容值（法拉）。
- 電感器：電感器的阻抗計算公式為ZL=jωL，其中L為電感值（亨利）。
