问：什么是射频系统，它的核心任务是什么？

答：

射频（RF，Radio Frequency）系统是实现无线信号（如蜂窝、Wi-Fi、卫星链路等）发射与接收的硬件架构。

核心任务：将基带信号调制为指定频段的高频电磁波发射出去，或将接收到的高频信号下变频、滤波、放大后还原为基带信号，供后端处理。

问：射频系统按功能可分为哪几个基本模块？

答：

天线与射频前端

低噪声放大器／功率放大器

频率合成与本振

混频器与滤波器

收发切换与隔离

中频／基带处理

问：各模块具体功能是什么？

答：

天线

功能：将电信号和电磁波互相转换，决定覆盖范围和辐射方向性。

射频前端

功能：进行入/出射频信号的初步匹配与滤波，保证阻抗匹配、防止带外干扰。

低噪声放大器（LNA）

功能：接收路径中微弱信号的首级放大，尽量提高信噪比。

功率放大器（PA）

功能：发射路径中对射频信号进行大功率驱动，确保信号覆盖和链路预算。

频率合成与本振（LO）

功能：产生稳定且精确的本振信号，为混频器提供下变频（接收）或上变频（发射）所需载波。

混频器

功能：通过非线性元件（如二极管或场效应管），实现不同频率信号的和频与差频转换。

滤波器

功能：抑制不需要的镜像频率和带外干扰，常见器件包括陶瓷滤波器、SAW/BAW 滤波器。

收发切换器（T/R Switch）或隔离器

功能：实现发射与接收信号的时分或频分切换，防止高功率信号回损至接收链路。

中频/基带处理

功能：数字信号处理（DSP）或模拟电路对下变频后的中频信号或数字基带信号进行解调、解码、滤波与增益控制。

问：为什么要进行多级放大与混频？

答：

多级放大：

• 初级 LNA 保证接收信号的低噪声放大；

• 后级放大器提供足够增益，满足解调器的动态范围需求。

级联混频：

• 分级下变频（高、中、低中频）有助于提升选择性和抑制镜像；

• 本振易于实现频率合成和锁相，保证频率稳定。

问：射频系统中常见的性能指标有哪些？

答：

灵敏度（Sensitivity）：系统能可靠接收的最小信号功率。

发射功率（Output Power）：射频功放的输出峰值与平均功率。

噪声系数（Noise Figure）：系统在放大过程中的额外噪声增益。

线性度（Linearity）：描述系统在强信号或多载波环境下的失真和互调指标（IP3、1 dB 压缩点）。

带宽与选择性：滤波器及合成器的可调范围和抑制非目标频率的能力。

问：射频系统设计的挑战与发展方向？

答：

挑战：

• 天线与小型化、宽带化

• 高频（毫米波、Sub-THz）元器件的损耗与温度漂移

• 多天线 MIMO 与波束赋形的协同设计

发展方向：

• 宽带片上系统（RF-SoC）、集成化射频前端（RFFE）

• AI 驱动的自适应频谱管理与功率控制

• 毫米波/太赫兹大带宽通信与创新天线结构

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