了(le)解如(rú)何将最大(dà)功率從(cóng≈∑π★)放(fàng)大(dà)器(qì)傳輸到(dào)天線，以及≤∑∏δ如(rú)何使用(yòng)示波器(qì)估算(suàn)這(zhè)種功率。≥₹±∏

射頻(pín)技(jì)術(shù)的(de)一(yī)個(gè)重要(yào)特點是(s'δ↕hì)：一(yī)個(gè)人(rén)相(xiàng)對(duì)容易阻礙甚至徹底破壞另一(yφ​λ₹ī)個(gè)人(rén)的(de)無線通(tōng)信。無線電(diàn)波在空(kōng★®÷₩)氣中傳播，對(duì)所有(yǒu)人(rén)都(dōu)是(shì∑±≤)可(kě)用(yòng)的(de)，包括那(nà)些(xiē®♣)有(yǒu)意或無意地(dì)傳輸可(kě)∞σ能(néng)被描述為(wèi)幹擾的(de)信号的(de)‌ ±人(rén)。

首先，重要(yào)的(de)是(shì)要(y™∞αào)理(lǐ)解，已經傳輸的(de)無線電(diàn)信号是(shì)無法“摧毀&←∑↑rdquo;或“損壞”的(de)。然而，幹擾的(de↓ ₩♥)效果可(kě)能(néng)等同于破壞原始信号，因為(wèi)它會(huì)損害接¶£ π收器(qì)從(cóng)該信号中提取重要(yào)信息的(de)能(néngΩ∑‍±)力。換句話(huà)說(shuō)，信息仍然存在，但(dàn)對∑γ÷£(duì)于特定的(de)接收器(qì)來(lái)說(s±©Ω÷huō)，它實際上(shàng)已經不(bù)存在了(le)。

在射頻(pín)設計(jì)中，幹擾一(yī)直是(shì)一(yī)個(gè)挑戰≠¥₽↑，而無線設備的(de)激增也(yě)沒有(yǒu)讓情況變得£★±(de)簡單。有(yǒu)多(duō)種方法≈£可(kě)以使系統具有(yǒu)抗幹擾性，這(zhè)些(xiē)将在以後會(huì)詳細討↕§↕(tǎo)論。大(dà)部分(fēn)的(de)幹φ"擾僅僅是(shì)因為(wèi)非通(tōng)信設備經常需要(yào)使用(yòng)類‍✘似的(de)載波頻(pín)率。

然而，也(yě)存在故意幹擾的(de)情況，這(zhè)被稱為(wèi&↕≠)幹擾壓制(zhì)或阻塞。其目标是(shì)發送信号，以某種方式阻¶₹止其他(tā)無線系統維持成功的(de)通(tōng)信。在現(x★&'πiàn)代戰争中，幹擾壓制(zhì)是(shì)₹Ω♠♣一(yī)種重要(yào)的(de)戰術(αλ↕shù)，而在日(rì)常生(shēng)活中，它則是(shì)一(yī)種±≈ £滋擾（或更糟）行(xíng)為(wèi)，且完全是(shì)非法的(σ ₽₹de)。

這(zhè)張頻(pín)譜圖顯示了(γ&le)一(yī)個(gè)旨在幹擾GPS設備的(de)ε 強烈信号。

法規

一(yī)開(kāi)始，政府會(huì)對(duì)無線傳輸進行(xíng)監管，這(zhφ₽è)似乎很(hěn)奇怪——我們真的(de)能(néng)對(duì)像≤​$電(diàn)磁波輻射這(zhè)樣無形的(de)東(dōng)西(xī)制(zhì)定法律嗎✔​γ✘(ma)？但(dàn)是(shì)，幹擾壓制(zhì)±™​（jamming）的(de)例子(zǐ)清楚地(dì)表明(míng)，‌λΩ↕缺乏監管會(huì)導緻嚴重問(wèn)題。為(wè§≠i)了(le)确保電(diàn)磁波輻射≥σ≤領域不(bù)會(huì)淪為(wèi)幹擾信号的(de)♠≥‍混亂群體(tǐ)，需要(yào)嚴格的(de)組織。

現(xiàn)在很(hěn)多(duō)企業(yè)朋(péng)友(yǒu)把産品遠(yuǎn≠π)銷美(měi)國(guó)，就(jiù)需要(♦™&↓yào)FCC認證。FCC：聯邦通(tōng)信委員(yuáσ÷n)會(huì)。而其他(tā)國(guó)家(j>∑ ₹iā)的(de)産品進入中國(guó)，那(nà)必須被中國(guóσ✘)工(gōng)業(yè)和(hé)信息化(huà)部（M± IIT）的(de)許可(kě)。想要(yào)利用(yòng)電(diàn↑✘φ♣)磁波頻(pín)譜一(yī)部分(fēn)的(de)私人(rén)組織和σ♦α(hé)公共組織必須獲得(de)FCC、MIIT的(de)許可(kě)；這(zh✘™è)種許可(kě)被稱為(wèi)執照(zhào)。對(duì)于範圍有(yǒu)限、不±β¥€(bù)太可(kě)能(néng)造成重大(dà)幹擾的(de)£‌系統，存在例外(wài)情況。

最大(dà)功率

如(rú)果你(nǐ)對(duì)（合法的(de)）免許可(kě)無線電(diàn)傳輸∏≈感興趣，你(nǐ)需要(yào)了(le)解自(zì)己的(de)發射功率。即使官方規定δ∞™以有(yǒu)效距離(lí)或其他(tā ✔✘)指标來(lái)表示，你(nǐ)也(yě)應該能(néng)夠确定在這("✔zhè)些(xiē)情況下(xià)通(tōng)常被認為(wèi)可(←♦kě)接受的(de)發射功率——并且估算(suàn)功率比試圖準确測量系統✔→的(de)範圍或天線某一(yī)距離(lí)§∏​←處的(de)場(chǎng)強要(yào)容易得(de)多(duō)。

基于FCC“第15部分(fēn)€ ≠✘”規則的(de)場(chǎng)強限¥&λ制(zhì)（針對(duì)特定頻(pín)率範圍）Ω×

在射頻(pín)電(diàn)路(lù)和(hé)其他(tā)所有(yǒu)類型的 ≠γ(de)電(diàn)路(lù)中，一(yī)個(gè)元件(jiàn)所消耗的(de✔‌)功率等于該元件(jiàn)兩端的(de)電(diàn)壓與 ÷Ω流過該元件(jiàn)的(de)電(diàn)流的(de)乘積εφ‍。你(nǐ)可(kě)能(néng)會(huì)覺得(de)天線隻是(shì)一(y σī)個(gè)導體(tǐ)，因此電(diàn)阻非常小(xiǎo)。的(d₽↓ ♥e)确，導體(tǐ)在直流電(diàn)下(xià)↓ε電(diàn)阻非常低(dī)，但(dàn)在高(gāo)頻(pín)下(xiλ¥à)，天線具有(yǒu)顯著的(de)輸入阻抗。我們關心的(de)是(shì)在我們用¶★✔<(yòng)來(lái)發射射頻(pín)信号的(de)特定頻(pín)率下(xià)天線的↕↔↑♣(de)阻抗；我們需要(yào)這(zhè)些(xiē)信息來(lá₹☆i)估算(suàn)傳輸到(dào)天線的(d≤≥e)功率量。

電(diàn)壓傳輸與功率傳輸

在典型的(de)數(shù)字或模拟電(diàn)路(l♥✘ù)中，我們通(tōng)常不(bù)希望電♥±σ(diàn)線或PCB走線的(de)電(diàn)阻為(wèi)50Ω ♦♥。對(duì)于被描述為(wèi)導體(tǐ)的‍ ♠β(de)東(dōng)西(xī)來(lái)說(shuō)<‌≈•，這(zhè)是(shì)一(yī)個(gè)極高(gāo)的(de)電(d↓€↑​iàn)阻值。但(dàn)我們必須記住，在低(dī)頻(pín)電(diàn)路∑>(lù)中，我們通(tōng)常關心的(de)是(shì)電(diàn)壓傳輸，即我們希望确保輸♠≥✔ 入引腳上(shàng)的(de)電(diàn)壓盡可(kě)能(néng)接近(jìn)前¥‍>₽一(yī)個(gè)輸出引腳上(shàng)的(de)電(diàn)壓。為(wèi)了<‌(le)實現(xiàn)良好(hǎo)的(de)電(diàn)壓傳輸，我們•∞©↕需要(yào)低(dī)輸出阻抗、低(dī)導體(tǐ)阻抗和β λ≠(hé)高(gāo)輸入阻抗。

然而，在射頻(pín)發射機(jī)（或音(yīn)頻(pα₩©ín)放(fàng)大(dà)器(qì)）的(de)輸出階段，目标是(shì)功率傳輸。我們‍₩不(bù)僅僅想将電(diàn)壓從(cóng)一(yī)個(gè)設備移動到(dào)另★®一(yī)個(gè)設備；我們希望天線上(shàng)有(yǒu)顯著的(de)電(diàn)流™ 流過，以便它擁有(yǒu)足夠的(de)電(diàn)能(néng)可(kě)以轉化(huà)$¥↔為(wèi)輻射的(de)電(diàn)磁能(néng)。

當負載阻抗的(de)絕對(duì)值等于源阻♣​抗的(de)絕對(duì)值時(shí)，就(jiù)會(huì)發生(sσ→hēng)最大(dà)功率傳輸。

如(rú)你(nǐ)所見(jiàn)，當RL（負載阻抗）等&δ¥&于RS（源阻抗）時(shí)，負載功率（PL）達到(dào)最大(dà)值。但(α<•dàn)請(qǐng)注意，效率（η↓♥）在這(zhè)一(yī)點之後仍然會(huì)繼續增加。最大(dà)功率傳輸并不(λ≈bù)對(duì)應最大(dà)效率。

在射頻(pín)電(diàn)路(lù)中，放(fàng)大(β↕dà)器(qì)的(de)輸出級（以及連接放(fàng)大(dà)器(qì)與天線的(₩§↑de)傳輸線）通(tōng)常具有(yǒu)50Ω的(de)阻抗，因此∏ 天線的(de)阻抗也(yě)必須為(wèi)50Ω，以确保最大( ♠≠dà)功率傳輸。（這(zhè)裡(lǐ)另一(yī)個(gè)重要(yào)話(huà ♥)題是(shì)“匹配網絡”，用(yòng)于改善放≠↑(fàng)大(dà)器(qì)與天線之間(jiān)的(de)阻抗匹配；匹配網絡在射頻(pín)♥≤×放(fàng)大(dà)器(qì)設計(jì)中的(d‌"e)重要(yào)性）

功率估算(suàn)

前面的(de)討(tǎo)論解釋了(le)為(wèi)什γ→∞ε(shén)麽我們可(kě)以通(tōng)過将功率放(fàng)大(dà)器(qì)連接到(dà←✔≤™o)50Ω示波器(qì)輸入來(lái)分(fēn)析射頻(pín)輸出↔♦‍©級：大(dà)多(duō)數(shù)射頻(pín)系統都(dōu₹ ¶)是(shì)基于50Ω阻抗構建的(de)，因此你(nǐ)通(t•®ōng)常需要(yào)一(yī)個(gè)50&Ome ☆ga;的(de)天線阻抗。

當然，如(rú)果你(nǐ)知(zhī)道(dào)電(d→≤iàn)路(lù)的(de)相(xiàng↕ →)關電(diàn)壓和(hé)阻抗特性，你(nǐ)可(kě)以直接計(jδ÷  ì)算(suàn)傳輸到(dào)天線的(de)功率。使用(yòng)SPICE模 " →拟器(qì)也(yě)是(shì)一(yī)種有(yǒu)效的(de)方法。但™π™∑(dàn)如(rú)果在你(nǐ)的(de)情況下(xià)這βδ¥(zhè)些(xiē)技(jì)術(shù)不(bù)實用(yòng)，或者你(nǐ)想要(yàλ↓ §o)經驗驗證，你(nǐ)就(jiù)需要(yào)使用(yòng)測量設備。

如(rú)果你(nǐ)有(yǒu)頻(pín)譜分(fēn)析儀，那(nà) ♠σ麽請(qǐng)務必使用(yòng)它。它正是(shì)為§σ♣(wèi)此類信息而設計(jì)的(de)。如(rú)果你(nε βǐ)沒有(yǒu)頻(pín)譜分(fēn)析儀，你(nǐ)可(kě)以使用(yòng)示波器($≠α☆qì)。通(tōng)過50Ω∞✘的(de)示波器(qì)輸入查看(kàn)信号的(de)RMS電(diàn)壓，然後根據λ≈±V²/R計(jì)算(suàn)功率，其中R=50&Omega→‌₩;。

總結

電(diàn)磁傳輸受到(dào)嚴格的(de)監管，以減少(shǎo)無意幹π₽♥δ擾相(xiàng)關的(de)問(wèn)題。在民(mín)用( ♦yòng)生(shēng)活環境中，故意幹擾（也<©(yě)稱為(wèi)幹擾或壓制(zhì)）是(shì)非法±<→®的(de)。

在中國(guó)，發射設備通(tōng)λ←常需要(yào)獲得(de)需要(yào)獲得(de)中國(guó)工(gōn₩✔✔g)業(yè)和(hé)信息化(huà)部（MIIT）的(de)許☆∑&₹可(kě)。在美(měi)國(guó)，發射設備通(tōng)常需要(yào)獲♠‍得(de)聯邦通(tōng)信委員(yuán)會(huì)（FCC）的(de)許可(kě)。↓σ

在限制(zhì)發射功率的(de)特定條件(jiàn)下(x≠¥ ià)，可(kě)以實現(xiàn)免許可(kě)操作(zuò)。

為(wèi)了(le)實現(xiàn)從(cónε↕g)放(fàng)大(dà)器(qì)到(dào)天線的(de)最大(dà)功率☆<π傳輸，放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)輸出阻抗的<₹¥(de)幅度必須與天線的(de)輸入阻抗的(de)幅度相(xiàng)$÷©匹配。

發射功率可(kě)以通(tōng)過數©¥(shù)學分(fēn)析或SPICE模拟來(lái₩ ₽)确定，也(yě)可(kě)以使用(yòn<¶g)頻(pín)譜分(fēn)析儀或示波器 > ✔(qì)進行(xíng)經驗估計(jì)。