射频杂散（RF Spurious Emissions）是指在无线通信系统中，除了在指定频率范围内的预期信号之外，任何不需要的或非预期的射频信号。这些杂散信号可能会干扰其他通信系统，降低系统性能，并违反无线电通信法规。射频杂散通常包括谐波、次谐波、互调产物和其他非线性失真所产生的信号。
射频杂散的来源
- 非线性器件：如功率放大器、混频器等在工作时，由于非线性特性会产生谐波和互调产物。
- 滤波器：实际滤波器不能完全消除所有不需要的频率分量，可能会有残余杂散。
- 电源噪声：不稳定或有纹波的电源会引入噪声信号。
- 电磁干扰（EMI）：外部电磁场的干扰可能通过天线、导线等路径耦合进入系统。
杂散的分类
- 谐波：信号的整数倍频率成分，如二次谐波、三次谐波等。
- 次谐波：信号的分数倍频率成分，通常由混频器等器件引起。
- 互调产物：多个信号在非线性器件中混合后产生的频率成分，如二阶、三阶互调产物。
- 寄生信号：设备内部由于器件特性或设计缺陷产生的非预期信号。
测量和评估
测量射频杂散通常需要使用频谱分析仪，通过测量设备输出信号的频谱，确定杂散的频率和功率。评估杂散时，需要考虑以下几点：
- 频率范围：测量需要覆盖规定的频率范围，通常包括载波频率附近和更高的频率范围。
- 带宽：设置适当的分辨率带宽（RBW）和视频带宽（VBW）以准确测量杂散信号。
- 测量环境：在屏蔽环境中进行测量，以减少外部干扰的影响。
- 标准和法规：依据相应的通信标准和法规（如FCC、ETSI等）进行评估，确保杂散信号在规定的限值以内。
降低射频杂散的方法
- 滤波器：在发射和接收链路中使用高品质的滤波器来抑制不需要的频率分量。
- 线性化技术：采用前馈、反馈等线性化技术降低放大器的非线性失真。
- 屏蔽和接地：改善电路板布局，使用屏蔽和接地技术减少电磁干扰。
- 电源管理：使用低噪声电源，并进行适当的电源滤波。
- 元器件选择：选择低杂散特性的元器件，优化器件工作点。
示例
假设我们有一个无线发射器，工作在900 MHz频率上。我们可以使用频谱分析仪来测量其输出信号，以评估其射频杂散。
频谱分析仪测量步骤
- 连接设备：将发射器的输出连接到频谱分析仪的输入端。
- 设置参数：设置中心频率为900 MHz，扫频范围从0到3 GHz，分辨率带宽（RBW）为10 kHz。
- 启动测量：启动频谱分析仪，记录在900 MHz附近及其他频率上的信号强度。
- 分析结果：观察频谱图，确定谐波、次谐波和其他杂散信号的位置和强度。
通过这些步骤，我们可以评估发射器的射频杂散性能，并根据测量结果进行必要的改进。
总之，射频杂散是无线通信系统中需要关注的重要问题，通过合理的设计和优化，可以有效降低杂散信号，提高系统的整体性能和可靠性。