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你的手機是如何接、打電話的?

2024-05-13科技

手機射頻(Radio Frequency,RF)是手機中負責無線訊號接收和發送的關鍵部份,它使得手機能夠在沒有物理連線的情況下與其他器材或基站通訊。射頻的工作原理可發為兩大類,分別是接收部份、發射部份,接下來聊聊他是如何工作的。

接收過程:

1.天線接收:手機的天線捕捉到空氣中傳播的電磁波訊號。

2. 天線匹配:為了提高天線接收效率,訊號會透過匹配網絡調整,確保最大的能量傳輸。

3. 濾波與放大:接收到的微弱訊號先透過濾波器去除不需要的幹擾訊號,然後由低雜訊放大器(LNA)放大,以減少訊號在後續處理中的損失。

4. 下變頻:放大後的訊號透過混頻器與本地振蕩器產生的訊號混合,將高頻訊號轉換為中頻或基頻訊號,便於後續處理。

5. 解調與處理:中頻訊號經過進一步的濾波、放大和解調(如IQ解調),將訊號轉換為數碼基頻訊號,再經過數碼訊號處理,還原出原始的語音或數據資訊。

發射過程:

  1. 數碼訊號編碼:使用者的語音或數據資訊首先被編碼、加密、交織等預處理,準備進行無線傳輸。

2. 上變頻:處理過的數碼基頻訊號透過數模轉換器(DAC)轉換為模擬訊號,然後與本地振蕩器產生的載波訊號混合,實作上變頻至射頻範圍。

3. 功率放大:上變頻後的射頻訊號透過功率放大器(PA)大幅增強,以便有效傳輸到遠處的基站。

4. 濾波與傳輸:為了遵守頻譜規定並減少對外界幹擾,放大後的訊號再次經過濾波,最後透過天線匹配網絡,由天線以無線形式輻射出去。

整個射頻系統由射頻集成電路(RFIC)、電源管理模組、濾波器、開關、放大器等多種元器件組成,它們協同工作,保證了手機通訊的高效和穩定。射頻設計還需考慮多頻段相容性、訊號完整性、功耗控制等復雜因素,以適應不同通訊標準和環境條件。