从两个射频面试题谈射频工程师的基本功

这次我贡献一个面试题（反正我没事就琢磨新题目）：现在衰减器若干，一个定向耦合器（耦合度大概是5dB，或者10dB），线缆，某频段（就叫Z频段吧）带通滤波器（截止还比较锐利），50ohm负载若干，通信测试仪和频谱仪；已知频谱仪动态范围有限，但是噪底比较低，现在让你想办法测试带外（Z频段外）的发射机杂散，有没有办法。如果有，那么大概会引入多少IL，比较重要的指标包括哪些。
这里直接给答案：

先看两分钟，应该能看出来这张图接法上的不同：定向耦合器是“反过来”接的。
其实这就是整个setup的关键：按照箭头的方向看Tx信号，从定向耦合器的out端到in端，除了极少部分（通常隔离度有-40dB）漏到频谱仪，其余的都会直通而过。但是到BPF这里，带内和带外信号所看到的return loss截然不同：带内信号直通而过，然后在后面的衰减器上直到50ohm的通信测试仪度端口上被吃掉；带外信号看到的是近乎全反射的截止，然后从BPF上被“弹”回来，经过一个耦合度的衰减来到频谱仪输入端。
这里我们利用了几个器件的特性：
1. 定向耦合器的隔离度：横亘在out端和耦合端之间，避免了大信号进入到频谱仪输入口。
2. BPF端口上对带内和带外信号的不同频响：对带内信号近乎直通，对带外信号近似全反射。
3. 用衰减器和负载“吃掉”主信号：通信测试仪的输入端也可以看做一个良好的负载，主信号经过BPF之后畅通无阻的被吃掉而不会被反射回去。
所以实际上我们是用一个定向耦合器和带通滤波器加上负载做成了一个（性能可能比较挫）的带阻滤波器。在带外频段其通道上最主要的IL来源就是定向耦合器的耦合度。
我曾经在实验室做过一个这样的带阻，只可惜当时BPF的截止不够锐利，而定向耦合器的耦合度又太大（20dB），所以效果不佳。
这个题目的源头是十几年前我师傅在测GSM带外杂散时候，借不到带阻滤波器，就顺手抄起一个基站上用的GSM双工器，他当时是这样接的：

其实道理是一样的。
如果你恰好要测的是手机而不是基站，那么就把上图中Tx和Rx端口的连接换一下。
一般来说，对于实验室资源富裕的公司，这种setup是完全不必要的，你也许会觉得“既然自动挡已经这么成熟先进了，还要啥手动挡”。这个道理我当然明白，其实这个题目要考察的无非两个：一是对器件特性的熟悉程度，二是工程师的思维搭建能力。

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