諧波基礎知識

諧波是由射頻/微波信號鏈中的單頻音調和非線性元件或單音互調失真（IMD）產生的雜散信號內容（或雜散發射）。非線性元件產生的諧波是基頻的整數倍（通常稱為一次諧波）。例如，fo是基頻，2xf0是二次諧波，而3xfo是三次諧波，依此類推。

除諧波雜散信號產物外，還有非諧波雜散信號成分，通常稱為雜散信號，因為在某些情況下所有雜散信號成分通常都被稱為雜散信號，所以可能會造成混淆。從技術上講，諧波產物是基頻的無限整數倍，但是隨著諧波階次的增加，隨後諧波的功率電平會下降。這導致在大多數系統中，高次諧波產物大約在三次諧波之後到達本底噪聲，因此在單音互調失真（IMD）分析中，高次諧波往往會被忽略。

根據頻率規劃，諧波產品可能是受歡迎的，也可能是令人討厭的。在某些情況下，諧波很容易被濾波，而在其他情況下，諧波可能落在重要通信信號的頻帶內。在傳感應用中，諧波可能非常令人討厭，因為它們可能與測量值相衝突。當諧波出現在設備的接收頻帶中並自行產生時，通常稱其為自幹擾或自退出，因為它可能會導致接收器的減敏現象。

諧波通常以分貝（dBc）表示其相對於基頻的信號強度，或者以所有諧波分量信號強度的均方根來表示整個諧波能量。諧波產品強度是基頻信號強度的一個可預測的分數。因此，計算和解釋射頻系統中的諧波失真相對比較容易。

在處理具有寬頻帶和大頻譜範圍信道的複雜通信系統時，諧波的設計會遇到挑戰。近年來，LTE和WiFi就是這種情況，隨著蜂窩通信和無線通信的額外頻譜被分配，這種情況正日益受到人們的關注。在某些情況下，來自這些系統的諧波可能會被傳輸，並對非常靈敏的射頻/微波/毫米波傳感和成像設備造成幹擾。這就是為什麼在最新的無線通信系統中可能有更嚴格的關於諧波失真的標準規定，以防止對其自身靈敏的接收器和附近的其他系統造成幹擾。