谐波基础知识

谐波是由射频/微波信号链中的单频音调和非线性元件或单音互调失真（IMD）产生的杂散信号内容（或杂散发射）。非线性元件产生的谐波是基频的整数倍（通常称为一次谐波）。例如，fo是基频，2xf0是二次谐波，而3xfo是三次谐波，依此类推。

除谐波杂散信号产物外，还有非谐波杂散信号成分，通常称为杂散信号，因为在某些情况下所有杂散信号成分通常都被称为杂散信号，所以可能会造成混淆。从技术上讲，谐波产物是基频的无限整数倍，但是随着谐波阶次的增加，随后谐波的功率电平会下降。这导致在大多数系统中，高次谐波产物大约在三次谐波之后到达本底噪声，因此在单音互调失真（IMD）分析中，高次谐波往往会被忽略。

根据频率规划，谐波产品可能是受欢迎的，也可能是令人讨厌的。在某些情况下，谐波很容易被滤波，而在其他情况下，谐波可能落在重要通信信号的频带内。在传感应用中，谐波可能非常令人讨厌，因为它们可能与测量值相冲突。当谐波出现在设备的接收频带中并自行产生时，通常称其为自干扰或自退出，因为它可能会导致接收器的减敏现象。

谐波通常以分贝（dBc）表示其相对于基频的信号强度，或者以所有谐波分量信号强度的均方根来表示整个谐波能量。谐波产品强度是基频信号强度的一个可预测的分数。因此，计算和解释射频系统中的谐波失真相对比较容易。

在处理具有宽频带和大频谱范围信道的复杂通信系统时，谐波的设计会遇到挑战。近年来，LTE和WiFi就是这种情况，随着蜂窝通信和无线通信的额外频谱被分配，这种情况正日益受到人们的关注。在某些情况下，来自这些系统的谐波可能会被传输，并对非常灵敏的射频/微波/毫米波传感和成像设备造成干扰。这就是为什么在最新的无线通信系统中可能有更严格的关于谐波失真的标准规定，以防止对其自身灵敏的接收器和附近的其他系统造成干扰。