北京郵電大學(xué)電磁場(chǎng)與電磁波試驗(yàn)微波接收系統(tǒng)的測(cè)量

1、北京郵電大學(xué)電磁場(chǎng)與微波測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：電子工程學(xué)院班級(jí)：組員：報(bào)告撰寫(xiě)人：微波收發(fā)機(jī)的系統(tǒng)調(diào)測(cè)微波TV收系統(tǒng)的基本原理實(shí)驗(yàn)原理基本無(wú)線通信系統(tǒng) 所示。般由發(fā)信機(jī)、收信機(jī)及其天線（含饋線）構(gòu)成。如圖信源信宿圖1無(wú)線通信系統(tǒng)的組成1.發(fā)信機(jī)發(fā)信機(jī)的主要作用是將需要傳輸?shù)男旁葱盘?hào)進(jìn)行處理并發(fā)送出去。首先 通過(guò)調(diào)制器用信源信號(hào)對(duì)高頻正弦載波進(jìn)行調(diào)制形成中頻已調(diào)制載波，中頻 已調(diào)制載波經(jīng)過(guò)變頻器和濾波器轉(zhuǎn)換成射頻已調(diào)制載波，射頻已調(diào)制載波送至射頻放大器進(jìn)行功率放大，最后送至發(fā)射天線，轉(zhuǎn)換成輻射形式的電磁波發(fā)射到空間。一個(gè)典型的無(wú)線發(fā)信機(jī)的組成框圖，如圖2所示。天線信源信號(hào)圖2無(wú)線發(fā)信機(jī)的組成框圖2收

2、信機(jī)收信機(jī)的主要作用是將天線接收下來(lái)的射頻載波還原成要傳輸?shù)男旁葱?號(hào)。收信機(jī)的工作過(guò)程實(shí)際上是發(fā)信機(jī)的逆過(guò)程，首先對(duì)來(lái)自接收天線的射 頻載波信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大，然后經(jīng)過(guò)下變頻器、中頻濾波器中頻放大器變 換稱(chēng)為滿足解調(diào)電平要求的中頻已調(diào)制載波，最后經(jīng)過(guò)解調(diào)器還原出原始的 信源信號(hào)。一個(gè)典型的無(wú)線收信機(jī)的組成框圖，如圖 3所示。”輸出信圖3無(wú)線收信機(jī)的組成框圖3.天線天線是無(wú)線通信系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分之一。天線的主要作用是 把發(fā)信機(jī)送來(lái)的射頻載波變換成空間電磁波并輻射出去（發(fā)射端）或者把收 到的空間電磁波變換成射頻載波并送給收信機(jī)（接收端）。本實(shí)驗(yàn)將對(duì)使用的額微波收發(fā)系統(tǒng)（SD32O0微波

3、電路實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練系統(tǒng)的 各個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)者能完整、透徹的了解微波射頻系統(tǒng)，掌握微波收 發(fā)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)。SD3200R/T微波TV收發(fā)系統(tǒng)由發(fā)射機(jī)系統(tǒng)和接收機(jī)系統(tǒng) 兩個(gè)試驗(yàn)箱組成。該微波TV收發(fā)系統(tǒng)是一套工作在900MH微波頻段的無(wú)線通信實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)， 可以進(jìn)行圖像和話音業(yè)務(wù)的無(wú)線傳輸實(shí)驗(yàn)，同時(shí)可以進(jìn)行濾波器，放大器， 濾波放大器等電路的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。微波TV收發(fā)系統(tǒng)主要由TV發(fā)射機(jī)系統(tǒng)和TV 接收機(jī)系統(tǒng)兩部分組成。微波發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成方框圖如下圖所示微波TV收發(fā)系統(tǒng)可以提供6個(gè)無(wú)線信道，信道間隔8MHz頻率設(shè)置如F表所示。信道中心頻率均為 60MHz信道CH1CH2CH3CH4CH5CH6中心頻

4、率（MHZ900892884876868860發(fā)射機(jī)本振頻率（MHZ960952944936928920接收機(jī)本振頻率（MHZ938930922914906898二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、發(fā)射機(jī)的輸出頻譜測(cè)量（1）連接測(cè)試系統(tǒng)（頻譜分析儀街道功率放大器的輸出端）發(fā)減豈卿悄芳忻復(fù)、1圖5 42發(fā)射機(jī)系沆的爛也（2）將信道選擇器設(shè)置為CH1.（3）用頻譜分析儀觀測(cè)并記錄微波 TV發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的輸出信號(hào)頻譜圖，頻譜 圖記錄在數(shù)據(jù)表格中。（4）測(cè)量并記錄輸出信號(hào)的主要頻率分量和信號(hào)電平，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄在數(shù) 據(jù)表格中。（5）將信道選擇器分別設(shè)置在 CH2CH,6測(cè)量并記錄的主要頻率分量和信 號(hào)電平，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄

5、在數(shù)據(jù)表格中。2、微波TV接收機(jī)系統(tǒng)調(diào)試1）接收信道的單載波調(diào)試（1）連接測(cè)試系統(tǒng)（斷開(kāi)調(diào)制器）。（2）將信道選擇器設(shè)置為CH1.根據(jù)接收信道的中心頻率，設(shè)置微波信號(hào)發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號(hào)（如 900MHz -40dBn）（3）用頻譜分析儀測(cè)量中頻放大器的輸出頻率和電平，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄在數(shù) 據(jù)表格中。（4）將信道選擇器分別設(shè)置在 CH2CH,6并根據(jù)相應(yīng)的信道設(shè)置微波信號(hào) 發(fā)生器的輸出信號(hào)頻率，重復(fù)以上測(cè)量，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)表格中。2）接收信號(hào)的頻譜測(cè)量（1）連接測(cè)試系統(tǒng)（斷開(kāi)調(diào)制器，發(fā)設(shè)計(jì)和接收機(jī)距離 30cm左右）o（2） 將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的信道均設(shè)置為CH1用頻譜分析儀觀測(cè)

6、中頻放大 器的輸出信號(hào)頻譜圖，并與TV發(fā)射機(jī)的輸出頻譜圖相比較。（3）將發(fā)射和接收信道分別設(shè)置為 CH2CH,6觀察頻譜圖變化。3）接收機(jī)的靈敏度測(cè)量（1）連接測(cè)試電路（頻譜分析儀與接收機(jī)使用相同信號(hào)的天線， 并盡量靠近）。（2）將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的信道均設(shè)置為 CH1,觀測(cè)電視機(jī)接收到的視頻圖像， 保證接收到清晰圖像。（3）移動(dòng)發(fā)射機(jī)，增大發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的距離，直到圖像無(wú)法接收為止。（4）移動(dòng)發(fā)射機(jī)，減小發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的距離，直到剛剛接收到清晰圖像為止（注意要保持頻譜分析儀和接收機(jī)到發(fā)射機(jī)的距離相同）。（5） 用頻譜分析儀測(cè)量接收信號(hào)中電平最高的頻率分量的功率電平，記錄測(cè) 試數(shù)據(jù)。（6）將發(fā)射

7、和接受新到分別設(shè)置為CH2-CH6重復(fù)以上測(cè)量，記錄測(cè)試數(shù)據(jù)。三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析1、微波TV發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試（1）發(fā)射機(jī)的輸出頻譜測(cè)量10,ATT 佩 aOdBQiXlOte信道設(shè) 置主要頻率分量和電平CH1頻率（MHZ893.2899.866906.267電平（dBm-11.5511.00-14.65CH2頻率（MHZ885.467891.867898.400 1電平（dBm-8.169.21-7.13CH3頻率（MHZ887.467884.00890.4 1電平（dBm-10.5912.53-11.14 ”CH4頻率（MHZ869.467875.867882.267電平（dBm-11.81

8、10.78-5.22 1CH5頻率（MHZ861.33867.867874.267電平（dBm-10.189.47-8.02CH6頻率（MHZ853.3860.0866.40 1電平（dBm-18.2010.56-9.242、微波TV接收機(jī)系統(tǒng)調(diào)試3、接收信道的單載波調(diào)制信道設(shè)置CH1CH2CH3CH4CH5CH6輸入頻率（MHz）900892884876868860輸入電平（dBm-40輸出頻率（MHz）3838.23829.5947.1529.837輸出電平（dBm-25-40-27-24-28.74-23.48接收信號(hào)的頻譜測(cè)量信道設(shè)置輸出頻率（MHZ輸出電平（dBm）CH137.9-2

9、9.38CH237.91-29.87CH337.92-29.75CH437.917-34.68CH537.917-31.97CH637.933-29.78（3）接收機(jī)的靈敏度測(cè)量CH1CH2CH3CH4CH5CH6接收靈敏度/dBm-12.14-25.83P-33.02-20.5r -40.01-30.09微波TV收發(fā)系統(tǒng)的干擾測(cè)量實(shí)驗(yàn)原理在無(wú)線通信系統(tǒng)中，無(wú)線信道是一個(gè)開(kāi)路環(huán)境，除了噪聲的影響外，不 同系統(tǒng)或相同系統(tǒng)的不同發(fā)射機(jī)發(fā)射的無(wú)線信號(hào)也可能會(huì)相互干擾。而且干擾的影響往往比噪聲的影響更大，噪聲可能造成通信質(zhì)量的惡化，而干擾很 可能會(huì)直接造成通信的中斷。無(wú)線通信中的干擾主要包括同頻干擾、

10、鄰頻干 擾和互調(diào)干擾。1.同頻干擾同頻干擾指的是相同工作頻率的發(fā)射機(jī)之間的干擾，同頻干擾是無(wú) 線通信系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的一種干擾，也稱(chēng)為同信道干擾或同載頻干擾。凡是能夠進(jìn)入接收機(jī)通帶內(nèi)的其他系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)或本系統(tǒng)的其他發(fā)射機(jī) 發(fā)射的載頻信號(hào)都可能稱(chēng)為接收機(jī)的同頻干擾。同頻干擾示意圖如下所 示。2. 鄰頻干擾鄰頻干擾指的是工作在鄰近信道的發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào)落入了接收機(jī) 的通帶內(nèi)造成的干擾。鄰頻干擾主要是由與發(fā)射機(jī)工作頻帶相鄰的若干 信道的發(fā)射機(jī)的寄生邊帶頻率、寬帶噪聲、寄生輻射等產(chǎn)生的干擾。鄰 頻干擾的抑制涉及發(fā)射機(jī)的噪聲和寄生輻射、接收機(jī)的選擇性及鄰近頻 道的間隔等諸多因素。一種無(wú)線發(fā)射機(jī)的邊帶噪聲造

11、成的鄰頻干擾如下 圖所示。3. 互調(diào)干擾當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同頻率的信號(hào)通過(guò)同一個(gè)非線性電路時(shí)，將 會(huì)發(fā)生互相調(diào)制，產(chǎn)生新的頻率的信號(hào)的輸出，如果該頻率正好落在了 接收機(jī)的工作信道帶寬內(nèi)，就會(huì)構(gòu)成對(duì)該接收機(jī)的干擾，稱(chēng)這種干擾為 互調(diào)干擾或交調(diào)干擾。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及分析1.環(huán)境干擾的測(cè)量按照如圖所示的方式連接測(cè)試系統(tǒng)（關(guān)閉實(shí)驗(yàn)中的所有微波TV發(fā)射機(jī)的 電源）y 頻譜分析儀用頻譜分析儀觀測(cè)微波TV收發(fā)系統(tǒng)的工作頻帶內(nèi)的環(huán)境干擾，如果有干 擾，記錄干擾信號(hào)的頻率范圍和信號(hào)電平，確定受干擾的信道，測(cè)試數(shù) 據(jù)如下表所示。環(huán)境干擾測(cè)量頻率范圍/MHz干擾信號(hào)電平/dBm受干擾信道干擾1117.5-55無(wú)干擾2

12、892.5-38.9CH2干擾3895.9-40.36CH2分析：實(shí)驗(yàn)中并為關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室中所有的微波 TV發(fā)射機(jī)，因此有部分干擾 是來(lái)自環(huán)境中固有的，有部分干擾是實(shí)驗(yàn)室中其他組的發(fā)射機(jī)發(fā)射出來(lái)的信號(hào)。向117.5MHz的信號(hào)應(yīng)該就是環(huán)境中固有的，干擾電平比實(shí)驗(yàn)室 中發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)干擾電平小。而且對(duì)本次實(shí)驗(yàn)中用到的信道的干擾 不會(huì)很大，因?yàn)轭l率偏離的比較遠(yuǎn)。2.同頻干擾的測(cè)量1）按照如下圖所示的方式連接電路，先關(guān)閉正常發(fā)射機(jī)和干擾發(fā)射機(jī) 的電源，打開(kāi)正常發(fā)射機(jī)的電源，將發(fā)射信道設(shè)置為指定信道，調(diào)整正常發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的距離，保證接收機(jī)接收到清晰的圖像WiATt4正常堂肘機(jī)airatTv收窟系境 q

13、頭IYI5 -H 做波TV收覽系寰的同頻干擾滴垃2）用頻譜分析儀觀測(cè)接收信號(hào)的頻譜，測(cè)量接收信號(hào)電平最高的頻率 分量的頻率和電平，記錄數(shù)據(jù)。3）打開(kāi)干擾發(fā)射機(jī)電源，將發(fā)射信道設(shè)置為正常發(fā)射機(jī)的相同信道， 此時(shí)接收機(jī)應(yīng)當(dāng)無(wú)法收到清晰的圖像，用頻譜分析儀觀測(cè)接收信號(hào) 的頻譜變化，分析通信中斷的原因。4）移動(dòng)干擾發(fā)射機(jī)，使其逐漸遠(yuǎn)離接收機(jī)，直到接收機(jī)剛剛可以接收 到清晰的圖像為止。5）關(guān)閉正常發(fā)射機(jī)電源，用頻譜分析儀測(cè)量干擾信號(hào)中電平最高的頻 率分量的頻率和電平，計(jì)算接收信號(hào)的載干比，記錄在表格中。信道設(shè)置中心頻率/MHz信號(hào)電平/dBm載干比/dB正常信號(hào)899.74-16.251.44同頻干擾8

14、99.63-17.69分析：實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是非常明顯的，一旦把領(lǐng)桌的實(shí)驗(yàn)箱的發(fā)射信道 和我們的設(shè)置成同樣的，那么我們的接收機(jī)接收到的信號(hào)明顯受到干擾,而且如果干擾天線離接收天線近一點(diǎn)的話，接收機(jī)連接的TV顯示的就會(huì) 是干擾機(jī)發(fā)出的信號(hào)。因此同頻干擾的影響是非常嚴(yán)重的。就相當(dāng)于是 有兩臺(tái)相同頻率的發(fā)射機(jī)，一臺(tái)發(fā)射的是目的信號(hào)，另一臺(tái)被視為干擾 發(fā)射源，這時(shí)由于是同頻干擾，接收機(jī)就很難辨別哪個(gè)是應(yīng)該接受的信 號(hào)。3.鄰頻干擾的測(cè)量rfh IVMmrvV；変射機(jī)耒燈忡扌昭鬲皿州肛叫!1）按照如圖所示方式連接電路，首先打開(kāi)正常發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，將發(fā) 射信道設(shè)置為指定頻道，保證接收機(jī)能接收到清晰的圖像。2

15、）用頻譜分析儀觀測(cè)接收信號(hào)的頻譜，測(cè)量接收信號(hào)電平最高的頻率 分量的頻率和電平，記錄數(shù)據(jù)。3）打開(kāi)干擾發(fā)射機(jī)電源，將發(fā)射信道設(shè)置為正常發(fā)射機(jī)的相鄰信道， 觀測(cè)接收機(jī)的接受圖像的變化并分析原因。4）關(guān)閉正常發(fā)射機(jī)電源，用頻譜分析儀測(cè)量干擾信號(hào)中電平最高的頻 率分量的頻率和電平，計(jì)算接收信號(hào)的載干比，記錄在表格中。信道設(shè)置正常發(fā)射機(jī)干擾發(fā)射機(jī)中心頻率/MHz信號(hào)電平/dBm正常信號(hào)899.74-17.98鄰頻信號(hào)894.0-35.78干擾信號(hào)907.31-47.07分析：由于鄰頻信號(hào)與正常發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)的中心頻率離得很近， 因此也會(huì)在發(fā)射信號(hào)的載頻兩側(cè)，會(huì)對(duì)接收機(jī)接收信號(hào)造成一定的 干擾。打開(kāi)干擾發(fā)射機(jī)電源并且設(shè)置為正常發(fā)射機(jī)的相鄰信道后， 接收機(jī)的接收?qǐng)D像會(huì)變得模糊一些，這是鄰頻干擾造成的。三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我們小組經(jīng)過(guò)親身的實(shí)踐，我們了解了微波TV收發(fā)系統(tǒng)的基本原理，同時(shí)也明白了微波 TV收發(fā)系統(tǒng)收到的干擾也會(huì)很多，所以在現(xiàn)實(shí)生 活中，我們也懂得了技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，也能在之后的學(xué)習(xí)中更加理解這一點(diǎn)。在無(wú)線信道中，由于傳輸環(huán)境的不穩(wěn)定性可能會(huì)存在很多干擾，如本實(shí)驗(yàn)中 研究的同頻干擾、鄰頻干擾還有