高頻電子線路-曾興雯1

第一章緒論1.1無線通信系統(tǒng)概述

1.2無線電信號與調(diào)制

1.3本課程的特點

1.1無線通信系統(tǒng)概述第一章緒論通信系統(tǒng)的組成

圖1—1無線通信系統(tǒng)的基本組成

無線通信系統(tǒng)的組成信源信宿無線通信系統(tǒng)的組成無線通信系統(tǒng)的基本組成:

（1）高頻振蕩器：用于產(chǎn)生載波或本地振蕩信號（2）放大器：包括小信號放大和功率放大（3）混頻或變頻：（4）調(diào)制與解調(diào)：（5）反饋控制電路：包括AGC、AFC和APC（PLL）高頻電路是通信系統(tǒng),特別是無線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ),以上電路也是《高頻電子線路》課程的基本教學內(nèi)容。

按照無線通信系統(tǒng)中關(guān)鍵部分的不同特性,有以下一些類型:

（1）按照工作頻段或傳輸手段分類,有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和衛(wèi)星通信等。射頻（RF）實際上是“高頻”的廣義語,它是指適合無線電發(fā)射和傳播的頻率。無線通信系統(tǒng)的類型

按照無線通信系統(tǒng)中關(guān)鍵部分的不同特性,有以下一些類型:

（2）

按照通信方式來分類,主要有（全）雙工、半雙工和單工方式。（3）按照調(diào)制方式的不同來劃分,有調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相以及混合調(diào)制等。（4）按照傳送的消息類型分類,有模擬通信和數(shù)字通信,也可以分為話音通信、圖像通信、數(shù)據(jù)通信和多媒體通信等。無線通信系統(tǒng)的類型

各種不同類型的通信系統(tǒng),其系統(tǒng)組成和設(shè)備的復(fù)雜程度都有很大不同。但是組成設(shè)備的基本電路及其原理都是相同的,遵從同樣的規(guī)律。本課程將以模擬通信為重點來研究這些基本電路,認識其規(guī)律。這些電路和規(guī)律完全可以推廣應(yīng)用到其它類型的通信系統(tǒng)。

無線通信系統(tǒng)的類型1.2無線電信號與調(diào)制第一章緒論

一個無線電信號,可以將它表示為電壓或電流的時間函數(shù),通常用時域波形或數(shù)學表達式來描述。無線電信號的時間特性就是信號隨時間變化快慢的特性。無線電信號的時間特性tV對于較復(fù)雜的信號（如話音信號、圖像信號等）,用頻譜分析法表示較為方便。

圖1—2信號分解

無線電信號的頻譜特性

圖1—3頻譜圖對于較復(fù)雜的信號（如話音信號、圖像信號等）,用頻譜分析法表示較為方便。

無線電信號的頻譜特性

這里所講的頻率特性就是無線電信號的頻率或波長。電磁波輻射的波譜很寬,如下圖所示。

無線電信號的頻率特性可以認為無線電波是一種頻率相對較低的電磁波無線電波的頻段劃分無線電頻率是人類寶貴的電磁資源，必須科學地分配、管理和使用。

1897年，意大利無線電工程師、企業(yè)家馬可尼，實用無線電報通信的創(chuàng)始人。

19世紀60年代，英國物理學家麥克斯韋建立了完整的電磁場理論；

1887年，德國物理學家赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在；無線電波的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用莫爾斯電碼：一套由“點”和“劃”構(gòu)成的系統(tǒng)，通過“點”和“劃”間隔的不同排列順序來表達不同的英文字母、數(shù)字和標點符號。中文電報碼：啊0759阿7093埃1002挨2179哎0740矮4253艾5337礙4293愛1947隘7137鞍7254氨8637安1344按2174暗2542電報、電話和移動通信電報、電話和移動通信電報、電話和移動通信雙頻GSM使用GSM900和DCS1800兩個頻段，其中GSM900包括兩個25MHz的子頻帶，即890～915MHz以及935～960MHz，DCS1800包括兩個75MHz的子頻帶，即1710～1785MHz以及1805～1880MHz。GSM標準規(guī)定:無線電波的頻段劃分CDMA頻率:825～880MHz。無線電信號的傳播特性

傳播特性是指無線電信號的傳播方式、傳播距離、傳播特點等。電磁波從發(fā)射天線輻射出去后,接收機只能收到其中極小的一部分,在傳播過程中,電波的能量會被地面、建筑物或高空的電離層吸收或反射,或者在大氣層中產(chǎn)生折射或散射等現(xiàn)象,造成到達接收機時的強度大大衰減。

決定傳播方式和傳播特點的關(guān)鍵因素是無線電信號的頻率。

圖1—5無線電波的主要傳播方式（a）直射傳播;（b）地波傳播;（c）天波傳播;（d）散射傳播無線電信號的傳播特性(距地面60～600km)(距地面10～12km)(散射傳播距離100～500km)(適合頻率400～6000MHz)(一次反射距離約為4000km)(適合于中短波)(適合于中長波)(適合于超短波、微波)

無線電傳播一般都要采用高頻（射頻）的原因是高頻適于天線輻射和無線傳播。只有當天線的尺寸可以與信號波長相比擬時,天線的輻射效率才會較高,從而以較小的信號功率傳播較遠的距離,接收天線也才能有效地接收信號。

無線電信號的傳播特性

所謂調(diào)制,就是用調(diào)制信號去控制高頻載波的參數(shù),使載波信號的某一個或幾個參數(shù)（振幅、頻率或相位）按照調(diào)制信號的規(guī)律變化。根據(jù)載波受調(diào)制參數(shù)的不同,調(diào)制分為三種基本方式,它們是振幅調(diào)制（調(diào)幅）、頻率調(diào)制（調(diào)頻）、相位調(diào)制（調(diào)相）,分別用AM、FM、PM表示，還可以有組合調(diào)制方式。

無線電信號的調(diào)制1.3本課程的特點第一章緒論高頻電子線路的特點

(1)高頻電子線路是由線性元件（電阻、電容、電感等）和非線性器件（二極管、三極管、場效應(yīng)管等）組成；

(2)非線性電路的分析是本課程的核心和難點；

(3)本課程的主要內(nèi)容有高頻振蕩器、高頻放大器（小信號放大、功率放大）、高頻信號的變換和處理（變頻、調(diào)制、解調(diào)）等。

1畫出無線通信收發(fā)信機的原理框圖,并說出各部分的功用。

2

無線通信為什么要用高頻信號？“高頻”信號指的是什么？

3

無線通信為什么要進行調(diào)制？如何進行調(diào)制？

4無線電信號的頻段或波段是如何劃分的？各個頻段的傳播特性和應(yīng)用情況如何？思考題與習題1－1畫出無線通信收發(fā)信機的原理框圖，并說出各部分功用。

上圖是一個語音無線電廣播通信系統(tǒng)的基本框圖，它由發(fā)射部分、接收部分以及無線信道三大部分組成。思考題與習題發(fā)射部分由話筒、音頻放大器、調(diào)制器、變頻器、功率放大器和發(fā)射天線組成。音頻信號經(jīng)低頻放大后，首先進行調(diào)制變成一個高頻已調(diào)波，然后通過變頻達到所需的發(fā)射頻率，經(jīng)高頻功率放大后，由天線發(fā)射出去。1－1畫出無線通信收發(fā)信機的原理框圖，并說出各部分功用。

思考題與習題接收設(shè)備由接收天線、高頻小信號放大器、混頻器、中頻放大器、解調(diào)器、音頻放大器、揚聲器等組成。由天線接收的高頻信號，經(jīng)放大、混頻后，變成一中頻已調(diào)波，然后檢波，恢復(fù)出原來的音頻信息，經(jīng)低頻功放后驅(qū)動揚聲器。1－1畫出無線通信收發(fā)信機的原理框圖，并說出各部分功用。

思考題與習題1－2無線通信為什么要用高頻信號？“高頻”信號指的是什么？高頻信號指的是適合天線發(fā)射、傳播和接收的射頻信號。采用高頻信號的原因主要是：（1）頻率越高，可利用的頻帶就越寬，信道容量就越大，而且可以減小或避免頻道間的干擾；（2）高頻信號更適合天線輻射和接收，因為只有天線尺寸大小可以與信號波長相比擬時，才有較高的輻射效率和接收效率，這樣，可以采用較小的信號功率，傳播較遠的距離，也可獲得較高的接收靈敏度。思考題與習題因為基帶調(diào)制信號通常是頻率比較低的信號，為了達到較高的發(fā)射效率和接收效率，減小天線尺寸，可以通過調(diào)制