【正文】 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 無線電通信測試與設(shè)計 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 1. 這門課主要研究什么問題？ 主要研究 信息傳輸系統(tǒng)的基本概念、傳輸發(fā)送與接收設(shè)備基本電路以及電路的基本分析方法 通信電子電路 射頻卡考勤機 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 主要研究 信息傳輸系統(tǒng)的基本概念、傳輸發(fā)送設(shè)備基本電路與基本分析方法 通信電子電路 信息 A B 傳輸媒質(zhì) 信號源 發(fā)送設(shè)備 接收設(shè)備 終端裝置 基帶信號 已調(diào)信號 已調(diào)信號 基帶信號 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 信息源 經(jīng)傳送的信息（如聲音或圖像）所轉(zhuǎn)換成的微弱 電信號；即必須有換能器（如話筒或攝 12像機）； 發(fā)送設(shè)備 將微弱電信號變成適合于信道傳輸?shù)男盘枺缓? 送入信道； 傳輸媒質(zhì) 信號傳輸?shù)耐ǖ?；?dǎo)線或光纖或傳輸電磁波 的自由空間； 接收設(shè)備 把有用信號從眾多信號和噪聲中選取出來； 終端裝置 將接收設(shè)備接收到的電信號再還原成原始信息： 如揚聲器或顯像管等； 各部分功能： 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 信息 A B 1876年 貝爾發(fā)明了電話 1895年意大利人馬克尼和俄國人波波夫利用電磁波實現(xiàn)了無線通信。 1837年 莫爾斯電碼 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 本課程的特點 : 在本教材中，闡述的各部分高頻電子線路，除高頻小信號諧振放大器外，都是非線性電路。相對于線性電子線路的分析方法來說，非線性電子線路的分析方法更加復(fù)雜。 數(shù)學(xué)知識要求較多 2. 輸出信號和輸入信號頻率不同；輸出信號中有新頻率成分產(chǎn)生； 設(shè)備電路 fi fo 線性電路 fi , fi 非線性電路 fi , fi, f1, f2, f3 …… ，發(fā)送和接收的信號，是高頻信號； 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 傳輸媒質(zhì) 信息源 發(fā)送設(shè)備 接收設(shè)備 終端裝置 圖 通信系統(tǒng)基本組成框圖 通信系統(tǒng)基本組成框圖 建立系統(tǒng)的概念 課程主要內(nèi)容 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 直接發(fā)送無線電波的問題： ? 由天線理論可知，要將 無線電信號有效地發(fā)射 ， 天線的尺寸必須和電信號的波長為同一數(shù)量級 (1/101)。 ? 原始電信號一般是低頻信號， 如語音信號頻率范圍 f: 20Hz20KHz λ= c/f λ20kHz = 15Km λ20Hz = Km 波長很長。要制造出相應(yīng)的巨大天線是不現(xiàn)實的。 ? 另外，若各發(fā)射臺發(fā)射的均為 同一頻段的低頻信號，信道中會互相重疊、干擾，接收設(shè)備 也 無法接收信號 。 解決方法：調(diào)制 （ 1）調(diào)制（為什么要調(diào)制？） 無線電信號發(fā)送原理和發(fā)送設(shè)備的基本組成 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 調(diào)制的概念 低頻信號 加載 高頻振蕩信號 調(diào)制信號 uΩ=UΩmcosΩt uC= =UCmcos(ωct +φ 0) uC=UCmcos(ωct +φ 0) 調(diào)相 調(diào)頻 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 例 :調(diào)幅 已調(diào)波 調(diào)頻 已調(diào)波 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 調(diào)制的好處： ? 采用調(diào)制方式以后，由于傳送的是高頻振蕩信號，所需天線尺寸便可大大下降。 ? 同時，不同的發(fā)射臺可以采用不同頻率的高頻振蕩信號作為載波，這樣在頻譜上就可以互相區(qū)分開了。 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 傳輸媒質(zhì) 信號源 發(fā)送設(shè)備 接收設(shè)備 終端裝置 圖 通信系統(tǒng)基本組成框圖 基帶信號 已調(diào)信號 已調(diào)信號 基帶信號 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 振蕩器 高頻放大器 倍頻器 高頻功放 及調(diào)制 話筒 調(diào)制信號 放大器 （ 2）無線電發(fā)送設(shè)備的組成 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 發(fā)送設(shè)備各部分功能 ? 高頻振蕩器：產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的高頻信號即載波； ? 高放或倍頻器：放大載波信號，如果頻率不夠高，應(yīng)通過倍頻器使之達到所要求的頻率，由多級諧振器組成； ? 調(diào)制器：將調(diào)制信號裝載到載波信號上，產(chǎn)生已調(diào)波； ? 高頻功放：將已調(diào)波進行功率放大，獲得足夠的發(fā)射功率；通過天線發(fā)射出去； ? 話筒：將聲音變成微弱的電信號； ? 低放：將微弱電信號進行放大； 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 檢波：對調(diào)幅波的解調(diào)； Detection （ 1）解調(diào) 從高頻已調(diào)波信號中 “ 取出 ” 調(diào)制信號的過程稱為解調(diào)； 根據(jù)已調(diào)波的不同分為： 鑒頻：對調(diào)頻波的解調(diào)； Frequency Detection 鑒相：對調(diào)相波的解調(diào)； Phase Detection 無線電信號接收原理和接收設(shè)備的基本組成 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF （ 2）無線電接收機的組成框圖 本機 振蕩器 高頻 放大器 混頻器 中頻 放大器 振幅 檢波器 低頻 放大器 超外差式無線電接收機的框圖 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 接收設(shè)備各部分功能 ? 高頻放大器 ： 從天線接收到的信號中選擇出所需的信號并放大；得到頻率為 fs的高頻調(diào)幅波； ? 本地振蕩器 用來產(chǎn)生 fL = fc 177。 fI的高頻等幅振蕩信號。 ? 混頻器 將其與本地振蕩器提供的頻率為 fL的信號混頻，產(chǎn)生頻率為 fI的中頻信號。 ? 中頻放大器 是中心頻率 fI固定的放大器，進一步濾除無用信號。 ? 檢波器 (解調(diào)器 )將得到的中頻調(diào)制信號變換為原基帶信號，再經(jīng)低頻或視頻放大器放大后從揚聲器或顯象管輸出。 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF ? 接收設(shè)備的第一級是高頻放大器 。 由于由發(fā)送設(shè)備發(fā)出的信號經(jīng)過長距離的傳播 ， 受到很大的衰減 ， 能量受到很大的損失 ， 同時還受到傳輸過程中來自各方面的干擾和噪聲 。 當(dāng)?shù)竭_接收設(shè)備時 ，信號是很微弱的 ， 因而需要經(jīng)過放大器的放大 ， 并且 ， 高頻放大器的窄帶特性同時濾除一部分帶外的噪聲和干擾 。 高頻放大器的輸出是載頻為 fc的已調(diào)信號 ， 經(jīng)過混頻器 ， 接收過程： ? 與本地振蕩器提供的頻率為 fL的信號 混頻 ， 產(chǎn)生頻率為 fI的中頻信號 。 中頻信號經(jīng)中頻放大器放大 ， 送到 解調(diào)器 ， 恢復(fù)原基帶信號 ， 再經(jīng)低頻放大器放大后輸出 。 高頻放大器 、 中頻放大器都是小信號諧振放大器 ， 功率放大器是諧振功率放大器 ， 調(diào)制器和解調(diào)器進行幅度調(diào)制 、 角度調(diào)制和它們的解調(diào) 。 上述電路以及振蕩器 、 混頻器都是本課程所討論的重點 。 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 傳輸媒體 ——電磁波譜 不同頻段信號的產(chǎn)生、放大和接收的方法不同 , 傳播的能力和方式也不同 , 因而它們的分析方法和應(yīng)用范圍也不同。無線電波只是一種波長比較長的電磁波 , 占據(jù)的頻率范圍很廣。 無線電波波段劃分 10kHz到 103GHz范圍內(nèi)的電磁波稱為無線電波 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF 電信號的傳播方式 無線電信號在空間以電磁波的形式進行傳播。按照電磁波 發(fā)射天線到接受天線的傳播途徑不同，可分為兩大類： 地波；天波。 地波又分為兩種傳播形式：一種是地面波，地面波沿地面?zhèn)鞑ィ?；另一種是空間波，空間波在較高的發(fā)射天線與較高的接收天線之間的空中進行直射波傳播或從發(fā)射天線經(jīng)過體面反射到達接受天線。 天波是指經(jīng)過離地面 100～ 500km的電離層反射電磁波到接收點的無線電波。 電子信息工程系 無線電通信電路測試與設(shè)計 RF RF ● 電磁波傳播方式 電子信息工程系