高频电子技术第一章

1、 现代高频电子技术 主讲：张锷现代高频电子技术二零一五年三月 现代高频电子技术 主讲：张锷 现代高频电子技术 主讲：张锷第1章 无线通信系统的组成1.1通信技术的发展简介1.2通信系统的组成1.3高频电子线路课程的研究对象 现代高频电子技术 主讲：张锷1.1.1通信技术的发展历程1.1.2我国3G标准TD-SCDMA的近况 现代高频电子技术 主讲：张锷 用任何方法、通过任何媒介完成信息的传递称为通信。古代：烽火台的火光、驿站快马接力，信鸽，旗语等。近代：1837年莫尔斯发明了电报，开创了近代通信的新纪元。 1864年物理学家麦克斯韦从理论上证明了电磁波的存在。 1876年贝尔发明了电话，实现了

2、有线通信。 1887年物理学家赫兹通过实验证实了电磁波的客观存在。 1895年马克尼首次在几百米的距离用电磁波实现通信。 1901年马克尼又首次完成了横跨大西洋的通信，实现了无线电通信。 1904年弗莱明发明电子二极管。 1907年李，德，福雷斯特发明了电子三极管。 现代高频电子技术 主讲：张锷 1948年肖克莱等人发明了晶体管，六十年代出现集成电路。 1978年，美国贝尔实验室研制成功第一代（简称1G)模拟移动通信技术，主要特点是采用FDMA技术，语音信号为模拟调制，典型代表是美国的AMPS系统和英国的TACS系统。 1987年11月，我国第一个移动电话局在广州开通。 上世纪80年代，出现了

3、利用数字传输方式实现语音、数据等业务的第二代(简称2G)数字移动通信技术，主要有TDMA技术，典型代表是美国的D-AMPS、欧洲的GSM和日本的PDC；窄带CDMA技术，典型代表是美国的IS-95系统，又称窄带数字通信系统。 1996年开始，出现了以GPRS和IS-95B为代表的第2.5代移动通信技术(简称 2.5G)。 现代高频电子技术 主讲：张锷 2000年开始研究第三代移动通信技术(简称3G)，有欧洲和日本共同提出的WCDMA,美国以高通公司为代表提出的CDMA2000以及我国以大唐电信集团为代表提出的TD-SCDMA。其具有3S的特点，即智能天线、同步CDMA和软件无线电。这三种标准都

4、采用了CDMA这一核心技术。 现代高频电子技术 主讲：张锷1.1.2我国3G标准TD-SCDMA的近况 中国移动通信集团于2008年4月1日起在北京、上海、天津、沈阳、广州、深圳、厦门和秦皇岛8个城市启动3G中国标准”TD-SCDMA社会化业务测试和试商用，号段为157。并在2008年开始搭建全国性TD-SCDMA网络，2009年基本建成，2010年以后，开始进行网络优化以及逐步扩容。 我国在推动TD-SCDMA进程的同时，在上海还建立了4G试验网，并计划在国际电联规定的时间(2008年年底到2009年年中)内提交自己的4G标准。 4G移动通信系统总的技术目标和特点可概括为：具有更高的传输速率

5、和容量、更好的业务质量、更高的安全性、智能性、传输质量和灵活性；支持非对称性业务等多种业务；能体现出移动与无线接入网和lP网络不断融合的发展趋势。 现代高频电子技术 主讲：张锷1.2.1 通信系统的组成1.2.2 模拟通信系统1.2.3 数字通信系统 现代高频电子技术 主讲：张锷图：1.2.1 通信系统 现代高频电子技术 主讲：张锷图：1.2.1 通信系统 现代高频电子技术 主讲：张锷图：1.2.1 通信系统 现代高频电子技术 主讲：张锷1.调幅广播发射机的组成及工作原理1）、组成框图声音主振器缓冲级倍频器 高 频放大器 振 幅调制器高频功率 放 大 器 声 电转换器 低 频放大器低频功率放

6、大 器1.2.2调幅广播发射机的组成方框图 现代高频电子技术 主讲：张锷高频振荡器所产生的振荡频率一般低于载波频率若干分之一，这主要是为了保证振荡器的频率稳定度。高频放大器将载波的幅度进行放大，以满足调制的需要。高频功率放大器将调制器输出的已调波的功率进行放大，然后通过天线辐射到空中。2)、工作原理 高频振荡器产生频率为fs的正弦波，经过倍频器倍频到所需要的载波频率fs上。 这种高频电波是用来运载声音、图像等电信号的，因此称之为载波，它的频率称为载频。 现代高频电子技术 主讲：张锷 (1)为何调制 直接将低频信号辐射到空中将致天线过长 为了有效地将信号的能量辐射到空中，天线的实际长度至少为发射

7、信号波长的1/10。 直接将低频信号辐射到空中将无法选择择电电台信号 由于各发射台发射的均为同一频段的低频信号，它们会在信道中混在一起，互相干扰，接收设备无法区别和选择所需的电台信号。 (2)何谓调制 调制就是把图像或声音信息装载到载波上的过程，即用基带信号去控制等幅高震荡的过程。3）调制的概念 现代高频电子技术 主讲：张锷 基带信号调制信号； 等幅高频振荡信号载波信号； 携有基带信号的载波已调信号。 (3)调制作用 一方面使发射信号波长大幅度减小，进而使天线长度也大幅度缩短；同时便于接收机区分、选择不同的电台信号，也实现了信道的多路复用。另一方面，调制后的信号相对带宽变得很小，使信道的传输特

8、性变化很小，提高了系统性能。 (4)调制方法 调制分为模拟调制和数字调制。模拟连续波调制分为幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。数字频带调制分为幅度键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控(PSK)。 现代高频电子技术 主讲：张锷2超外差接收机的组成及工作原理 1)组成框图 现代高频电子技术 主讲：张锷2)工作原理 接收天线将收到的电磁波转变为己调波电流，高频小信号放大器再从己调波电流中选择出所需的信号并对其进行放大。放大后的有用信号送入混频器中与本地振荡器产生的正弦振荡信号混频，产生一个频率固定不变的中频信号。中频信号经过若干级中频放大后，由解调器解调还原成基带信号，最

9、后经低频放大器放大输出。 由于变频后的中频频率是固定的，所以中频放大器的谐振回路不需要随时调整，因此选择性容易做好，这也是超外差接收机的优点。 现代高频电子技术 主讲：张锷在信道中传输数字信号的通信系统，称为数字通信系统。1信源编码和信源解码（译码） 信源编码的任务是把信源输出的消息变换为所需的信息码元序列，主要包括压缩编码和保密编码。 信源解码的作用是把信息码元序列变换为适合于信宿接收的信号。噪声源信源信源编码信道编码调 制 器信道解调器信道解码信源解码信宿图1.2.4 数字通信系统的组成方框图 现代高频电子技术 主讲：张锷2信道编码和信道解码（译码）信道编码和信道解码（译码） 信道编码的作

10、用是提高信号传输的可靠性。它是在信源编码的信码中人为地按照一定的规律加入一些多余码元，以便在接收端自动发现或纠正信息序列在传输中发生的差错，从而降低信码传输的错误概率。 信道解码的作用是发现或纠正传输过程中引入的差错，解除信源编码所加入的多余码元。3调制与解调调制与解调 调制分为基带调制和频带调制。 频带调制是指用数字基带信号对一个载波进行调制，便于实现多路复用。 现代高频电子技术 主讲：张锷 基带调制是指不经过载波调制，仅对原基带信号进行码型和波形变换，以便与信道特性相适应。 解调的作用与调制相反。4 4同步同步 同步是保证数字通信有序、准确、可靠工作的基本前提，对数字通信系统特别重要。同步可分为载波同步、位同步、群同步和网同步。 现代高频电子技术 主讲：张锷 主要内容包括： 高频信号的选择一选频网络； 高频信号的