无线通信系统的基本工作原理(2023192848)

1、、八 、亠刖言：无线通信(Wireless communication)是利用电磁波 信号可以在自由空 间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年信息通信领域中，开展最快、应用最广的就是无线通信技术。在移动中实现的无线 通信又通称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。无线通信主要包括微波通信和卫星通信。 微波是一种无线电波， 它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽，通信容量很大。 微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。 卫星通信是利用通信卫 星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微 波通信联系。-、无线通信系统的类型按照无线通信系统中关键局部的不同特性，有

2、以下一些类型：1、按照工作频段或传输手段分类，有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。所谓工作频率，主要指发射与 接收的射频RF频率。射频实际上就是 高频的广义语，它是指 适合无线电发射和传播的频率。无线通信的一个开展方向就是开辟更高的频段。2、按照通信方式来分类，主要有全双工、 半双工和单工方 式。3、 按照调制方式的不同来划分，有调幅、调频、调相以及混 合调制等。4、按照传送的消息的类型分类，有模拟通信和数字通信，也可 以分为话音通信、图像通信、数据通信和多媒体通信等。各种不同类型的通信系统，其系统组成和设备的复杂程度都有 很大不同。但是组成设备的根本电路及其原理都是相同的

3、，遵从同样 的规律。本书将以模拟通信为重点来研究这些根本电路，认识其规 律。这些电路和规律完全可以推广应用到其它类型的通信系统。1、无线通信系统的根本工作原理无线通信系统组成框图>换发 射-源器机发射设备接变受收>换缶机器人接收设备图1无线通信系统俎成框图各局部作用: 1信息源：提供需要传送的信息2变换器：待传送的信息图像、声音等与电信号之间的互相转换3发射机：把电信号转换成高频振荡信号并由天线发射出去4传输媒质：信息的传送通道自由空间5接收机：把高频振荡信号转换成原始电信号6受信人：信息的最终接受者三、发送设备的根本原理和组成1.无线通信存在的问题信号直接以电磁波形式从天线辐射出

4、去，存在以下问题：1无法制造适宜尺寸的天线。天线尺寸与波长相比较时，信号才能被天线有效辐射。如音频信号：20Hz-20KHz。计算知实际做不到。2接收者无法选出要接收的信号。存在干扰：其它电台发射信号，各种工业设备辐射电磁波，大气层、宇宙固有的电磁干扰。所以对接收装置的要求：能从众多的电磁波中选出有用的微弱信号。2解决方案发射机和接收机借助线性和非线性电子线路对携有信息的电信号进行变换和处理。除放大外，最主要有调制、解调。1).调制：由携有信息的电信号去控制高频振荡信号的某一参数，使该参数按照电信号的规律而变化 调制信号：携有信息的电信号。载波信号：未调制的高频振荡信号。已调波：经过调制后的高

5、频振荡信号。调幅、调角调频、调相。2.解调：调制的逆过程，将已调波转换为载有信息的电信号。3.调制的作用：1显著减小天线的尺寸；声音303000 Hz，天线要几百km； 如果天线高度为辐射信号波长的四分之一， 更便于发挥天线的辐射能 力。于是分配民用播送的频段为535-1605 KHz中频段，对应波长 为187-560 m，天线需要几十米到上百米；而移动通信天线只不过10cm，它使用了 900 MHz频段。这些播送与移动通信都必须进行 某种调制，而将话音或编码基带频谱搬移到应用频段。2将不同电台发送的信息分配到不同频率的载波信号上，使接收机可选择特定电台的信息而抑制其它电台发送的信息和各种干扰

6、。2三种信号调制信号、载波信号和已调信号3三种方式调幅AM、调频FM和调相PM典型发送设备的组成框图1振荡器：产生fosc的高频振荡信号，几十kHz以上。2高频放大器倍频器：一或多级小信号谐振放大器，放大振荡 信号，使频率倍增至fc,并提供足够大的载波功率。3低频放大器：多级放大器组成，前几级为小信号放大器，用于 放大微音器的电信号；后几级为功放，提供功率足够的调制信号。4高频功放及调幅器：实现调幅功能，将输入的载波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号，并加到天线上。四、接收设备的根本原理和组成信号的卸载 军调1什么是解调?从高频已调波信号中 取出调制信号的过程2解调的二种方式 对调幅波的解调

7、一一检波 对调频波的解调一一鉴频 对调相波的解调一一鉴相典型接收设备的组成框图：2前器<10mt网3 型外公凋畔也奔机山松购五、无线电波的根本特点无线电波是一种电磁波，其传播速度与光速相同，且有入二c/f无线电波具有直射、绕射、反射与折射等现象。无线电波的三种传播途径如图：电离J3<b> 来at无线电波的波段划分表:波段名称浪长范围频段名称频率范围主要用途长波LWlOlOlni低频(LF)30-300kHz长距高点与点通信中波10101中 ®(MF)300-3000kHz播送、船舶、飞行通信短波SWlOdOm髙频(HF)3-30kHz短军事通信米波TllOni甚高频

8、WHF)30-300IVIHZ电视.调频播送.雷达分米波L-iOdni特高频(UHF)300-3000MHZ电視、宙达、移动通信厘米波ll0cm超高频(SHF)3-30GHZ雷达、中继、卫星通信至米波ll Oram极高频(EHF)30“300GHz射屯天文、卫星、雷达2)该参数按照电信号的规律而变化 无线电播送工作过程:发射过程T一输入回路放大器:解调 I :低频放I:(Demodulate) |!_大器选台J1接收过程其中的调制就是把音频信号装载到高频载波信号上去的过程。载波信号高频振荡信号有三个要素：振幅Um 角频率3w=2f初相角0让其中之一按音频信号规律变化就形成了三种调制方式(1) .调幅方式：Um随音频信号而变- AM(2) .调频方式：3 f随音频信号而变-FM(3) .调相方式：0随音频信号而变-P M无线电播送大多采用FM、AMJU调幅波AM调频波FMa忖