无线通信技术专题实验

1、无线通信技术专题实验实验报告实验一微波通信系统视频与音频传输实验、实验目的.了解微波发信平台与接收平台的基本结构与主要设计参数。.利用实验单元电路的实际测量了解发信机与收信机的特性。三、理论分析本设计平台是一套短距离、点对点的微波电视发送和接收系统，它将现场摄得的视频、音频信号以微波方式传送，再向电视中心站或有线电视站发送。伴音采用FM图像采用AM分别调制到中频信号 70MHz附近（双载波），经过中频滤波, 再经上变频输出为 2.0-2.7GHZ射频信号。经功率放大器放大后，最终由天线发射出去。四、发信平台原理简介1、原理方框图2、发信平台物理链路基本概念：发信系统如图1所示。当输入信号（话音

2、、数据和图象）对中频70MHz进行调制后，得 到一个中心频率为 fm的调制信号，通过 20dB可调衰减，经中频滤波器滤去信道通带外的 各次谐波，然后用一个本振信号与中频信号送至混频器，混频器执行乘积功能，得出双边带信号产生已调载波。也就是说，混频输出包含有下边带 fLO-fm和上边带fLO+fm。后送至微波 带通滤波器，得出上变频载波信号（和频），并滤除带外无用信号。 功率放大器放大此信号，最后送到天线发射。五、收信机原理简介1、原理方框图4图3 长信系统方推图“2、收信机物理链路基本概念：收信机如图3所示。在接收平台处，接收天线收到的信号是发射机发出的射频信号，接收到的射频信号首先经低噪声放

3、大器抑制噪声放大信号，经微波带通滤波器滤波后，送至混频器与接收平台本振信号进行混频 （差频），得出下边带信号。也就是，使用的本振频率与发 射机本振频率偏移的方向不同，得出中频IF信号。中频信号经中频滤波器消除不必要的谐波成分，送至中频AGC放大器放大。中频 AGC放大器和滤波器有高的增益和窄的带宽，比单独使用高增益RF放大器时有较小噪声功率。采用中频自动增益控制电路，当发生传输信号衰落时，它可以自动的提高增益来补偿衰减。当传输信号增大时，它可以减小增益抑制信号过强，从而保持信号传输的平稳性。最后中放 输出送至解调器恢复语音和视频信号。六、实验线路连接发信机信号发出端与发射天线相连，接收机信号输

4、入端与接收天线相连，调节发射天 线与接收天线的方向，直至在接收平台的监视器上可以清楚的看到摄像头拍摄的图像。七、实验步骤1、连接好解调器和 J21 接头处的电缆，摄像头电源线为红色，语音线为白色，视频线为黄色。监视器视频线为黄色，音频线为红色。2、接上稳压电源。3、开机预热5 分钟，开启监视器。此时应出现清晰的图象，对摄像头话音口说话，监视器能听到清楚的声音。4、调节发信平台中的可变衰减器(020dB) ，图象和语音质量会因衰减的大小而变化，衰减越大图像语音质量越差。实验二中频调制器实验一、实验目的. 了解调制器的基本结构与主要设计参数。.利用实验模块的实际测量了解调制器的特性。二、理论分析调

5、制过程是将低频信号搬移到高频段的过程，是用低频信号去控制高频振荡器，使高频振荡器输出信号的参数（幅度、频率、相位）随着低频信号的变化而变化，从而实现将低频 信号搬移到高频段，由高频信号携带进行传播。调制过程在发信端，完成调制过程的装置叫 调制器。解调过程是调制的反过程，即把低频信号从高频载波上搬移下来的过程。解调过程在接收端，实现解调的装置叫解调器。调制器原理为了实现图像和语音信号的同步传播，往往在发送端同时采取幅度和频率两种调制方 式。其中，图像采取幅度调制，语音则采取频率调制。同时为了避免相互干扰，采用双载波 分别携带两种低频信号。（1）图像调制图像视频信号 VF对70MHz载波Fp信号进

6、行幅度调制（AM ）,其原理见图1所示。低频视频正4!词制器已调射频亚P70MHz-高频本振载波Fjm-因L 汹调匐器原野（2）语音调制音频信号SF对63.5MHz载波Fs进行频率调制（FM ）,其原理见图4所示。低频音频SF喜频莪激Fw已调射频图4FM调制器除理一(3)信号的合成传播7所示。将两路分别携带图像和语音信号的高频载波合成同时发送，其原理见图高频本麻敕泌F肝KF双载波0- AV&FM双载波调制解理三、硬件测量1.用频谱仪测试调制器输出端已调制载波信号。2.同上仪表测试不加调制信号时载波输出信号。(断开图象和语音信号)四、实验线路连接在实验接收平台上连接好语音图像信号的输入，在中频输

7、出端口选择监控，用信号线将 中频输出端口与频谱仪紧密连接O五、实验结果分析1.实验三中频解调器实验一、实验目的1、了解解调器的基本结构与主要设计参数。2、利用实验模块的实际测量了解解调器的特性。二、理论分析完成调制过程的装置叫调制器。解调过程是调制的反过程，即把低频信号从高频载波上 搬移下来的过程。解调过程在接收端，实现解调的装置叫解调器。对于普通的单载波 AM信号，由于载波信号的包络反映了调制信号的变化规律，因此 常采用非相干解调，即普通的检波方式实现解调。但对于合成双载波调制信号的解调则不能 简单地采用这种方式，往往采取“同步检波”（相干解调）。其原理见图1所示。在此解调过程中，接收端的本

8、振70MHz要与发送端的本振载波同步较为重要。否则，即使能够保证音频 FM信号的解调，也又t以保证图像AM信号的解调。为此，接收端采用锁相环PLL方式产生本振。三、硬件测量.用示波器测试解调器监测点已调载波输入信号。.同上仪表测试不加调制信号时载波输出信号。（断开图象和语音信号）四、实验线路连接在信号接收平台上，选择接收端采用锁相环PLL方式产生本振，在中频解调器输出端选择监控，用信号线将中频解调器输出端口与频谱仪紧密连接。五、实验结果分析oM-z3Q实验七微波锁相振荡器的测试一、实验目的1、了解微波锁相振荡器的基本原理与设计方法，加深对基本锁相环工作原理的理解。2、熟悉微波锁相环数字频率合成

9、器的电路组成与工作原理，测量以了解微波锁相振荡器的特性。3、学会使用微波软件对射频微波锁相振荡器的设计和仿真，并分析结果。二、实验内容测试仪表：频谱仪1、输出信号的相位噪声以及谐波电平值。2、测试输出频率，输出功率。测试仪表：频谱仪1、将锁相输出J8直接连到频谱仪的输入端，测试锁相输出的频率及功率值。三、实验步骤及注意事项1、以发信机为例，将拨段开关S2拨到锁相输出端，将输出开关S3拨到监测端。2、用射频电缆线将 J8输出信号连接到频谱仪输入端( RF INPUT),按下Span键，选 择全跨频，显示频上显示被测信号的频谱。3、调出Marker键，将其打开，按下“搜索峰值”按钮，记录待测信号的

10、频率及功率大 小。测量输出频率MHz输出功率dBm四、实验结果分析次好侪4方前精搜焉次蚱俏右方次蜂依左方标记利中心埃率标迎 中心颉率ittai崎依技宓Spectrum Anatyzef 500 kHz - 3 GHzGW inSTEK GSP.73Q500 kHz 一 3 GHzMkr3t 2JO36GHZ7SEKGSP-73OSpectrum Analyzer500 kHz - 3 GHzMkr3t除it刖中心*享实验八 压控振荡器(VCO) 的测试一、实验目的1、了解变容二极管的基本原理与压控振荡器的设计方法。2、利用实验模块的实际测量使学生了解压控振荡器的特性。3、学会使用微波软件对压控

11、振荡器进行设计和仿真，并分析结果。二、硬件测量以发信机为例1、将锁相环工作开关 S2拨至压控VCO电压工作状态(左边)，开关S3拨到左边监测端。2、通过射频电缆线将J8 连接到综合测试仪的功率/ 频率输入端，同时调节电位器 W2,观察输出电压的改变，用万用表在测试点 PLO处测量电压，同时观察频率的变化并完成下列 实验内容。调整VCCST调电压电位器，并记录所测频率值,电压值在“ VOLTAGE处测得。将VCO输出端接到综合测试仪的频率测试输入端，直接测得压控振荡的频率，并进行记录.最大 MHz。最小 MHz。3、测试项目：工作频率范围：指满足各项指标要求的电调谐或机械调谐频率范围 , 用起止

12、频率表示, 单位为 MHz或 GHz。射频输出功率：指给定条件下输出功率的大小，以dBm表示(1mw为0dBm),比锁相环输出信号功率值略低，在5dBm左右。功率平坦度(需频谱仪测试) ：指输出功率在工作频率范围内的变化。以 dBm 表示。调谐电压范围：指对应电调带宽起止电压，用伏特( V)表示。测得数值在0到5V左右。推频系数(需频谱仪测量) :MHz/V 表示。指振荡器输出频率随电源电压变化的敏感程度用(6)谐波电平(需频谱仪测量)：指与输出频率相干的邻近基波的谐波或分谐波含量与载波电平之比(7)杂散电平或寄生频率范围(需频谱仪测量)：指出输出频率不相干的无用频率含量与载波电平之比。用-d

13、Bc表示。(8)电源要求：指直流工作电压土 V。电流mA max及电源纹波大小(mV)。(9)相位噪声：指短期频率稳定度。用频域的单边带相位噪声谱密度表示。通常以一dBC/Hz/100KHz表示。其中的100KHz表示偏离载频 100KHz处。 测得以上数值，并进行记录。三、实验结果分析1.实验监测数据频率(GHz)电压(V)2.34323.232.3643.712.38644.262.40644.762.43685.632.4646.472.4686.62.343.172.30882.512.26241.712.28562.082.23121.272.21041.022.19920.92.1

14、3840.42.12080.282.08320.042,压控振荡的振荡最大频率2343.2MHz,最小频率2083.2MHz实验九微波带通滤波器设计及其测量.实验目的1、了解基本带通滤波器之设计方法。2、利用实验模组实际测量以了解滤波器的特性。3、学会使用微波软件对低通和高通滤波器的设计和仿真，并分析结果。、微波带通滤波器的测量以发信机上面的带通滤波器为例，点频法测试带通滤波器的特性：1 ,因为点频信号源输出频率范围为2.2GHz-2.5GHz,先确定待测滤波器是否在其带宽范围内。2,取下带通滤波器，将点频信号源输出调节至f1:2.2 GHz,记录下输出功率 P03,将点频信号源输出信号送至带

15、通滤波器的输入端，将频谱仪连接至带通滤波器输 出端，记录下输出功率 P14,每隔20M测试一次，记录输出功率为P2, P3, P4, P5.5,记录下对应的频率点，及带通滤波器的输出功率。6,准备好坐标纸，X坐标为频率范围，Y轴为功率大小。(注意：P0为功率最大值)7,将上述测得数据在坐标纸上描点，并连线，为保证测试精确，可适当增加测试点数8,根据描点后的滤波器特性图计算分析下列参数：三、参数注释:中心频率：滤波器通带的频率 f0, 一般取f0= (f1+f2) Z2, fl、f2为带通滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。通带带宽：指需要通

16、过的频谱宽度，BW= (f2-f1) 。 fl、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下BI X (dB)处对应的左、右边频点。通常用X=3、1、0.5即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB表征滤波器通带带宽参数。插入损耗：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心频率处损耗表征。阻带抑制度：衡量滤波器选择性能好坏的重要指标。该指标越高说明对带外干扰信号抑制的越好。带内波动：通带内插入损耗随频率的变化量。1dB带宽内的带内波动是 1dB o中心频率f插入损耗带外抑制1db和3db带宽四、实验结果分析输出功率(dB出功率(mW俞出电压(mV-63.70.0017121590.04137

17、8246-50.90.006158020.078473052-46.90.0091866860.095847202-45.90.0101528580.100761393-44.90.0112206440.10592754-41.90.0151462850.123070244-42.80.0138426620.117654843-39.60.0190631140.138069237-39.50.0192547020.138761312-35.10.0298969140.172907242-35.10.0298969140.172907242-34.30.0323869410.179963721-

18、33.30.0357931050.189190658-37.80.0228226910.151071809-38.80.0206508250.14370395-42.30.0145523910.12063329-41.20.0162445140.12745397-41.10.0164077750.128092836-420.0149955770.122456428-42.90.0137049250.11706803702. 17 2.2 2.23 2.26 2.29 2.32 2.35 2. 38 2.41 2.44 2.47 2.5 2.53频率(GHz)输出电王（南）2 5 15 1 O

19、0 0 0a (%)里羽堡实验十 微波放大器设计与测量一、实验目的1、了解微波功率放大器的基本原理与设计方法。2、利用实验单元电路实际测量以了解放大器的特性。3、学会使用微波软件对射频放大器的设计和仿真，并分析结果。二、硬件测量以发信机为例：1 、准备频谱仪，测量软件，电脑、相关模块，电缆线，若干小器件等。2、用点频信号源及频谱仪，用点频测试法测试放大器幅频特性和增益的步骤（ 1 ）将开关 S1 拨到监测端，此时J4 为信号输入端， J1 为信号输出端。（ 2 ）首先将点频输出信号调节至2.2GHz, 将点频信号源输出端接上外配的固定衰减器，防止送入信号进放大器饱和，通常输入信号在-20dBm

20、 左右，记录经衰减器输出信号功率 P。（ 3 ） 关闭实验箱电源， 将信号送至功率放大器输入端， 频谱仪脸上电缆连接至信号输出口 J1.（ 4 ）记录下频率值f0 及放大器输出 P0.（5）每隔30M左右测试一次，依次记录下频率点f1,f2,f3 及放大器输出值P1,P2,P3 （6）准备好坐标纸，X轴为频率测试范围，Y轴为功率数值表示，先对数值进行打点， 继续连接成平滑的线，为保证数据准确，可适当多选取测试点。（7） 根据描出的实验结果图，计算出下列参数：放大器增益带内波动值分析放大器的性能三、实验结果分析频率(GHz)输出功率(dBm)输出功率(mW输出电压(mV2.2436-30.10.

21、0492916790.2220172942.253-34.10.03304120.1817723862.254-36.10.0270518470.1644744572.2548-34.10.03304120.1817723862.2612-35.10.0298969140.1729072422.2764-36.10.0270518470.1644744572.2846-36.10.0270518470.1644744572.2922-35.10.0298969140.1729072422.2958-29.10.054475730.2334003642.3034-35.10.0298969140

22、.1729072422.3152-35.10.0298969140.1729072422.3168-29.10.054475730.2334003642.3304-30.10.0492916790.2220172942.3398-36.10.0270518470.1644744572.3412-36.10.0270518470.1644744572.3586-36.10.0270518470.1644744572.3802-37.10.0244775230.1564529432.3854-36.10.0270518470.1644744572.3922-37.10.0244775230.156

23、4529432.4062-37.10.0244775230.1564529432.418-40.10.0181333950.1346602962.4404-39.10.0200405010.1415644772.447-41.10.0164077750.1280928362.4816-41.10.0164077750.1280928362.4908-42.10.0148463680.1218456742.4982-44.10.0121551780.1102505252.5472-39.20.0198410950.140858421轼出电压(mV)3. 22.2522 2.3044 2.35SS 3,40332.4S12. ELSE 2 66由 2. G17解(GHz)实验十七传输线的测试一、实验目的1、了解基本传输线、微带线的特性。2