第三章软件无线电关键技术教材课件

软件无线电基础任课老师：杜青松信息科学与工程学院1软件无线电基础任课老师：杜青松信息科学与工程学院1第三章软件无线电关键技术2第三章软件无线电关键技术2本章学习的主要内容射频/微波技术1天线技术/智能天线

2采样技术3数字信号处理技术5同步技术6数字调制解调技术43本章学习的主要内容射频/微波技术1天线技术/智能天线2采样概述3.1射频/微波技术软件无线电可以理解为有射频前端的计算机，它可以使用一个单一的无线电前端实现现在多种无线电终端的功能。在软件无线电系统中，射频部分是必不可少的重要部分。4概述3.1射频/微波技术软件无线电可以理解为有射频前端的计射频/微波的含义3.1射频/微波技术射频，是指可以通过无线电系统发射和接收的电磁波频率，以交变的电磁场形式在自由空间以光速传播，通常包括中波、短波、超短波、微波等频段。微波，是指频率在300MHz~3000GHz之间（波长在1m~0.1mm之间）的射频无线电波。5射频/微波的含义3.1射频/微波技术射频，是指可以通过无线6677射频/微波的含义3.1射频/微波技术西方国家常常把部分微波波段分为L、S、C、X、Ku、K、Ka等波段。8射频/微波的含义3.1射频/微波技术西方国家常常把部分微波射频/微波技术3.1射频/微波技术射频/微波技术通常包括射频/微波信号的产生、调制、功率放大、辐射、接收、低噪声放大、混频、解调、检测、滤波、衰减、移相等各个模块单元的理论研究、设计和生产技术。射频/微波技术的基本理论是经典的电磁场理论。9射频/微波技术3.1射频/微波技术射频/微波技术通常包括射无线电波的传播3.1射频/微波技术电磁波按照其波长的不同具有不同的传播特点，下面按波长分述如下：超长波（超低频SLF）传播：超长波是指波长1千公里至1万公里（频率为30~300Hz）的电磁波。这一波段的电磁波传播十分稳定，在海水中衰耗很小（频率为75Hz时衰耗系数为0.3dB/m）对海水穿透能力很强，可深达100m以上。10无线电波的传播3.1射频/微波技术电磁波按照其波长的不同具1111无线电波的传播3.1射频/微波技术甚长波（甚低频VLF）传播：甚长波是指波长10公里~100公里（频率为3~30kHz）的电磁波。无线通信中使用的甚长波的频率为10~30kHz，该波段的电磁波可在大地与低层的电离层间形成的波导中进行传播，距离可达数千公里乃至覆盖全球。12无线电波的传播3.1射频/微波技术甚长波（甚低频VLF）传无线电波的传播3.1射频/微波技术长波（低频LF）传播：长波是指波长1公里~10公里（频率为30~300kHz）的电磁波。其可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）。13无线电波的传播3.1射频/微波技术长波（低频LF）传播：长1414无线电波的传播3.1射频/微波技术中波（中频MF）传播：中波是指波长100米~1000米（频率为300~3000kHz）的电磁波。中波可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）。中波沿地表面传播时，受地表面的吸收较长波严重。中波的天波传播与昼夜变化有关。15无线电波的传播3.1射频/微波技术中波（中频MF）传播：中无线电波的传播3.1射频/微波技术短波（高频HF）传播：短波是指波长为10米~100米（频率为3~30MHz）的电磁波。短波可沿地表面传播（地波），沿空间以直接或绕射方式传播（空间波）和靠电离层反射传播（天波）。16无线电波的传播3.1射频/微波技术短波（高频HF）传播：短电离层反射散射17电离层反射散射17多跳反射传播18多跳反射传播18无线电波的传播3.1射频/微波技术超短波（甚高频VHF）传播：超短波是指波长为1米~10米（频率为30~300MHz）的电磁波。超短波难以靠地波和天波传播，而主要以直射方式（即所谓的“视距”方式）传播。19无线电波的传播3.1射频/微波技术超短波（甚高频VHF）传无线电波的传播3.1射频/微波技术微波传播：微波是指波长小于1米（频率高于300MHz）的电磁波。其传播类似于光波的传播，是一种视距传播。总的说来，这种传播方式比较稳定，但其传播也受到大气折射和地面反射的影响。另外，对流层中的大气湍流气团对微波有散射作用。利用这种散射作用可实现微波的超视距传播。20无线电波的传播3.1射频/微波技术微波传播：微波是指波长小直射波传输特性定义：在自由空间中,电波沿直线传播而不被吸收,也不发生反射、折射和散射等现象而直接到达接收点的传播方式称为直射波传播。直射波传播损耗可看成自由空间的电波传播损耗Lfs,表示式为

式中,d为距离(km),f为工作频率(MHz)。

3.1射频/微波技术21直射波传输特性定义：在自由空间中,电波沿直线传播而不被吸收射频功率的计量单位3.1射频/微波技术射频信号的绝对功率常用dBm、dBW表示，它与mW、W的换算关系如下：设信号功率为xW，利用dBm表示时其大小为：22射频功率的计量单位3.1射频/微波技术射频信号的绝对功率常射频功率的计量单位3.1射频/微波技术dBm（分贝毫瓦）：描述功率绝对值的单位。

dBm=10lg(功率值/1mw)dBm是相对于1mw功率电平的绝对值。

1mw=0dBm20mw=13dBm40mw=16dBm23射频功率的计量单位3.1射频/微波技术dBm（分贝毫瓦）：射频功率的计量单位3.1射频/微波技术dBw（分贝瓦）：描述功率绝对值的单位。

dBw=10lg(功率值/1w)dBw是相对于1w功率电平的绝对值。1w=0dBw=30dBm2w=3dBw=33dBm40w=16dBw=46dBm24射频功率的计量单位3.1射频/微波技术dBw（分贝瓦）：描微波“铁三角”3.1射频/微波技术在微波技术与工程中，频率、阻抗和功率是三大核心指标，故被称为微波“铁三角”。这三个方面能够形象地反映微波技术与工程的基本内容，它们既有独立特性，又相互影响，如下图所示。25微波“铁三角”3.1射频/微波技术在微波技术与工程中，频率微波“铁三角”3.1射频/微波技术26微波“铁三角”3.1射频/微波技术26微波“铁三角”3.1射频/微波技术频率是射频/微波技术中最基本的一个参数，对应于无线系统所工作的频谱范围，也规定了无线系统中微波电路的结构形式和器件材料。功率用于描述射频/微波信号的能量大小。阻抗是在特定频率下，描述各种微波电路对微波信号能量传输的影响的一个参数。27微波“铁三角”3.1射频/微波技术频率是射频/微波技术中最射频前端技术3.1射频/微波技术射频前端是指在无线电系统中，天线和中频（或基带）电路之间的部分。在这一部分中，信号以射频形式传输。频率范围：30kHz～3000GHz功能：发射、接收和处理射频信号28射频前端技术3.1射频/微波技术射频前端是指在无线电系统中射频前端技术3.1射频/微波技术卫星通信系统射频前端29射频前端技术3.1射频/微波技术卫星通信系统射频前端29射频前端技术3.1射频/微波技术脉冲多普勒雷达射频前端30射频前端技术3.1射频/微波技术脉冲多普勒雷达射频前端30射频前端技术3.1射频/微波技术蓝牙适配器射频前端31射频前端技术3.1射频/微波技术蓝牙适配器射频前端31射频前端技术3.1射频/微波技术射频前端器件包括：无源射频器件：滤波器、功分器、定向耦合器、隔离器、衰减器、移相器、射频传输线等有源射频器件：功放、低噪声放大器、混频器、双工器、射频电子开关等32射频前端技术3.1射频/微波技术射频前端器件包括：32射频前端技术3.1射频/微波技术1、射频传输线射频传输线是指用于传输射频信号的各种形式的传输系统的总称，它的作用是引导电磁波沿一定方向传输，因此又称为导波系统。可分为三类：双导体传输线、均匀填充介质的金属波导管和介质传输线。33射频前端技术3.1射频/微波技术1、射频传输线33射频前端技术3.1射频/微波技术双导体传输线由二根或二根以上的平行导体构成，主要包括平行双线、同轴线、带状线和微带线等。34射频前端技术3.1射频/微波技术双导体传输线由二根或二根以射频前端技术3.1射频/微波技术1）趋肤效应显著；2）辐射损耗增加；3）支撑物损耗增加。35射频前端技术3.1射频/微波技术1）趋肤效应显著；35射频前端技术3.1射频/微波技术同轴线封闭，无辐射泄漏36射频前端技术3.1射频/微波技术同轴线封闭，无辐射泄漏363737射频前端技术3.1射频/微波技术微带线38射频前端技术3.1射频/微波技术微带线38射频前端技术3.1射频/微波技术均匀填充介质的金属波导管，因电磁波在管内传播，故称为波导。波导主要包括矩形波导、圆波导、脊形波导和椭圆波导。39射频前端技术3.1射频/微波技术均匀填充介质的金属波导管，射频前端技术3.1射频/微波技术介质传输线因电磁波沿传输线表面传播，故称为表面波波导，主要包括镜像线、单根表面波传输线、介质波导、介质线。40射频前端技术3.1射频/微波技术介质传输线因电磁波沿传输线射频前端技术3.1射频/微波技术2、射频开关RF开关是工作在射频的微机械开关，依靠机械移动实现对传输线的通／断控制。在无线电通信工业中，RF开关主要用于信号路径选择、阻抗匹配和改变放大器的增益。41射频前端技术3.1射频/微波技术2、射频开关41射频前端技术3.1射频/微波技术3、功分器功分器全称功率分配器，英文名Powerdivider，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时可也称为合路器。一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。42射频前端技术3.1射频/微波技术3、功分器42射频前端技术3.1射频/微波技术3、功分器43射频前端技术3.1射频/微波技术3、功分器43射频前端技术3.1射频/微波技术3、功分器波导功分器同轴功分器44射频前端技术3.1射频/微波技术3、功分器波导功分器同轴功射频前端技术3.1射频/微波技术4、射频滤波器波导滤波器同轴滤波器45射频前端技术3.1射频/微波技术4、射频滤波器波导滤波器同射频前端技术3.1射频/微波技术5、耦合器将两路或多路RF信号耦合到一路信号中的器件，该器件主要作于增加信号功率。46射频前端技术3.1射频/微波技术5、耦合器46射频前端技术3.1射频/微波技术6、衰减器衰减器是一类无源双端口器件,信号从一个端口进入,当信号从另一端口输出时信号幅值会有一定的衰减,我们将输入信号与输出信号的功率的差值(对数)称为衰减值,单位为dB(相对值)。47射频前端技术3.1射频/微波技术6、衰减器47射频前端技术3.1射频/微波技术7、终端器终端(Terminator)是一个RF负载，无源器件，特性阻抗应于RF电路的特性阻抗相同(一般为50Ω)，主要用来消耗无用的RF功率，将其转化为热能。48射频前端技术3.1射频/微波技术7、终端器48天线的基本概念3.2天线技术/智能天线49天线的基本概念3.2天线技术/智能天线49天线防雷保护器主馈线（7/8“）馈线卡接地装置接头密封件绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带天线调节支架抱杆室外馈线室内超柔馈线馈线过线窗基站主设备移动通信基站天馈系统简介50天线防雷保护器主馈线（7/8“）馈线卡接地装置接头密封件天线天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线：有效地辐射或接收电磁波的装置。无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。51天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线：有效地辐射或接天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线的定义

能够有效地向空间某特定方向辐射电磁波或能够有效地接收空间某特定方向来的电磁波的装置。天线的功能：

能量转换－导行波和自由空间波的转换；

定向辐射（接收）－具有一定的方向性。52天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线的定义52天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线的辐射原理导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关。若两导线的距离很近，电场被束缚在两导线之间，因而辐射很微弱；将两导线张开，电场就散播在周围空间，因而辐射增强。53天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线的辐射原理53天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线的辐射原理当导线的长度L

远小于波长λ时，辐射很微弱；导线的长度L

增大到可与波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射。传输线终端张角传输线对称振子54天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线的辐射原理传输线半波振子3.2天线技术/智能天线半波振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子。55半波振子3.2天线技术/智能天线半波振子是一种经典的、迄今半波振子3.2天线技术/智能天线半波振子是天线的基本辐射单元。1/4波长1/4波长1/2波长半波振子波长1/2波长56半波振子3.2天线技术/智能天线半波振子是天线的基本辐射单半波振子3.2天线技术/智能天线57半波振子3.2天线技术/智能天线57半波振子3.2天线技术/智能天线

基站天线组成(定向）58半波振子3.2天线技术/智能天线基站天线组成(定向）58天线的方向性3.2天线技术/智能天线发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。天线方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。天线有了方向性，就能在某种程度上相当于提高发射机或接收机的效率，并使之具有一定的保密性和抗干扰性。59天线的方向性3.2天线技术/智能天线发射天线的基本功能之一天线的方向性3.2天线技术/智能天线对天线的要求：高效率：天线把输入功率全部辐射出去。（理想状态）方向性：在通信的方向上有辐射，不需要的方向上没有辐射。（理想状态）60天线的方向性3.2天线技术/智能天线对天线的要求：60天线的方向性3.2天线技术/智能天线方向性是衡量天线优劣的重要因素之一。天线方向性常用方向图来直观表达。天线方向图表示天线辐射出的电磁波在自由空间各个方向上的辐射强度，是表示天线方向性的特性曲线，它可以表征天线在各个方向上的发射或接收电磁波的能力。61天线的方向性3.2天线技术/智能天线方向性是衡量天线优劣的天线的方向性3.2天线技术/智能天线立体方向图（三维方向图）理想全向天线在各个方向上的辐射能量相等垂直半波对称振子的“汽车轮胎”形辐射图62天线的方向性3.2天线技术/智能天线立体方向图（三维方向图天线的方向性3.2天线技术/智能天线立体方向图（三维方向图）实际全向天线的方向图定向天线的方向图63天线的方向性3.2天线技术/智能天线立体方向图（三维方向图天线的方向性3.2天线技术/智能天线三维方向图立体感强，直观清晰，但绘制困难。在工程上为了方便，常采用水平和垂直两个面的方向图来描述天线的方向性。水平面垂直面立体图64天线的方向性3.2天线技术/智能天线三维方向图立体感强，直天线的方向性3.2天线技术/智能天线二维方向图65天线的方向性3.2天线技术/智能天线二维方向图65天线的方向性3.2天线技术/智能天线二维方向图66天线的方向性3.2天线技术/智能天线二维方向图66天线的方向性3.2天线技术/智能天线在半波振子的方向图中，将“轮胎”压扁，信号就越集中。67天线的方向性3.2天线技术/智能天线在半波振子的方向图中，天线的极化3.2天线技术/智能天线在天线的辐射场中，一般将电场矢量随时间变化所描画出的轨迹定义为该天线辐射波的极化方向，简称极化。当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。天线的极化有圆极化、线极化、椭圆极化相同极化的两副天线通信效果最好68天线的极化3.2天线技术/智能天线在天线的辐射场中，一般将天线的极化3.2天线技术/智能天线垂直极化水平极化EE+45°

极化-45°

极化EE线极化包括水平极化、垂直极化以及由二者组合而成的双极化。69天线的极化3.2天线技术/智能天线垂直极化水平极化EE+4天线的极化3.2天线技术/智能天线由两付正交的单极化天线可以组成双极化天线。V/H（垂直/水平）型双极化+45°/-45°

型双极化70天线的极化3.2天线技术/智能天线由两付正交的单极化天线可天线的极化3.2天线技术/智能天线圆（椭圆）极化：电场矢量在旋转，其矢量顶端在传输空间中形成圆（椭圆）形螺旋轨迹。71天线的极化3.2天线技术/智能天线圆（椭圆）极化：电场矢量天线的极化3.2天线技术/智能天线圆（椭圆）极化：电场矢量在旋转，其矢量顶端在传输空间中形成圆（椭圆）形螺旋轨迹。72天线的极化3.2天线技术/智能天线圆（椭圆）极化：电场矢量天线的极化3.2天线技术/智能天线73天线的极化3.2天线技术/智能天线73天线的种类3.2天线技术/智能天线74天线的种类3.2天线技术/智能天线74概述软件无线电的核心思想是对天线感应的射频模拟信号尽可能地直接数字化，将其变为适合于数字信号处理器（DSP）或计算机处理的数据流，然后由软件（算法）来完成各种各样的功能，使其具有更好的可扩展性和应用环境适应性。如何对所感兴趣的模拟信号进行采样？采样率应该多大？软件无线电的采样有些什么特性？3.3采样技术75概述软件无线电的核心思想是对天线感应的射信号采样图示0(a)t(b)t0概述3.3采样技术76信号采样图示0(a)t(b)t0概述3.3采样技术76低通采样技术

Nyquist采样定理设有一个频率带限信号x(t)，其频带限制在(0,fh)之间，如果以不小于fs＝2fh

的采样速率对x(t)进行等间隔采样，得到时间离散的采样信号x(n)＝x(nTs)（其中Ts＝1/fs称为采样间隔）,则原信号x(t)将被所得的采样值x(n)完全地确定。3.3采样技术77低通采样技术Nyquist采样定理3.3采样技术77如果()，将发生混叠因此，要求，即抽样前后的信号频谱78如果()带通信号采样理论如果信号的频率分布在某一有限的频带(fL，fH)上时，如果仍然按照Nyquist定理采样，则采样频率将会非常的高，以致很难实现。其后的处理也很难满足要求，怎么办？3.3采样技术79带通信号采样理论如果信号的频率分布在某一有带通采样定理：设一个频率带限信号x(t)，如果其采样速率fs满足：

式中，n

取能满足fs>=2(fH

-fL)=2B

的最大整数(0,1,2,…)，则用fs

进行等间隔采样所得到的信号采样值x(nTs)能准确的确定原信号x(t)。3.3采样技术带通信号采样理论80带通采样定理：设一个频率带限信号x(t)，如果其采样速率f注意：

1）上述采样定理的适用前提条件是：只允许在其中的一个频带上存在信号，而不允许在不同的频带上同时存在信号，否则将引起混叠。

2）为了能使用最低采样速率即：fS

=2B

，带通信号的中心频率必须满足

即信号的最高频率加上最低频率是带宽的整数倍。81注意：813）带通采样的结果是把位于(nB,(n+1)B)(n=0,1,2….)不同频带上的信号，都挪位于(0,B)上相同的基带信号频谱来表示，但是当n

为基数时，其频率对应关系是相对于中心频率“反折”的，即奇数通带上的高频分量对应基带上的低频分量，奇数通带上的低频分量对应基带上的高频分量。3.3采样技术带通信号采样理论823）带通采样的结果是把位于(nB,(n+1)B)带通信号采样的频率对应关系3.3采样技术带通信号采样理论83带通信号采样的频率对应关系3.3采样技术带通信号采样理论8在当代通信中，通信信号的种类繁多，如果按照常规的方法，产生一种信号就要一种硬件电路，那么，要使一个通信机产生多种信号，其电路就会极其复杂，体积、重量都会很大。软件无线电中，各种调制信号是以一个通用的数字信号处理平台为支撑，利用各种软件来产生的。信号调制通用模型3.4数字调制解调技术84在当代通信中，通信信号的种类繁多，如果按照常规的方法，产信源I多相滤波相乘信源Q多相滤波相乘相加正交调制的实现框图信号调制通用模型3.4数字调制解调技术85信源I多相滤波相乘信源Q多相滤波相乘相加正交调制的实现框图信从理论上来说，各种信号都可以用正交调制的方法来实现，其表达式：

调制信号的信息都应该包括在I(t)和Q(t)内。另外，由于各种调制信号都在数字域实现的，因此，在数字域上实现时要对上式进行数字化。信号调制通用模型3.4数字调制解调技术86从理论上来说，各种信号都可以用正交调制的方模拟信号调制算法1.调频（FM）调频就是载波频率随调制信号成线性变化的一种调制方式。3.4数字调制解调技术87模拟信号调制算法1.调频（FM）3.4数字调制解调技术87令：将s(t)的表达式展开，带入u(t)化简，可得：

可以看出：模拟信号调制算法3.4数字调制解调技术88令：模拟信号调制算法3.4数字调制解调技术88

2.调幅就是使载波的振幅随调制信号的变化规律而变化。从信号表达式中，我们很容易得出：模拟信号调制算法3.4数字调制解调技术892.调幅就是使载波的振幅随调制信号的变化规律而变化。

3.双边带信号是由载波同调制信号直接相乘得到的，只有上、下边带分量，无载波分量。要实现正交信号只需令：模拟信号调制算法3.4数字调制解调技术903.双边带信号是由载波同调制信号直接相乘得到的，只有

4.SSB是滤除双边带信号的一个边带而得到的。

LSSB表达式：

USSB表达式：

其中，代表Hilbert变换。模拟信号调制算法3.4数字调制解调技术914.SSB是滤除双边带信号的一个边带而得到的。模拟信号调对LSSB:

对USSB:模拟信号调制算法3.4数字调制解调技术92对LSSB:数字信号调制算法1、振幅键控信号（2ASK）一个二进制的振幅键控信号可以表示为一个单极性脉冲和一个正弦信号相乘。3.4数字调制解调技术93数字信号调制算法1、振幅键控信号（2ASK）3.4数字调制其中，m(t)为单极性脉冲，可以表示为：

(g(t)是持续时间为T的矩形脉冲，

an

是信号源给出的二进制符号）要实现正交调制，只要令：

I(t)=0

Q(t)=m(t)数字信号调制算法3.4数字调制解调技术94其中，m(t)为单极性脉冲，可以表示为：数字信号调制算法3.

2、2FSK是符号0对应载波频率为w1，符号1对应载波频率为w2的ASK调制波形组合。数字信号调制算法3.4数字调制解调技术952、2FSK是符号0对应载波频率为w1，符号1对应载

3、2PSK方式是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的数字调制方式。

(an取值为±1；发0时取1，发1时取-1）数字信号调制算法3.4数字调制解调技术963、2PSK方式是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律

4、QAM是一种多进制混合调幅调相的调制方式。通常用星座图可以直观的表示出来。数字信号调制算法3.4数字调制解调技术974、QAM是一种多进制混合调幅调相的调制方式。通常用QAM信号的数学表达式为：只要令：

就可以实现QAM信号了。数字信号调制算法3.4数字调制解调技术98QAM信号的数学表达式为：数字信号调制算法3.4数字调制解软件无线电几乎所有的功能都靠软件来实现，解调也不例外。从理论上说，正交解调法可以对所有的样式进行解调，所以，在软件无线电中，选取了数字正交解调法。根据以上思想，我们可以构建一个通用模型，通过加载不同的软件来实现对所有信号的解调。数字正交解调模型3.4数字调制解调技术99软件无线电几乎所有的功能都靠软件来实现，解调也不例外。从LPFLPFNCO解调算法解调输出数字正交解调的通用模型数字正交解调模型3.4数字调制解调技术100LPFLPFNCO解解调输出数字正交解调的通用模型数字正交解一般的已调信号都可以表示成：的形式。通过对上式的分解，我们可以得到：

令：数字正交解调模型3.4数字调制解调技术101一般的已调信号都可以表示成：数字正交解调模型3.4则s(n)可以表示成：

显然，XI(n)为同相分量，XQ

(n)为正交分量。解调的关键是求出两个分量XI

(n)、XQ

(n)，因为基带信号的信息都包含在里面了。数字正交解调模型3.4数字调制解调技术102则s(n)可以表示成：数字正交解调模型3.4数字知道了XI

(n)与XQ

(n)，我们可以对各式各样的信号进行解调。总的说来，信号的调制方式包含在一下三大类中：

调幅（AM）调制调相（PM）调制调频（FM）调制针对信号的调制方式，我们可以这样来解调：数字正交解调模型3.4数字调制解调技术103知道了XI(n)与XQ(n)，我们1.AM类2.PM类3.FM类数字正交解调模型3.4数字调制解调技术1041.AM类数字正交解调模型3.4数字调制解调技术104

在调相类与调频类的解调中，对的计算时要进行除法与反正切运算，这对非专用的数字处理器来说是比较复杂的。因此，我们不得不寻求其他的方法来解决这个问题。105在调相类与调频类的解调中，对模拟调制信号的解调算法1.AM解调解调方法：（1）根据通用模型求出XI(n)与XQ(n)

（2）按照调幅类解调方法求出A(n)3.4数字调制解调技术106模拟调制信号的解调算法1.AM解调3.4数字调制解调技3）在AM调制中，（m(n)为调制信号）所以，只需减去一个常数，就能得到调制信号m(n)。模拟调制信号的解调算法3.4数字调制解调技术1073）在AM调制中，2.DSB解调（调幅类）（1）根据通用模型求出XI

(n)与XQ

(n)

（2）按照调幅类解调方法求出A(n)

（3）在DSB调制中，A(n)就是调制信号m(n)模拟调制信号的解调算法3.4数字调制解调技术1082.DSB解调（调幅类）模拟调制信号的解调算法3.4数3.SSB解调（调幅类）

1）根据通用模型求出XI(n)与XQ(n)

2）由SSB表达式可知，XI(n)就是调制信号m(n)模拟调制信号的解调算法3.4数字调制解调技术1093.SSB解调（调幅类）模拟调制信号的解调算法3.4数4.FM解调（1）根据通用模型求出XI(n)与XQ(n)

（2）按照调频类解调方法求出f(n)模拟调制信号的解调算法3.4数字调制解调技术1104.FM解调模拟调制信号的解调算法3.4数字调制解调技数字调制信号的解调算法1.ASK解调（1）根据通用模型求出XI(n)与XQ(n)

（2）按照调幅类解调方法求出A(n)3.4数字调制解调技术111数字调制信号的解调算法1.ASK解调3.4数字调制解调

（3）对于ASK信号，只需要对A(n)进行抽样判决，就可以得到调制码元an

。数字调制信号的解调算法3.4数字调制解调技术112（3）对于ASK信号，只需要对A(n)进行抽样判决，就可2.FSK解调（1）根据通用模型求出XI(n)与XQ(n)

（2）按照调频类解调方法求出f(n)1132.FSK解调113（3）对FSK信号，在计算出瞬时频率f(n)后，对f(n)经抽样门限判决，即可得到基带信号an

。（MFSK信号的解调方法与FSK一样）数字调制信号的解调算法3.4数字调制解调技术114（3）对FSK信号，在计算出瞬时频率f(n)后，对f(n3.MSK解调（1）根据通用模型求出XI(n)与XQ(n)

（2）按照调频类解调方法求出f(n)1153.MSK解调115（3）对MSK调制信号，在计算出瞬时频率f(n)后，对f(n)经抽样门限判决，即可得到基带信号an

。

(GMSK调制信号的解调与MSK调制信号的解调算法相同)数字调制信号的解调算法3.4数字调制解调技术116（3）对MSK调制信号，在计算出瞬时频率f(n)后，对f4.PSK解调（1）根据通用模型求出XI(n)与XQ(n)

（2）按照调相类解调方法求出1174.PSK解调117（3）对PSK信号，计算出瞬时相位后，对进行抽样判决，即可得到调制信号。

【注意】在解调时，需要本地载波与信号载波严格的同频同相，才能计算出，同频同相可由数字科斯塔斯环获得。（MPSK信号的解调方法与PSK类似）数字调制信号的解调算法3.4数字调制解调技术118（3）对PSK信号，计算出瞬时相位后，对5.QAM解调（1）根据通用模型求出XI(n)与XQ(n)

（2）分别对XI(n)与XQ(n)进行抽样判决，即可恢复出并行数据。（3）并串转换，得到调制信号数字调制信号的解调算法3.4数字调制解调技术1195.QAM解调数字调制信号的解调算法3.4数字调制解调信号调制样式的自动识别对信号的解调，前提条件是确知该信号的调制样式及其参数如信号带宽，波特率等等。在软件无线电电台中，由于它所特有的多频段，多功能，多体制等特点，使得接收方无法在某一个特定的调制方式下进行等待接收。这时，能自动识别调制样式就显得尤为重要。120信号调制样式的自动识别对信号的解调，前提条件是确知该信号模拟调制信号的自动识别对模拟信号的识别，关键是要从接收的信号中提取用于信号样式识别的信号特征参数。对模拟信号而言，可以采用以下四种参数进行识别：

1）零中心归一化瞬时幅度之谱密度的最大值

2）零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量绝对值的标准偏差

3）零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量的标准偏差

4）谱对称性121模拟调制信号的自动识别对模拟信号的识别，1、零中心归一化瞬时幅度之谱密度的最大值rmax定义如下：式中，NS为取样点数，acn

(i)为零中心归一化瞬时幅度：1221、零中心归一化瞬时幅度之谱密度的最大值rmax主要用来区分是FM信号还是DSB或者AM_FM信号。因为对FM信号，其瞬时幅度为常数，所以它的零中心归一化瞬时幅度acn(i)＝0；对应的频谱密度也就为0。而DSB与AM_FM信号零中心归一化瞬时幅度acn(i)≠0；对应的频谱密度也就不为0。在现实中，常常不是以0为标准来判断的，而是需要设一个判决门限t()，判决规则如下：时，判为FM信号；时，判为DSB或者AM_FM信号；123主要用来区分是F2、零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量绝对值的标准偏差：定义如下：用来区分DSB信号和AM-FM信号！！其中：1242、零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量绝对值的标准偏差：定义3、零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量的标准偏差：定义如下：主要用来区分不含直接相位的AM，VSB信号和含直接相位的DSB，LSB，USB等信号。1253、零中心非弱信号段瞬时相位非线性分量的标准偏差：定义如下：4、谱对称性PP由下式定义：

P=(PL-PU)/(PL+PU)式中：P参数主要区分频谱对称的信号（AM、FM等）与频谱不对称的信号（VSB、LSB等）1264、谱对称性PP由下式定义：P参数主要区分频谱对称的信号（根据上述四个特征参数，不难得出对模拟信号AM、FM、VSB、LSB、USB、AM_FM的调制样式自动识别流程图。模拟调制信号识别AMVSBDSBAM_FMFMLSBUSBYYY127根据上述四个特征参数，不难得出对模拟信号AM、FM、数字调制信号的自动识别与模拟调制信号的自动识别大同小异，除了前面用到的、、外，还要用到以下两个特征参数：128数字调制信号的自动识别与模拟调制信号的自动识别大同小异，除了数字调制的自动识别

1、零中心归一化瞬时幅度绝对值的标准偏差

2、零中心归一化非弱信号段瞬时频率绝对值的标准偏差129数字调制的自动识别129几个参数的作用：：区分FSK与ASK或者PSK

：区分4PSK与2PSK或者ASK

：区分ASK与2PSK

：区分4FSK与2FSK

：区分2ASK与4ASK130几个参数的作用：130数字调制信号识别4PSK2PSK2ASK4ASK4FSK2FSKNNNNN131数字调制信号识别4PSK2PSK2ASK4ASK4FSK2F模拟数字调制信号的联合自动识别在前面的基础上，我们只要再增加几个参数就可以进行模拟数字调制信号的联合自动识别：

1、零中心归一化非弱信号段瞬时幅度的标准偏差

2、零中心归一化瞬时幅度的紧致性（四阶矩）

3、零中心归一化瞬时频率的紧致性132模拟数字调制信号的联合自动识别在前面的基础上，我们只要再1、零中心归一化非弱信号段瞬时幅度的标

准偏差该参数主要用于区分DSB信号和2PSK信号，也可以用来区分AM_FM信号和4PSK信号。（因为对于2PSK和4PSK信号，无幅度调制信息，所以≈0，而对于DSB和AM_FM信号，

≠0）1331、零中心归一化非弱信号段瞬时幅度的标

准偏差2、零中心归一化瞬时幅度的紧致性--四阶矩该参数主要用来区分AM信号和ASK信号。AM具有较高的紧致性，而ASK紧致性较小。3、零中心归一化瞬时频率的紧致性

该参数主要用来区分FM信号和FSK信号。FM具有较高的紧致性，而FSK紧致性较小。1342、零中心归一化瞬时幅度的紧致性--四阶矩该参5.4.4信号调制样式自动识别中应该注意

的问题

前面从原理上介绍了如何进行调制样式的自动识别，但是，在实现这些算法的时候可能还会碰到一些实际的问题，特别是以下几个问题值得我们注意：1355.4.4信号调制样式自动识别中应该注意

1、采样速率的选取

2、非线性相位分量的选取

3、瞬时频率的计算

4、载频估计

5、非弱信号段判决门限at的选取

6、特征参数门函数

t(x)的确定1361、采样速率的选取136软件无线电的优势3.3软件无线电的定义为技术和产品研究开发提供一个新概念和通用无线通信平台，大大降低开发成本和周期为设备制造商降低投资风险，提高经济效益为运营商降低投资风险为最终用户提供了一个通用的终端设备平台137软件无线电的优势3.3软件无线电的定义为技术和产品研究开发软件无线电基础任课老师：杜青松信息科学与工程学院138软件无线电基础任课老师：杜青松信息科学与工程学院1第三章软件无线电关键技术139第三章软件无线电关键技术2本章学习的主要内容射频/微波技术1天线技术/智能天线

2采样技术3数字信号处理技术5同步技术6数字调制解调技术4140本章学习的主要内容射频/微波技术1天线技术/智能天线2采样概述3.1射频/微波技术软件无线电可以理解为有射频前端的计算机，它可以使用一个单一的无线电前端实现现在多种无线电终端的功能。在软件无线电系统中，射频部分是必不可少的重要部分。141概述3.1射频/微波技术软件无线电可以理解为有射频前端的计射频/微波的含义3.1射频/微波技术射频，是指可以通过无线电系统发射和接收的电磁波频率，以交变的电磁场形式在自由空间以光速传播，通常包括中波、短波、超短波、微波等频段。微波，是指频率在300MHz~3000GHz之间（波长在1m~0.1mm之间）的射频无线电波。142射频/微波的含义3.1射频/微波技术射频，是指可以通过无线14361447射频/微波的含义3.1射频/微波技术西方国家常常把部分微波波段分为L、S、C、X、Ku、K、Ka等波段。145射频/微波的含义3.1射频/微波技术西方国家常常把部分微波射频/微波技术3.1射频/微波技术射频/微波技术通常包括射频/微波信号的产生、调制、功率放大、辐射、接收、低噪声放大、混频、解调、检测、滤波、衰减、移相等各个模块单元的理论研究、设计和生产技术。射频/微波技术的基本理论是经典的电磁场理论。146射频/微波技术3.1射频/微波技术射频/微波技术通常包括射无线电波的传播3.1射频/微波技术电磁波按照其波长的不同具有不同的传播特点，下面按波长分述如下：超长波（超低频SLF）传播：超长波是指波长1千公里至1万公里（频率为30~300Hz）的电磁波。这一波段的电磁波传播十分稳定，在海水中衰耗很小（频率为75Hz时衰耗系数为0.3dB/m）对海水穿透能力很强，可深达100m以上。147无线电波的传播3.1射频/微波技术电磁波按照其波长的不同具14811无线电波的传播3.1射频/微波技术甚长波（甚低频VLF）传播：甚长波是指波长10公里~100公里（频率为3~30kHz）的电磁波。无线通信中使用的甚长波的频率为10~30kHz，该波段的电磁波可在大地与低层的电离层间形成的波导中进行传播，距离可达数千公里乃至覆盖全球。149无线电波的传播3.1射频/微波技术甚长波（甚低频VLF）传无线电波的传播3.1射频/微波技术长波（低频LF）传播：长波是指波长1公里~10公里（频率为30~300kHz）的电磁波。其可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）。150无线电波的传播3.1射频/微波技术长波（低频LF）传播：长15114无线电波的传播3.1射频/微波技术中波（中频MF）传播：中波是指波长100米~1000米（频率为300~3000kHz）的电磁波。中波可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）。中波沿地表面传播时，受地表面的吸收较长波严重。中波的天波传播与昼夜变化有关。152无线电波的传播3.1射频/微波技术中波（中频MF）传播：中无线电波的传播3.1射频/微波技术短波（高频HF）传播：短波是指波长为10米~100米（频率为3~30MHz）的电磁波。短波可沿地表面传播（地波），沿空间以直接或绕射方式传播（空间波）和靠电离层反射传播（天波）。153无线电波的传播3.1射频/微波技术短波（高频HF）传播：短电离层反射散射154电离层反射散射17多跳反射传播155多跳反射传播18无线电波的传播3.1射频/微波技术超短波（甚高频VHF）传播：超短波是指波长为1米~10米（频率为30~300MHz）的电磁波。超短波难以靠地波和天波传播，而主要以直射方式（即所谓的“视距”方式）传播。156无线电波的传播3.1射频/微波技术超短波（甚高频VHF）传无线电波的传播3.1射频/微波技术微波传播：微波是指波长小于1米（频率高于300MHz）的电磁波。其传播类似于光波的传播，是一种视距传播。总的说来，这种传播方式比较稳定，但其传播也受到大气折射和地面反射的影响。另外，对流层中的大气湍流气团对微波有散射作用。利用这种散射作用可实现微波的超视距传播。157无线电波的传播3.1射频/微波技术微波传播：微波是指波长小直射波传输特性定义：在自由空间中,电波沿直线传播而不被吸收,也不发生反射、折射和散射等现象而直接到达接收点的传播方式称为直射波传播。直射波传播损耗可看成自由空间的电波传播损耗Lfs,表示式为

式中,d为距离(km),f为工作频率(MHz)。

3.1射频/微波技术158直射波传输特性定义：在自由空间中,电波沿直线传播而不被吸收射频功率的计量单位3.1射频/微波技术射频信号的绝对功率常用dBm、dBW表示，它与mW、W的换算关系如下：设信号功率为xW，利用dBm表示时其大小为：159射频功率的计量单位3.1射频/微波技术射频信号的绝对功率常射频功率的计量单位3.1射频/微波技术dBm（分贝毫瓦）：描述功率绝对值的单位。

dBm=10lg(功率值/1mw)dBm是相对于1mw功率电平的绝对值。

1mw=0dBm20mw=13dBm40mw=16dBm160射频功率的计量单位3.1射频/微波技术dBm（分贝毫瓦）：射频功率的计量单位3.1射频/微波技术dBw（分贝瓦）：描述功率绝对值的单位。

dBw=10lg(功率值/1w)dBw是相对于1w功率电平的绝对值。1w=0dBw=30dBm2w=3dBw=33dBm40w=16dBw=46dBm161射频功率的计量单位3.1射频/微波技术dBw（分贝瓦）：描微波“铁三角”3.1射频/微波技术在微波技术与工程中，频率、阻抗和功率是三大核心指标，故被称为微波“铁三角”。这三个方面能够形象地反映微波技术与工程的基本内容，它们既有独立特性，又相互影响，如下图所示。162微波“铁三角”3.1射频/微波技术在微波技术与工程中，频率微波“铁三角”3.1射频/微波技术163微波“铁三角”3.1射频/微波技术26微波“铁三角”3.1射频/微波技术频率是射频/微波技术中最基本的一个参数，对应于无线系统所工作的频谱范围，也规定了无线系统中微波电路的结构形式和器件材料。功率用于描述射频/微波信号的能量大小。阻抗是在特定频率下，描述各种微波电路对微波信号能量传输的影响的一个参数。164微波“铁三角”3.1射频/微波技术频率是射频/微波技术中最射频前端技术3.1射频/微波技术射频前端是指在无线电系统中，天线和中频（或基带）电路之间的部分。在这一部分中，信号以射频形式传输。频率范围：30kHz～3000GHz功能：发射、接收和处理射频信号165射频前端技术3.1射频/微波技术射频前端是指在无线电系统中射频前端技术3.1射频/微波技术卫星通信系统射频前端166射频前端技术3.1射频/微波技术卫星通信系统射频前端29射频前端技术3.1射频/微波技术脉冲多普勒雷达射频前端167射频前端技术3.1射频/微波技术脉冲多普勒雷达射频前端30射频前端技术3.1射频/微波技术蓝牙适配器射频前端168射频前端技术3.1射频/微波技术蓝牙适配器射频前端31射频前端技术3.1射频/微波技术射频前端器件包括：无源射频器件：滤波器、功分器、定向耦合器、隔离器、衰减器、移相器、射频传输线等有源射频器件：功放、低噪声放大器、混频器、双工器、射频电子开关等169射频前端技术3.1射频/微波技术射频前端器件包括：32射频前端技术3.1射频/微波技术1、射频传输线射频传输线是指用于传输射频信号的各种形式的传输系统的总称，它的作用是引导电磁波沿一定方向传输，因此又称为导波系统。可分为三类：双导体传输线、均匀填充介质的金属波导管和介质传输线。170射频前端技术3.1射频/微波技术1、射频传输线33射频前端技术3.1射频/微波技术双导体传输线由二根或二根以上的平行导体构成，主要包括平行双线、同轴线、带状线和微带线等。171射频前端技术3.1射频/微波技术双导体传输线由二根或二根以射频前端技术3.1射频/微波技术1）趋肤效应显著；2）辐射损耗增加；3）支撑物损耗增加。172射频前端技术3.1射频/微波技术1）趋肤效应显著；35射频前端技术3.1射频/微波技术同轴线封闭，无辐射泄漏173射频前端技术3.1射频/微波技术同轴线封闭，无辐射泄漏3617437射频前端技术3.1射频/微波技术微带线175射频前端技术3.1射频/微波技术微带线38射频前端技术3.1射频/微波技术均匀填充介质的金属波导管，因电磁波在管内传播，故称为波导。波导主要包括矩形波导、圆波导、脊形波导和椭圆波导。176射频前端技术3.1射频/微波技术均匀填充介质的金属波导管，射频前端技术3.1射频/微波技术介质传输线因电磁波沿传输线表面传播，故称为表面波波导，主要包括镜像线、单根表面波传输线、介质波导、介质线。177射频前端技术3.1射频/微波技术介质传输线因电磁波沿传输线射频前端技术3.1射频/微波技术2、射频开关RF开关是工作在射频的微机械开关，依靠机械移动实现对传输线的通／断控制。在无线电通信工业中，RF开关主要用于信号路径选择、阻抗匹配和改变放大器的增益。178射频前端技术3.1射频/微波技术2、射频开关41射频前端技术3.1射频/微波技术3、功分器功分器全称功率分配器，英文名Powerdivider，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时可也称为合路器。一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。179射频前端技术3.1射频/微波技术3、功分器42射频前端技术3.1射频/微波技术3、功分器180射频前端技术3.1射频/微波技术3、功分器43射频前端技术3.1射频/微波技术3、功分器波导功分器同轴功分器181射频前端技术3.1射频/微波技术3、功分器波导功分器同轴功射频前端技术3.1射频/微波技术4、射频滤波器波导滤波器同轴滤波器182射频前端技术3.1射频/微波技术4、射频滤波器波导滤波器同射频前端技术3.1射频/微波技术5、耦合器将两路或多路RF信号耦合到一路信号中的器件，该器件主要作于增加信号功率。183射频前端技术3.1射频/微波技术5、耦合器46射频前端技术3.1射频/微波技术6、衰减器衰减器是一类无源双端口器件,信号从一个端口进入,当信号从另一端口输出时信号幅值会有一定的衰减,我们将输入信号与输出信号的功率的差值(对数)称为衰减值,单位为dB(相对值)。184射频前端技术3.1射频/微波技术6、衰减器47射频前端技术3.1射频/微波技术7、终端器终端(Terminator)是一个RF负载，无源器件，特性阻抗应于RF电路的特性阻抗相同(一般为50Ω)，主要用来消耗无用的RF功率，将其转化为热能。185射频前端技术3.1射频/微波技术7、终端器48天线的基本概念3.2天线技术/智能天线186天线的基本概念3.2天线技术/智能天线49天线防雷保护器主馈线（7/8“）馈线卡接地装置接头密封件绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带天线调节支架抱杆室外馈线室内超柔馈线馈线过线窗基站主设备移动通信基站天馈系统简介187天线防雷保护器主馈线（7/8“）馈线卡接地装置接头密封件天线天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线：有效地辐射或接收电磁波的装置。无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。188天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线：有效地辐射或接天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线的定义

能够有效地向空间某特定方向辐射电磁波或能够有效地接收空间某特定方向来的电磁波的装置。天线的功能：

能量转换－导行波和自由空间波的转换；

定向辐射（接收）－具有一定的方向性。189天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线的定义52天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线的辐射原理导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关。若两导线的距离很近，电场被束缚在两导线之间，因而辐射很微弱；将两导线张开，电场就散播在周围空间，因而辐射增强。190天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线的辐射原理53天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线的辐射原理当导线的长度L

远小于波长λ时，辐射很微弱；导线的长度L

增大到可与波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射。传输线终端张角传输线对称振子191天线的基本概念3.2天线技术/智能天线天线的辐射原理传输线半波振子3.2天线技术/智能天线半波振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子。192半波振子3.2天线技术/智能天线半波振子是一种经典的、迄今半波振子3.2天线技术/智能天线半波振子是天线的基本辐射单元。1/4波长1/4波长1/2波长半波振子波长1/2波长193半波振子3.2天线技术/智能天线半波振子是天线的基本辐射单半波振子3.2天线技术/智能天线194半波振子3.2天线技术/智能天线57半波振子3.2天线技术/智能天线

基站天线组成(定向）195半波振子3.2天线技术/智能天线基站天线组成(定向）58天线的方向性3.2天线技术/智能天线发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。天线方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。天线有了方向性，就能在某种程度上相当于提高发射机或接收机的效率，并使之具有一定的保密性和抗干扰性。196天线的方向性3.2天线技术/智能天线发射天线的基本功能之一天线的方向性3.2天线技术/智能天线对天线的要求：高效率：天线把输入功率全部辐射出去。（理想状态）方向性：在通信的方向上有辐射，不需要的方向上没有辐射。（理想状态）197天线的方向性3.2天线技术/智能天线对天线的要求：60天线的方向性3.2天线技术/智能天线方向性是衡量天线优劣的重要因素之一。天线方向性常用方向图来直观表达。天线方向图表示天线辐射出的电磁波在自由空间各个方向上的辐射强度，是表示天线方向性的特性曲线，它可以表征天线在各个方向上的发射或接收电磁波的能力。198天线的方向性3.2天线技术/智能天线方向性是衡量天线优劣的天线的方向性3.2天线技术/智能天线立体方向图（三维方向图）理想全向天线在各个方向上的辐射能量相等垂直半波对称振子的“汽车轮胎”形辐射图199天线的方向性3.2天线技术/智能天线立体方向图（三维方向图天线的方向性3.2天线技术/智能天线立体方向图（三维方向图）实际全向天线的方向图定向天线的方向图200天线的方向性3.2天线技术/智能天线立体方向图（三维方向图天线的方向性3.2天线技术/智能天线三维方向图立体感强，直观清晰，但绘制困难。在工程上为了方便，常采用水平和垂直两个面的方向图来描述天线的方向性。水平面垂直面立体图201天线的方向性3.2天线技术/智能天线三维方向图立体感强，直天线的方向性3.2天线技术/智能天线二维方向图202天线的方向性3.2天线技术/智能天线二维方向图65天线的方向性3.2天线技术/智能天线二维方向图203天线的方向性3.2天线技术/智能天线二维方向图66天线的方向性3.2天线技术/智能天线在半波振子的方向图中，将“轮胎”压扁，信号就越集中。204天线的方向性3.2天线技术/智能天线在半波振子的方向图中，天线的极化3.2天线技术/智能天线在天线的辐射场中，一般将电场矢量随时间变化所描画出的轨迹定义为该天线辐射波的极化方向，简称极化。当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。天线的极化有圆极化、线极化、椭圆极化相同极化的两副天线通信效果最好205天线的极化3.2天线技术/智能天线在天线的辐射场中，一般将天线的极化3.2天线技术/智能天线垂直极化水平极化EE+45°

极化-45°

极化EE线极化包括水平极化、垂直极化以及由二者组合而成的双极化。206天线的极化3.2天线技术/智能天线垂直极化水平极化EE+4天线的极化3.2天线技术/智能天线由两付正交的单极化天线可以组成双极化天线。V/H（垂直/水平）型双极化+45°/-45°

型双极化207天线的极化3.2天线技术/智能天线由两付正交的单极化天线可天线的极化3.2天线技术/智能天线圆（椭圆）极化：电场矢量在旋转，其矢量顶端在传输空间中形成圆（椭圆）形螺旋轨迹。208天线的极化3.2天线技术/智能天线圆（椭圆）极化：电场矢量天线的极化3.2天线技术/智能天线圆（椭圆）极化：电场矢量在旋转，其矢量顶端在传输空间中形成圆（椭圆）形螺旋轨迹。209天线的极化3.2天线技术/智能天线圆（椭圆）极化：电场矢量天线的极化3.2天线技术/智能天线210天线的极化3.2天线技术/智能天线73天线的种类3.2天线技术/智能天线211天线的种类3.2天线技术/智能天线74概述软件无线电的核心思想是对天线感应的射频模拟信号尽可能地直接数字化，将其变为适合于数字信号处理器（DSP）或计算机处理的数据流，然后由软件（算法）来完成各种各样的功能，使其具有更好的可扩展性和应用环境适应性。如何对所感兴趣的模拟信号进行采样？采样率应该多大？软件无线电的采样有些什么特性？3.3采样技术212概述软件无线电的核心思想是对天线感应的射信号采样图示0(a)t(b)t0概述3.3采样技术213信号采样图示0(a)t(b)t0概述