高频电子线路-曾兴雯1

第一章绪论1.1无线通信系统概述

1.2无线电信号与调制

1.3本课程的特点

1.1无线通信系统概述第一章绪论通信系统的组成

图1—1无线通信系统的基本组成

无线通信系统的组成信源信宿无线通信系统的组成无线通信系统的基本组成:

（1）高频振荡器：用于产生载波或本地振荡信号（2）放大器：包括小信号放大和功率放大（3）混频或变频：（4）调制与解调：（5）反馈控制电路：包括AGC、AFC和APC（PLL）高频电路是通信系统,特别是无线通信系统的基础,以上电路也是《高频电子线路》课程的基本教学内容。

按照无线通信系统中关键部分的不同特性,有以下一些类型:

（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。射频（RF）实际上是“高频”的广义语,它是指适合无线电发射和传播的频率。无线通信系统的类型

按照无线通信系统中关键部分的不同特性,有以下一些类型:

（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。无线通信系统的类型

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。但是组成设备的基本电路及其原理都是相同的,遵从同样的规律。本课程将以模拟通信为重点来研究这些基本电路,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。

无线通信系统的类型1.2无线电信号与调制第一章绪论

一个无线电信号,可以将它表示为电压或电流的时间函数,通常用时域波形或数学表达式来描述。无线电信号的时间特性就是信号随时间变化快慢的特性。无线电信号的时间特性tV对于较复杂的信号（如话音信号、图像信号等）,用频谱分析法表示较为方便。

图1—2信号分解

无线电信号的频谱特性

图1—3频谱图对于较复杂的信号（如话音信号、图像信号等）,用频谱分析法表示较为方便。

无线电信号的频谱特性

这里所讲的频率特性就是无线电信号的频率或波长。电磁波辐射的波谱很宽,如下图所示。

无线电信号的频率特性可以认为无线电波是一种频率相对较低的电磁波无线电波的频段划分无线电频率是人类宝贵的电磁资源，必须科学地分配、管理和使用。

1897年，意大利无线电工程师、企业家马可尼，实用无线电报通信的创始人。

19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦建立了完整的电磁场理论；

1887年，德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在；无线电波的发现和应用莫尔斯电码：一套由“点”和“划”构成的系统，通过“点”和“划”间隔的不同排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号。中文电报码：啊0759阿7093埃1002挨2179哎0740矮4253艾5337碍4293爱1947隘7137鞍7254氨8637安1344按2174暗2542电报、电话和移动通信电报、电话和移动通信电报、电话和移动通信双频GSM使用GSM900和DCS1800两个频段，其中GSM900包括两个25MHz的子频带，即890～915MHz以及935～960MHz，DCS1800包括两个75MHz的子频带，即1710～1785MHz以及1805～1880MHz。GSM标准规定:无线电波的频段划分CDMA频率:825～880MHz。无线电信号的传播特性

传播特性是指无线电信号的传播方式、传播距离、传播特点等。电磁波从发射天线辐射出去后,接收机只能收到其中极小的一部分,在传播过程中,电波的能量会被地面、建筑物或高空的电离层吸收或反射,或者在大气层中产生折射或散射等现象,造成到达接收机时的强度大大衰减。

决定传播方式和传播特点的关键因素是无线电信号的频率。

图1—5无线电波的主要传播方式（a）直射传播;（b）地波传播;（c）天波传播;（d）散射传播无线电信号的传播特性(距地面60～600km)(距地面10～12km)(散射传播距离100～500km)(适合频率400～6000MHz)(一次反射距离约为4000km)(适合于中短波)(适合于中长波)(适合于超短波、微波)

无线电传播一般都要采用高频（射频）的原因是高频适于天线辐射和无线传播。只有当天线的尺寸可以与信号波长相比拟时,天线的辐射效率才会较高,从而以较小的信号功率传播较远的距离,接收天线也才能有效地接收信号。

无线电信号的传播特性

所谓调制,就是用调制信号去控制高频载波的参数,使载波信号的某一个或几个参数（振幅、频率或相位）按照调制信号的规律变化。根据载波受调制参数的不同,调制分为三种基本方式,它们是振幅调制（调幅）、频率调制（调频）、相位调制（调相）,分别用AM、FM、PM表示，还可以有组合调制方式。

无线电信号的调制1.3本课程的特点第一章绪论高频电子线路的特点

(1)高频电子线路是由线性元件（电阻、电容、电感等）和非线性器件（二极管、三极管、场效应管等）组成；

(2)非线性电路的分析是本课程的核心和难点；

(3)本课程的主要内容有高频振荡器、高频放大器（小信号放大、功率放大）、高频信号的变换和处理（变频、调制、解调）等。

1画出无线通信收发信机的原理框图,并说出各部分的功用。

2

无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？

3

无线通信为什么要进行调制？如何进行调制？

4无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段的传播特性和应用情况如何？思考题与习题1－1画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分功用。

上图是一个语音无线电广播通信系统的基本框图，它由发射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。思考题与习题发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频器、功率放大器和发射天线组成。音频信号经低频放大后，首先进行调制变成一个高频已调波，然后通过变频达到所需的发射频率，经高频功率放大后，由天线发射出去。1－1画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分功用。

思考题与习题接收设备由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。由天线接收的高频信号，经放大、混频后，变成一中频已调波，然后检波，恢复出原来的音频信息，经低频功放后驱动扬声器。1－1画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分功用。

思考题与习题1－2无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？高频信号指的是适合天线发射、传播和接收的射频信号。采用高频信号的原因主要是：（1）频率越高，可利用的频带就越宽，信道容量就越大，而且可以减小或避免频道间的干扰；（2）高频信号更适合天线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟时，才有较高的辐射效率和接收效率，这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距离，也可获得较高的接收灵敏度。思考题与习题因为基带调制信号通常是频率比较低的信号，为了达到较高的发射效率和接收效率，减小天线尺寸，可以通过调制