无线电发射、接收原理(讲稿)

无线电发射、接收原理(讲稿)CATALOGUE目录无线电波基本概念与特性发射机组成及工作原理接收机组成及工作原理无线电发射、接收系统性能指标评价方法常见无线电发射、接收技术应用场景举例总结与展望无线电波基本概念与特性CATALOGUE01电磁波按照频率从低到高可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。无线电波频段主要分为长波、中波、短波、超短波和微波。不同频段的无线电波具有不同的传播特性和应用范围。电磁波谱及无线电波频段无线电波频段电磁波谱沿地球表面传播的无线电波称为地波，适用于长波和中波通信。地波传播稳定，但传播距离有限。地波传播经电离层反射后返回地面的无线电波称为天波，适用于短波通信。天波传播距离远，但受电离层稳定性和太阳活动影响。天波传播超短波和微波主要沿直线传播，称为视距传播。视距传播受地形和障碍物影响，需建立中继站进行信号接力。视距传播无线电波传播方式与特点调制将低频信号加载到高频载波上的过程称为调制。调制方式主要有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。调制可提高信号传输效率和抗干扰能力。解调从已调信号中恢复出原始低频信号的过程称为解调。解调是调制的逆过程，需采用与调制方式相对应的解调方法。信号调制与解调原理发射机组成及工作原理CATALOGUE02产生高频电磁波，即载波信号。振荡器的作用LC振荡器、晶体振荡器等。振荡器的类型频率稳定、幅度可调。载波信号的特性振荡器产生载波信号将低频信息信号加载到高频载波上。调制器的功能调制方式调制过程调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）等。通过改变载波的幅度、频率或相位来携带信息。030201调制器实现信息加载功放的类型线性功放、开关功放等。信号辐射通过天线将放大后的已调信号辐射到空间中。功放的作用放大已调信号，提供足够的发射功率。功放放大已调信号并辐射出去接收机组成及工作原理CATALOGUE03

天线接收空间传播信号天线的作用天线是接收机的第一部分，负责接收空间传播的无线电信号。它能够将电磁波转换为电信号，供后续电路处理。天线的种类根据不同的工作频率和用途，天线有多种类型，如偶极子天线、单极子天线、螺旋天线等。天线的性能参数天线的性能参数包括增益、方向性、阻抗匹配等，这些参数决定了天线的接收效果。混频器的作用01混频器是接收机中的关键部件，负责将接收到的高频信号与本振信号进行混频，产生中频信号。中频信号更易于处理，且能够降低后续电路的设计难度。混频器的类型02根据混频方式不同，混频器可分为乘积型混频器和开关型混频器。乘积型混频器通过模拟乘法器实现信号混频，而开关型混频器则利用开关管的导通与截止实现信号混频。混频器的性能指标03混频器的性能指标包括变频损耗、噪声系数、隔离度等。这些指标决定了混频器的性能优劣。混频器将高频信号转换为中频信号中频放大器的作用中频放大器是接收机中的重要部件，负责对中频信号进行放大，提高信号的幅度和信噪比。它能够将微弱的中频信号放大到足够的幅度，以供后续电路进行解调和处理。中频放大器的类型根据放大方式不同，中频放大器可分为线性放大器和非线性放大器。线性放大器具有较好的线性度，适用于小信号放大；而非线性放大器则具有较高的增益和效率，适用于大信号放大。中频放大器的性能指标中频放大器的性能指标包括增益、带宽、噪声系数、失真度等。这些指标决定了中频放大器的性能优劣。中频放大器提高信号幅度和信噪比无线电发射、接收系统性能指标评价方法CATALOGUE04输出功率频率稳定性杂散辐射调制质量发射机性能指标评价方法衡量发射机输出的射频信号功率大小，通常以瓦特（W）或分贝毫瓦（dBm）为单位。指发射机输出信号中除主信号外的其他频率成分，通常以分贝（dB）相对于主信号功率的差值来表示。表示发射机输出信号频率的稳定程度，通常以百万分之几（ppm）或赫兹（Hz）为单位。衡量发射机对输入信号进行调制的能力，通常以误差矢量幅度（EVM）或信噪比（SNR）等指标来评价。衡量接收机接收微弱信号的能力，通常以分贝毫瓦（dBm）为单位表示最小可接收信号功率。灵敏度指接收机在存在多个信号时，选择并接收所需信号的能力，通常以分贝（dB）表示相邻信道干扰抑制能力。选择性表示接收机能够同时处理的最大和最小信号功率之间的差异，通常以分贝（dB）为单位。动态范围衡量接收机在接收过程中发生错误的概率，通常以比特错误率（BER）或帧错误率（FER）等指标来表示。误码率接收机性能指标评价方法优化天线辐射模式和增益，提高信号传输效率和接收质量。天线设计信道编码调制解调技术多址技术采用合适的信道编码技术，提高信号传输的可靠性和抗干扰能力。选用高性能的调制解调算法，提高信号传输的效率和准确性。采用多址技术如时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）等，实现多个用户共享无线资源的目标。系统整体性能优化策略常见无线电发射、接收技术应用场景举例CATALOGUE05将音频、视频信号经过调制、放大等处理后，通过发射天线以无线电波的形式发送出去。发射端通过接收天线接收无线电波，经过解调、放大等处理后还原出音频、视频信号，供用户观看和收听。接收端无线电波在自由空间中传播，受到地形、建筑物等环境因素的影响较小。传输媒介广播电视传输系统接收端手机等移动终端通过接收天线接收无线电波，经过解调、解码等处理后还原出语音、数据等信息。发射端基站将语音、数据等信息通过调制、扩频等处理后，以无线电波的形式发送给手机等移动终端。传输媒介无线电波在移动通信网络中传播，受到建筑物、地形等环境因素的影响较大，需要通过多个基站进行覆盖。移动通信网络覆盖发射端地面站将语音、数据等信息通过调制、编码等处理后，以无线电波的形式发送给卫星。接收端卫星通过接收天线接收无线电波，经过解调、解码等处理后还原出语音、数据等信息，再转发给地面站或其他卫星。传输媒介无线电波在卫星通信中传播，受到大气层、电离层等因素的影响，需要通过特定的调制方式和编码方式来保证通信质量。同时，卫星通信具有覆盖范围广、通信距离远等优点，被广泛应用于远程通信、应急通信等领域。卫星通信链路建立与维护总结与展望CATALOGUE06随着无线通信业务的不断增长，可用频谱资源日益紧张，如何实现频谱的高效利用是当前面临的重要问题。频谱资源紧张无线电通信中，各种无线电设备产生的电磁辐射会对其他设备造成干扰，如何减少干扰、提高抗干扰能力是需要解决的问题。干扰与抗干扰未来无线通信将涉及更多领域和场景，如何实现跨域协同通信、满足多样化业务需求是面临的挑战。跨域协同通信当前存在问题和挑战随着人工智能技术的不断发展，未来无线电通信将更加智能化，包括智能信号处理、智能网络优化等方面。智能化发展5G/6G等新一代移动通信技术的不断发