高频电子线路无线收发信系统设计简介幻灯片.ppt

1、第八章无线收发系统设计简介，8.1发射系统设计8.2接收系统设计牙齿章节的摘要，无线收发系统设计包括发射机系统设计和接收机系统设计。系统的实施方案、配置结构、性能指标和组件与指标之间的相互关系必须明确。实施时，必须全面了解各个部分的组件和单元电路，并选择适当的部件和包。8.1发射系统设计，发射器结构发射器的主要功能是实现基带信号的调制，以及高频和射频信号的功率放大。根据基带信号和调制方法，发射机可以分为连续波发射机、频率发射机、调幅发射机、相位调制发射机、单边波发射机等。任何发射器一般可分为两种。一种是直接变调法，另一种是二次变调法。在直接调制方法、高频或射频操作频率下实现直接调制转换，省略变

2、频器，构成框图。二次频率转换方法，基本原理是先在低频率下实现调制，然后通过混频器将调制的信号转换为工作频率。上述两种茄子方案各有优缺点。1、直接调制法结构简单、元件少、实现容易，但如果调制器和本振没有很好地隔离，则载波信号直接从调制器输出，通过天线发射，干扰系统本身和相邻信道。二、二次变频方法结构比较复杂，但可以解决直接调制方法的问题，同时可以在较低的频率下完成调制，因此调制性能高，易于实现，但是二次变频方法必须使用带通滤波器过滤其他侧波段，在某些情况下，牙齿滤波器的指标要求可能很高，很难实现。一般来说，由于载波频率高，为了抑制互调干扰，载波频率高，本振输出滤波器的相对带宽变窄，组延迟发生了很

3、大变化，因此输出信号可能严重失真，所以一般使用二次频率转换方法。发射机的性能指标发射机设计的主要目标是获得高效的输出功率、纯输出频谱、低发射机噪声、最大线性特性等。因此，发射机的系统设计参数和性能指标主要包括1，发射机的功率包括最大功率和平均功率。峰值功率是发射器的最大瞬时功率，平均功率是发送有用信息时发射器的功率平均值。2、增益发射器每个电路级别都有其自己的增益或损失，因此对输入和输出功率有要求。整个系统的增益是由各级电路决定的，因此各级电路的增益分配非常重要。3、载波频率的稳定性频率的稳定性被定义为在指定时间和特定条件(例如温度、湿度和电源电压变化范围)下载波频率的相对变化值，其值通常为1

4、06。影响频率稳定性的因素主要是温度、电源电压和负载阻抗的变化，可以使用晶振或温补振来获得高频率稳定性。4，频率的准确度频率的准确度被定义为发送信号的频率与指定的标称频率之间的差异。差异越小，准确度越高。5.无线频率的频谱纯度发送信号的频谱纯度对通信质量、相邻信道和其他无线系统有很大影响，因此设计时发送信号的频谱纯度必须满足相关规定。输出信号的所有谐波、假信号、噪声等是满足指定范围内要求的高性能发射器。6、载波泄漏发射器本振泄漏不仅严重影响发射信号的频谱，还严重影响接收机性能，因此，发射机载波泄漏和收发隔离也是重要指标。7，杂散辐射杂散辐射是指除载波和正常调制外的辐射。发射器的带外漂移主要取决

5、于本振的泄漏和频谱发射的镜像频率，抑制它主要取决于通道过滤器和双机。在本振的漂移情况下，通过混频器，混入无线电频段，抑制本振的漂移，从而消除。8、对于调制特性幅度调制系统，根据调制信号幅度变化的最大载波功率必须在非线性允许范围内。对于频率调制系统，随调制信号变化的载波频率和标准频率的差异在要求的范围内。在调制系统中，根据调制信号变化的载波相位和标准相位的差异在指定范围内。9、输出驻波比输出驻波比(VSWR)是反映输出端反射情况的参数，VSWR随终端负载变化。随着天线的使用环境和条件的不同，阻抗发生变化，VSWR牙齿变大，发射器的放大器可能会烧坏。因此，在设计时，输出VSWR应限制为功率放大器可

6、以承受的VSWR最大值。8.2接收系统设计，接收机结构有两个茄子基本结构。一个是超光速结构，另一个是直接转换结构。超外差接收机是将接收的射频信号和特定频率的本振信号混合，然后输出低频率的中间频率调制信号。牙齿中频信号的频率是本振信号和接收信号的频率之间的固定频率差。最终信号的调整是通过放大和放大中频信号滤波器，然后在中频下复调进行的。超外差接收机的配置有三个茄子滤波器，它们分别起到带通滤波器、镜像频率滤波器、中频滤波器等不同的作用。超级外差接收器有以下优点和缺点：(1)天线接收的信号级别通常为120100dB，通常需要100dB以上的放大，以便后续解调器或AD转换器正常工作；(2)由于超差结构

7、将射频信号替换为低中频信号，因此所述曹征和AD切换更容易实现。(3)超外差接收机的突出缺点是有大量的组合干扰频率。通常，可以通过选择适当的中频频率来减少这种干扰。此外，由于超差结构的镜像频率滤波器和中频滤波器的Q值都很高，一般LC滤波器难以满足需求，通常作为外部高性能集中式频率选择组件，对接收机的功耗和性能产生不利影响。直接转换接收器的基本原理与外差接收器相同。但是，参与混合的本振频率不是随机指定的，而是等于载波频率，因此中频频率为零，不再存在镜像频率和镜像频率干扰。这通常称为零中频系统。牙齿方案的射频部分消除了镜频滤波器，中频滤波器成为低通滤波器，简化了系统配置，降低了设计和实现的难度，降低

8、了成本。但是，直接转换接收器有明显的缺点，因为本振的频率和载波频率相同，所以本振容易发生泄漏。有直流偏差，严重影响后续电路。只能用于幅度调制信号的解调，不能调整频率调制和信任号。对本镇的稳定性要求很高，所以大部分只能在低频段使用。数字零中频方案：接收器的性能指标1，灵敏度接收器灵敏度是接收器在满足指定的错误代码性能时可接收的最小信号级别值。灵敏度主要受内部和外部噪声，尤其是接收器内部噪声的限制，因此灵敏度也可以表示为接收器输出的信噪比。2、噪声系数(NF)噪声系数(Noise Figure)反映部件或系统本身的噪声大小、电路时电路内的各种噪声污染信号。因此，与输入端的信噪比相比，输出端的信噪比

9、降低。通常，将输入端的信噪比定义为噪声系数。每个电路级别都有噪声系数，多级电路接收系统的噪声系数在表达式中，F是每个级别的电路噪声系数，G计算为该级别的增益。3 .动态范围(DR)接收器的动态范围(Dynamic Range)是接收器可以正确接收的最小输入信号电平和最大输入信号电平之间的范围，通常表示为牙齿两个电平的dB差异。输入的最小信号电平可以替换为与灵敏度相对应的电平值，输入的最大信号电平可以作为与1dB压缩点相对应的电平的参考。接收器的动态范围值通常约为80dB。4、相互干扰抑制相互干扰抑制是指当接收器在接收频带范围内有两个或多个干扰信号时，正确接收满足性能指标的有用信号的能力。相互干扰抑制主要由接收器射频部分的线性性决定。5、抑制相邻信道干扰相邻信道干扰抑制是指当相邻信道有信号时，接收器在自身信道上正确接收和不干扰的功能。主要取决于通道选择和隔离滤镜的可选性。牙齿章节总结了发射机可以分为连续波发射机、频率发射机、调幅发射机、相位调制发射机、单边波发射机等。任何发射器一般可分为两种。一种是直接调制法，在高频或无线电频率下直接调制，省略上厕所。另一个是二次变奏法。基本原理是先在低频率下调制，然后通过混频器将调制的信号转换为工作负载频率。发射机设计的主要目标是获得高效的输出功率、纯输出频谱、低发射机噪声、最大线性特性等。主要性能指标包括发射机的功率、增益、载波频率的稳定性