無線通信系統(tǒng)的基本工作原理(2023192848)

1、、八 、亠刖言：無線通信(Wireless communication)是利用電磁波 信號可以在自由空 間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式，近些年信息通信領(lǐng)域中，開展最快、應(yīng)用最廣的就是無線通信技術(shù)。在移動(dòng)中實(shí)現(xiàn)的無線 通信又通稱為移動(dòng)通信，人們把二者合稱為無線移動(dòng)通信。無線通信主要包括微波通信和衛(wèi)星通信。 微波是一種無線電波， 它傳送的距離一般只有幾十千米。但微波的頻帶很寬，通信容量很大。 微波通信每隔幾十千米要建一個(gè)微波中繼站。 衛(wèi)星通信是利用通信衛(wèi) 星作為中繼站在地面上兩個(gè)或多個(gè)地球站之間或移動(dòng)體之間建立微 波通信聯(lián)系。-、無線通信系統(tǒng)的類型按照無線通信系統(tǒng)中關(guān)鍵局部的不同特性，有

2、以下一些類型：1、按照工作頻段或傳輸手段分類，有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和衛(wèi)星通信等。所謂工作頻率，主要指發(fā)射與 接收的射頻RF頻率。射頻實(shí)際上就是 高頻的廣義語，它是指 適合無線電發(fā)射和傳播的頻率。無線通信的一個(gè)開展方向就是開辟更高的頻段。2、按照通信方式來分類，主要有全雙工、 半雙工和單工方 式。3、 按照調(diào)制方式的不同來劃分，有調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相以及混 合調(diào)制等。4、按照傳送的消息的類型分類，有模擬通信和數(shù)字通信，也可 以分為話音通信、圖像通信、數(shù)據(jù)通信和多媒體通信等。各種不同類型的通信系統(tǒng)，其系統(tǒng)組成和設(shè)備的復(fù)雜程度都有 很大不同。但是組成設(shè)備的根本電路及其原理都是相同的

3、，遵從同樣 的規(guī)律。本書將以模擬通信為重點(diǎn)來研究這些根本電路，認(rèn)識(shí)其規(guī) 律。這些電路和規(guī)律完全可以推廣應(yīng)用到其它類型的通信系統(tǒng)。1、無線通信系統(tǒng)的根本工作原理無線通信系統(tǒng)組成框圖>換發(fā) 射-源器機(jī)發(fā)射設(shè)備接變受收>換缶機(jī)器人接收設(shè)備圖1無線通信系統(tǒng)俎成框圖各局部作用: 1信息源：提供需要傳送的信息2變換器：待傳送的信息圖像、聲音等與電信號之間的互相轉(zhuǎn)換3發(fā)射機(jī)：把電信號轉(zhuǎn)換成高頻振蕩信號并由天線發(fā)射出去4傳輸媒質(zhì)：信息的傳送通道自由空間5接收機(jī)：把高頻振蕩信號轉(zhuǎn)換成原始電信號6受信人：信息的最終接受者三、發(fā)送設(shè)備的根本原理和組成1.無線通信存在的問題信號直接以電磁波形式從天線輻射出

4、去，存在以下問題：1無法制造適宜尺寸的天線。天線尺寸與波長相比較時(shí)，信號才能被天線有效輻射。如音頻信號：20Hz-20KHz。計(jì)算知實(shí)際做不到。2接收者無法選出要接收的信號。存在干擾：其它電臺(tái)發(fā)射信號，各種工業(yè)設(shè)備輻射電磁波，大氣層、宇宙固有的電磁干擾。所以對接收裝置的要求：能從眾多的電磁波中選出有用的微弱信號。2解決方案發(fā)射機(jī)和接收機(jī)借助線性和非線性電子線路對攜有信息的電信號進(jìn)行變換和處理。除放大外，最主要有調(diào)制、解調(diào)。1).調(diào)制：由攜有信息的電信號去控制高頻振蕩信號的某一參數(shù)，使該參數(shù)按照電信號的規(guī)律而變化 調(diào)制信號：攜有信息的電信號。載波信號：未調(diào)制的高頻振蕩信號。已調(diào)波：經(jīng)過調(diào)制后的高

5、頻振蕩信號。調(diào)幅、調(diào)角調(diào)頻、調(diào)相。2.解調(diào)：調(diào)制的逆過程，將已調(diào)波轉(zhuǎn)換為載有信息的電信號。3.調(diào)制的作用：1顯著減小天線的尺寸；聲音303000 Hz，天線要幾百km； 如果天線高度為輻射信號波長的四分之一， 更便于發(fā)揮天線的輻射能 力。于是分配民用播送的頻段為535-1605 KHz中頻段，對應(yīng)波長 為187-560 m，天線需要幾十米到上百米；而移動(dòng)通信天線只不過10cm，它使用了 900 MHz頻段。這些播送與移動(dòng)通信都必須進(jìn)行 某種調(diào)制，而將話音或編碼基帶頻譜搬移到應(yīng)用頻段。2將不同電臺(tái)發(fā)送的信息分配到不同頻率的載波信號上，使接收機(jī)可選擇特定電臺(tái)的信息而抑制其它電臺(tái)發(fā)送的信息和各種干擾

6、。2三種信號調(diào)制信號、載波信號和已調(diào)信號3三種方式調(diào)幅AM、調(diào)頻FM和調(diào)相PM典型發(fā)送設(shè)備的組成框圖1振蕩器：產(chǎn)生fosc的高頻振蕩信號，幾十kHz以上。2高頻放大器倍頻器：一或多級小信號諧振放大器，放大振蕩 信號，使頻率倍增至fc,并提供足夠大的載波功率。3低頻放大器：多級放大器組成，前幾級為小信號放大器，用于 放大微音器的電信號；后幾級為功放，提供功率足夠的調(diào)制信號。4高頻功放及調(diào)幅器：實(shí)現(xiàn)調(diào)幅功能，將輸入的載波信號和調(diào)制信號變換為所需的調(diào)幅波信號，并加到天線上。四、接收設(shè)備的根本原理和組成信號的卸載 軍調(diào)1什么是解調(diào)?從高頻已調(diào)波信號中 取出調(diào)制信號的過程2解調(diào)的二種方式 對調(diào)幅波的解調(diào)

7、一一檢波 對調(diào)頻波的解調(diào)一一鑒頻 對調(diào)相波的解調(diào)一一鑒相典型接收設(shè)備的組成框圖：2前器<10mt網(wǎng)3 型外公凋畔也奔機(jī)山松購五、無線電波的根本特點(diǎn)無線電波是一種電磁波，其傳播速度與光速相同，且有入二c/f無線電波具有直射、繞射、反射與折射等現(xiàn)象。無線電波的三種傳播途徑如圖：電離J3<b> 來at無線電波的波段劃分表:波段名稱浪長范圍頻段名稱頻率范圍主要用途長波LWlOlOlni低頻(LF)30-300kHz長距高點(diǎn)與點(diǎn)通信中波10101中 ®(MF)300-3000kHz播送、船舶、飛行通信短波SWlOdOm髙頻(HF)3-30kHz短軍事通信米波TllOni甚高頻

8、WHF)30-300IVIHZ電視.調(diào)頻播送.雷達(dá)分米波L-iOdni特高頻(UHF)300-3000MHZ電視、宙達(dá)、移動(dòng)通信厘米波ll0cm超高頻(SHF)3-30GHZ雷達(dá)、中繼、衛(wèi)星通信至米波ll Oram極高頻(EHF)30“300GHz射屯天文、衛(wèi)星、雷達(dá)2)該參數(shù)按照電信號的規(guī)律而變化 無線電播送工作過程:發(fā)射過程T一輸入回路放大器:解調(diào) I :低頻放I:(Demodulate) |!_大器選臺(tái)J1接收過程其中的調(diào)制就是把音頻信號裝載到高頻載波信號上去的過程。載波信號高頻振蕩信號有三個(gè)要素：振幅Um 角頻率3w=2f初相角0讓其中之一按音頻信號規(guī)律變化就形成了三種調(diào)制方式(1) .調(diào)幅方式：Um隨音頻信號而變- AM(2) .調(diào)頻方式：3 f隨音頻信號而變-FM(3) .調(diào)相方式：0隨音頻信號而變-P M無線電播送大多采用FM、AMJU調(diào)幅波AM調(diào)頻波FMa忖