第一章绪论gai2.ppt

1、第一章第一章 绪论绪论1.无线通信系统概述无线通信系统概述2.无线通信系统的类型无线通信系统的类型3.本课程的特点本课程的特点电子线路的分类电子线路的分类l包含有源器件的网络统称为电子线路。l电子线路的分类方法很多，按照工作频率可分成低频电子线路、高频电子线路和微波电子线路。l低频通常指频率低于300kHz的范围，语音的电信号、生物电信号、地震电信号、机械振动的电信号等都属于这个范围。所有在这个频率范围的电信号的产生、放大、变换、处理都属于低频电子线路的范畴。高频通常指频率在300kHz300MHz的范围，广播、电视、短波通信、移动通信等无线电设备都工作在这个频率范围之内。微波泛指频率高于30

2、0MHz以上的范围，卫星电视、微波中继通信、雷达、导航等设备都工作在这个频率范围。高频电子线路：处理高频信号（无线电信号）的 电子线路，主要用于通信系统。第一节第一节 无线通信系统概述无线通信系统概述 高频电路是通信系统，特别是无线通信系统的基础，是无线通信设备的重要组成部分。第一节第一节 无线通信系统概述无线通信系统概述图1-1 无线通信系统的基本组成音频放大调制器激励放大输出功率放大话筒载波振荡器音频放大解调器中频放大与滤波混频器天线开关扬声器高频放大本地振荡器第一节第一节 无线通信系统概述无线通信系统概述l数字无线通信 数字无线通信系统的组成与图1-1相似，只需将模拟通信终端换成数字通信

3、终端或者在模拟通信终端与调制解调器之间分别增加模拟-数字转换器(ADC)和数字-模拟转换器（DAC）即可。数字无线通信系统容易实现小型化，性能更加优越。第一节第一节 无线通信系统概述无线通信系统概述l无论无线通信系统的组成结构如何变化，但其中必定要包含高频电路，而且包含的高频电路的基本内容几乎不变，主要包括以下内容：第一节第一节 无线通信系统概述无线通信系统概述 1.高频振荡器（信号源、载波信号或本地振荡信号）2.放大器（高频小信号放大器及高频功率放大器）3.混频或变频高频信号变换或处理 4.调制与解调高频信号变换或处理话筒扬声器 载波振荡器本地振荡器激励放大高频放大调制器混频器解调器音频放大

4、输出功率放大中频放大与滤波天线开关音频放大二、无线通信系统的类型二、无线通信系统的类型l无线通信系统的类型，可以根据不同的方法来划分。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：二、无线通信系统的类型二、无线通信系统的类型l按照工作频段或传输手段分类：按照工作频段或传输手段分类：中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。l按照通信方式来分类按照通信方式来分类（全）双工、半双工和单工方式。l按照调制方式的不同来划分按照调制方式的不同来划分 调幅、调频、调相以及混合调制等。l按照传送的消息的类型分类按照传送的消息的类型分类 有模拟通信和数字通信，也可以分为话音通信、图像通信、

5、数据通信和多媒体通信等。第二节第二节 无线电信号与调制无线电信号与调制l自然界中存在的电磁波的波谱很宽，无线通信中所用的无线电波只是一种波长比较长的电磁波，占据的频率范围很广。在自由空间中，波长与频率存在以下关系：=宇宙射线 频率（Hz）波长（m）510无线电波1010红外线可见光1510紫外线2010X射线25103103 2103710)8.78.3(71031210317103电磁波波谱第二节第二节 无线电信号与调制无线电信号与调制波段名称波长范围频率范围频段名称 主要传播方式和用途长波（LW）m 0300KHz 低频（LF）地波；远距离通信中波（MW）m 300KHz3MHz 中频（M

6、F）地波、天波；广播、通信、导航 短波（SW）10100m 330MHz 高频（HF）天波、地波；广播、通信 超短波（VSW）110m 30300MHz 甚高频（VHF）直线传播、对流层散射；通信、电视广播、调频广播、雷达 微波分米波（USW）10100cm 3003GHz 特高频（UHF）直线传播、散射传播；通信、中继与卫星通信、雷达、电视广播 厘米波（SSW）110cm330GHz 超高频（SHF）直线传播；中继和卫星通信、雷达 毫米波（ESW）110mm 30300GHz 极高频（EHF）直线传播；微波通信、雷达 410310210310表1-1 无线电波的频（波）段划分表l表1-1列出

7、了无线电波的频（波）段划分、主要传播方式和用途等。第二节第二节 无线电信号与调制无线电信号与调制l不同频段的信号具有不同的分析与实现方法：对于米波以上（含米波，1m）的信号通常用集总（中）参数的方法和“路”的概念来分析与实现；对于米波以下（1m）的信号一般应用分布参数的方法和“场”的概念来分析与实现。第二节第二节 无线电信号与调制无线电信号与调制l无线电信号有多方面的特性，主要有：1.时间（域）特性 2.频谱特性 3.调制特性 4.传播特性 第二节第二节 无线电信号与调制无线电信号与调制l 时间特性时间特性 无线电信号的时间特性就是信号随时间变化快慢的特性。第二节第二节 无线电信号与调制无线电

8、信号与调制l 频谱特性频谱特性 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。这是因为任何形式的信号都可以利用傅立叶展开或者傅立叶变换的方法分解为不同频率信号的叠加。周期信号可以分解为离散谱的叠加，非周期信号可以分解为连续谱的叠加。信号幅度ot信号分解F3F 5F 7Ff信号振幅o9F频谱图傅立叶展开第二节第二节 无线电信号与调制无线电信号与调制l传播特性传播特性 传播特性指的是无线电信号的传播方式、传播距离、传播特点等。无线电信号的传播特性主要根据其所处的频段或波段来区分。图1-6 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）散射传播射

9、线电离层对流层（a）（c）（b）（d）第二节第二节 无线电信号与调制无线电信号与调制l调制特性调制特性 所谓调制，就是把信号变换成适合于在信道（传输链路）中进行传输的形式的一种过程。调制在无线通信中的作用至关重要：1.高频适于天线辐射和无线传播。2.可以实现信道的复用，提高信道利用率。第二节第二节 无线电信号与调制无线电信号与调制l无线通信中基本的调制方法：使高频载波信号的一个或几个参数（振幅、频率或相位）按照基带调制信号的规律而变化。第二节第二节 无线电信号与调制无线电信号与调制 根据载波受调参数的不同，调制分为三种基本方式：振幅调制（调幅）AM 频率调制（调频）FM 相位调制（调相）PM

10、当调制信号为数字信号时，通常称为键控，三种基本的键控方式为：振幅键控（ASK）频率键控（FSK）相位键控（PSK）第二节第二节 无线电信号与调制无线电信号与调制l在高频电路中，我们要处理的无线电信号主要有三种：1.消息（基带）信号 低频信号 没有进行调制之前的原始信号，也称调制信号 2.高频载波信号 高频信号 用于调制的高频振荡（载波）信号和用于解调的本地振 荡信号（或称恢复载波），一般为单一频率的正弦（或 余弦）信号或脉冲信号高频信号 3.已调信号 高频信号 调制信号对载波信号进行调制以后的信号第二节第二节 无线电信号与调制无线电信号与调制l调制举例：AM调制消息（基带）信号高频载波信号已调

11、信号传播波形第二节第二节 无线电信号与调制无线电信号与调制l把实现调制和解调的部件分别称为调制器和解调器，有时将它们组合在一起称为调制解调器（modem）。l衡量调制器和解调器性能优劣的指标：1.调制方式的频带利用率或频谱有效性 2.功率有效性 3.抗干扰和噪声的能力。第三节第三节 本课程的特点本课程的特点l电路工作频率高 l器件非线性工作l电路的功能种类繁多分析方法：通常采用非线性电路的分析方法，不能用叠加定理。对非线性器件的描述用多个参数如：直流跨导、时变跨导、平均跨导，需求解非线性方程，精确求解非常困难，采用对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似后，用较简单的分析方法获得有实际意义的结果。例例1-1：在无线通信中为什么要采用高频载波：在无线通信中为什么要采用高频载波 调制传输？调制传输？例例1-2：在无线通信电路中，：在无线通信电路中，“调制调制”和和“混混频频”都可以实现将一个信号从低频变到高都可以实现将一个信号从低频变到高 频，这两个概念有什么区别？频，这两个概念有什么区别？